With a size of ~10,000 km² the Salar de Uyuni is the largest salt lake in the world. It is located at a height of 3,653 m a.s.l. in the southern part of the Bolivian Altiplano, an endorheic high plateau separating the Eastern and Western cordillera of the Andes. The salt flat is characterized by an alternating sequence of evaporate layers mainly consisting of halite and lacustrine mud layers up to a depth of at least 220 m, whereby the stratification is ascribed to the alternation of dry and humid climatic phases during the Quaternary. With estimated 7 Mio tonnes in brine, the salt lake is considered the world’s largest Li deposit. Knowledge About genesis and distribution of Li is essential for the possible extraction of Li and other valuable elements from the brine in a commercial scale, which is the driving force for the Investigation of hydrochemical properties of the Salar de Uyuni. Practical work comprised the sampling of brines from drilled wells and along transects, salts from the surface, sampling of streams, rocks and sediments in the catchment, as well as chemical and isotopical analyses. The surface catchment, delineated with ArcGIS, has a size of 63,000 km² and is mainly characterized by volcanic deposits as ignimbrites, and unconsolidated sediments, salt deposits and lacustrine material in widespread flood plains. The pores of the upper salt crust, which shows a varying thickness of 2-11 m, are filled with a saturated NaCl brine rich in Mg, K, Li and B. The distribution of Li along the salt lake is inhomogeneous, with two regions of significantly higher concentrations up to 1.5 g/L in the southern part near the delta of the main inflow Río Grande and in the northern part, compared to an average of 0.3-0.4 g/L in brine. The age of brines from the upper salt crust was determined to 6,200 - 13,340 years, corresponding in age to the surrounding evaporates and showing a stable stratification with depth. However, a local mixing of the brine with freshwater feeding from groundwater Aquifers especially near the shore of the salar was observed by the analysis of δ2H and δ18O in the brines. The distribution of stable isotopes also shows the strong influence of evaporation, even smaller tributaries feeding the Río Grande are enriched in heavy isotopes of H and O. Element to bromine ratios in the brine showed that Li, K and Mg are not removed from solution by the formation of precipitates, but are rather released from clay minerals by ion exchange leading to their enrichment in the pore brine. Analyzed rocks, mostly of rhyolitic and dacitic type, show moderate lithium concentrations in the range of 4 to 37 mg/kg. Different types of digestion revealed that rock types occurring in the Salar de Uyuni catchment are a substantial supplier of lithium by the intensive physical and chemical weathering due to the specific environmental conditions. Increased Lithium concentrations in rock and sediment samples from the volcano flanks south of the salar indicate, that the southern catchment is the main supplier of lithium to the salt lake. The enrichment of lithium could also be observed by the analysis of superficial salts from the upper crust. Salt efflorescences are significantly enriched regarding Li, K, Mg and other Ions compared to the surface within the polygons. The enrichment of Li in brine occurs all-Season along shrinkage cracks at polygon borders, where brine rises up, water evaporates and NaCl precipitates, leaving a solution even more concentrated in Li and other solutes as Br, B, K and Mg. In conclusion, the accumulation of lithium in the brine of the Salar de Uyuni results from the combination of various site-specific circumstances, which are analyzed and discussed in the present thesis. / Mit einer Größe von ~10.000 km² ist der Salar de Uyuni der größte Salzsee der Welt. Er befindet sich auf einer Höhe von 3.653 m im Süden des bolivianischen Altiplano, einer abflusslosen Hochebene zwischen der Ost- und Westkordillere der Anden. Der Salzsee besteht bis zu einer Tiefe von mind. 220 m aus einer Wechselfolge evaporitischer Schichten (hauptsächlich halitisch) und lakustrinen Tonschichten, wobei die Schichtung auf den Wechsel von trockenen und feuchten klimatischen Phasen während des Quartärs zurückzuführen ist. Mit einer geschätzten Menge von 7 Mio. t gilt der Salzsee als die gegenwärtig größte Li-Ressource der Welt. Das Wissen über Genese und Verteilung von Li ist grundlegend für eine mögliche Gewinnung von Li und anderen Elementen in kommerziellem Maßstab, worin sich die Motivitation für die Untersuchung hydrochemischer Eigenschaften des Salar de Uyuni begründet. Praktische Tätigkeiten umfassten die Probenahme von Solen aus eigens gebohrten Brunnen und entlang von Transekten, die Entnahme von Oberflächensalzen, die Beprobung von Zuflüssen, Gesteinen und Sedimenten im Einzugsgebiet, sowie deren chemische und isotopische Analytik. Das oberflächliche, mittels ArcGIS ermittelte Einzugsgebiet, weist eine Größe von 63.000 km² auf und besteht hauptsächlich aus vulkanischen Gesteinen wie Ignimbriten und unverfestigten Ablagerungen, Salzausblühungen und lakustrinen Sedimenten in ausgeprägten Überschwemmungsebenen. Die Poren der obersten, zwischen 2 und 11 m mächtigen Salzschicht, sind mit einer an NaCl gesättigten Salzlösung, die reich an Mg, K, Li und B ist, gefüllt. Die inhomogene Verteilung von Li im Salzsee weist zwei Bereiche signifikant erhöhter Konzentrationen von bis zu 1,5 g/L auf, und zwar im südlichen Einmündungsbereich des Hauptzuflusses Río Grande und im Nordosten etwa 20 km von der Küste entfernt, verglichen mit einem durchschnittlichen Gehalt von 0,3-0,4 g/L in der Sole. Das Alter der Solen der obersten Salzkruste wurde auf 6.200 – 13.340 Jahre bestimmt, was dem Alter der umgebenden Evaporite entspricht und eine stabile Schichtung aufweist. Allerdings weist die Analytik von δ2H und δ18O auch auf eine lokale Vermischung der Sole mit Frischwasser aus ufernahen Aquiferen hin. Die Verteilung der stabilen Isotope δ²H und δ18O deutet auf einen signifikanten Einfluss der Verdunstung auf die Entwicklung der Porenlösung hin, denn auch kleinere Zuflüsse zum Salar sind angereichert an 2H und 18O. Das Verhältnis verschiedener Elemente zu Brom zeigt, dass Li, K und Mg weniger durch die Ausfällung von Salzen aus der Lösung entfernt, sondern eher durch Ionenaustausch aus Tonmineralen freigesetzt und folglich in der Sole angereichert werden. Die analysierten Gesteine, hauptsächlich rhyolitischen und dazitischen Typs, weisen moderate Lithiumkonzentrationen von 4 – 37 mg/kg auf. Die Anwendung verschiedener Aufschlüsse zeigte, dass die im Einzugsgebiet des Salar de Uyuni vorkommenden Gesteinstypen aufgrund der intensiven physikalischen und chemischen Verwitterung unter den spezifischen Umweltbedingungen eine wesentliche Quelle des Lithiums im Salzsee sind. Erhöhte Li-Konzentrationen in Gesteinen und Sedimenten der vulkanischen Flanken südlich des Salars deuten auf das südliche Einzugsgebiet als hauptsächlichen Zulieferer für Li hin. Die Anreicherung von Li wurde auch mittels der Untersuchung der Salze der obersten Kruste bestätigt. Im Vergleich zur Oberfläche innerhalb der Polygone sind die Salzausblühungen entlang der Polygonränder signifikant an Li, K, Mg und anderen Ionen angereichert. Die Anreicherung von Li geschieht ganzjährig entlang der Schrumpfungsrisse an Polygonrändern, indem die Sole durch kapillare Kräfte aufsteigt, Wasser verdunstet und NaCl ausfällt. Schließlich bleibt eine an Li und anderen Ionen wie Br, B, K und Mg noch stärker aufkonzentrierte Lösung zurück. Schlussfolgernd resultiert die Akkumulation von Lithium in der Porenlösung aus der Kombination zahlreicher standortspezifischer Faktoren, welche innerhalb der vorliegenden Arbeit untersucht und bewertet wurden.

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des BMBF-geförderten Projektes "Luft- und bodengestützte spektrometrische Untersuchungen zur Differenzierung reaktiv veränderter Braunkohlentagebaugebiete in Mitteldeutschland" (Vorhaben 02 WB 9667/5) als Kooperation zwischen dem GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung (GAF) und dem Umweltforschungszentrum Leipzig/Halle GmbH (UFZ) angefertigt. Grundidee des Projektes war es, die durch spektrometrische Erfassungsmethoden der Fernerkundung erhaltenen Überfliegungsdaten mittels konventioneller petrographischer, mineralogischer und geochemischer Analytik zu kalibrieren. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag dabei in der Charakterisierung der hydro- und geochemischen Veränderungen in den Kippensedimenten des im mitteldeutschen Raum südlich von Leipzig aufgeschlossenen Braunkohlentagebaus Zwenkau. Zu diesem Zweck wurden die Kippensedimente in Abhängigkeit des Schüttungsalters und der Lagerung untersucht sowie die spezifischen Merkmale der Kippenwässer und Bodengase erfaßt, um die im Kippenkörper ablaufenden chemischen, petrographischen und gefügemäßigen Veränderungen sowie die Wechselwirkungen zwischen den Sedimenten, Wässern und Bodengasen zu beschreiben. Schließlich wird ein Modell zur zeitlichen Entwicklung der Abraumförderbrückenkippe, beginnend bei ihrer Verkippung bis hin zu einem Alter von etwa 20 Jahren, vorgestellt, welches die beobachteten Erscheinungen bezüglich der auftretenden endogenen und exogenen Wechselwirkungsfaktoren gut erklärt. / This thesis was prepared in cooperation with the GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), the Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), the Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung (GAF), and the Umweltforschungszentrum Leipzig/Halle (UFZ) in frame of the project "Airborne and laboratory spectroscopic studies for differentiation of reactively alterated lignite mining pits in Central Germany" (No. 02 WB 9667/5) which was gratefully supported by the Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF). The major idea of the project was to achieve a calibration of the spectroscopic data acquired by the remote sensing though the results obtained from conventionally petrographical, mineralogical and geochemical analyses. The main goal of this thesis was the characterization of the hydro- and geochemical alterations in the conveyor bridge dump of the open lignite mining pit Zwenkau which is located in the Central Germany District southern of Leipzig. Therefore, dependent on their ages in terms of dumping and their surface-near locations the dump sediments were investigated and the specific properties of the different types of dump water and soil gases were acquired as well in order to describe the ongoing chemical, petrographical and structural alterations and interactions between the sediments, the water and the soil gases in the conveyor bridge. Finally, a model of the chronological development of the overburden sediments starting from their spilling up to an age of about 20 years is proposed which well explains the observed phenomena regarding the appearing endogenous and exogenous interaction factors.

Im Umfeld von Delitzsch befinden sich unter der etwa 100 m mächtigen Bedeckung aus tertiären Lockersedimenten mehrere magmatische Körper aus Karbonat. Im Jahr 2012 wurde durch die Deutsche Rohstoff AG bei Storkwitz eine 700 m tiefe Explorationsbohrung auf Seltene Erden Elemente abgeteuft. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde der Frage nachgegangen, wie und woher die Seltenen Erden in das Gestein hineingelangten. Die Ergebnisse können Hinweise auf möglicherweise bisher unbekannte Anreicherungen von Seltenen Erden in anderen Nebengesteinen als den Karbonatiten geben. Die Veröffentlichung liegt nur in englischer Sprache vor. / The Storkwitz-Carbonatite is a Late Cretaceous intrusive complex, which is well-explored by a relatively large number of exploration bore holes both from the 1970ies, 1980ies and from one more recent bore hole, SES-1/2012. The carbonatite complex hosts a (currently) marginally economic mineralisation of rare earth elements (REE) and niobium, which is technically still difficult to recover. The upper part of the carbonatitic body is located some 100-120 m below the Pre-Cenozoic land surface, which in turn is overlain by approximately 100 m of glacial, fluvio-glacial, and fluviatile sediments. The aim of this study was to characterize the mineralisation in the upper part of the intrusion geochemically and mineralogically and to try to identify indications of a supergene overprint on the late magmatic to hydrothermal mineralisation. Fresh drill core samples from the exploration bore hole SES-1/2012 have revealed that the mineralisation is associated with a carbonatitic igneous breccia body and also with several alvikite veins. The breccia body is very heterogeneous, displays a variety of matrix colours and also a range of matrix-to-clast ratios.

In the ternary system CsCl – NaCl – H2O, at a temperature of 298.15 K, a double salt with the stoichiometric formula CsCl∙2NaCl∙2H2O(cr) is known to be formed. This double salt and the anhydrous CsCl(cr) are the end-members of a solid solution. For the pure double salt, the solubility constant was determined. The obtained value was applied to calculate the solubility diagram also of the quaternary system CsCl – NaCl – KCl – H2O and the quaternary-reciprocal system Cs+, Na+ || Cl−, SO42− – H2O. The solubility constant together with a solid solution between CsCl·2NaCl·2H2O(cr) and CsCl(cr) were implemented in THEREDA, which extends the applicability of the existing cesium dataset.

Driven by the need to use mineral resources more sustainably, and the increasing complexity of ore deposits still available for commercial exploitation, the acquisition of quantitative data on mineralogy and microfabric has become an important need in the execution of exploration and geometallurgical test programmes. Hyperspectral drill-core scanning has the potential to be an excellent tool for providing such data in a fast, non- destructive and reproducible manner. However, there is a distinct lack of integrated methodologies to make use of these data through-out the exploration and mining chain. This thesis presents a first framework for the use of hyperspectral drill-core scanning as a pillar in exploration and geometallurgical programmes. This is achieved through the development of methods for (1) the automated mapping of alteration minerals and assemblages, (2) the extraction of quantitative mineralogical data with high resolution over the drill-cores, (3) the evaluation of the suitability of hyperspectral sensors for the pre-concentration of ores and (4) the use of hyperspectral drill- core imaging as a basis for geometallurgical domain definition and the population of these domains with mineralogical and microfabric information.:Introduction Materials and methods Assessment of alteration mineralogy and vein types using hyperspectral data Hyperspectral imaging for quasi-quantitative mineralogical studies Hyperspectral sensors for ore beneficiation 3D integration of hyperspectral data for deposit modelling Concluding remarks References

Seit 850 Jahren werden in Sachsen Informationen zu Bodenschätzen erhoben und in Archiven gesammelt. DATA MINING 4 YOU : Das Bergbauland Sachsen birgt einen wertvollen Schatz – er besteht aus rohstoffgeologischen und wissenschaftlichen Daten, Berichten und Informationen über den regionalen Untergrund. Dieser Datenschatz steht nun online und kostenfrei für Sie auf verschiedenen Portalen bereit. Im Zeitraum von 2013 bis 2024 sammelte das Projekt „Rohstoffdaten Sachsen“ (ROHSA 3) deutschlandweit Daten zu sächsischen Erz- und Spatrohstoffen aus allen relevanten Archiven. Die Digitalisierung und öffentliche Bereitstellung der umfangreichen Informationen waren kernaufgaben des Projektes. Redaktionsschluss: 30.06.2018

The mining state of Saxony is home to a valuable treasure – it consists of geological and scientifi c data relating to raw materials, reports and information on the regional subsurface. This treasure trove of data is now available online and for free for you on various portals. From 2013 to 2024, the project “Rohstoffdaten Sachsen” (ROHSA 3), or Saxon Raw Material Data, collected data on Saxon ore and spar raw materials from all relevant archives throughout Germany. The core tasks of the project were the digitisation and public provision of the extensive information. Redaktionsschluss: 23.11.2023 / Seit 850 Jahren werden in Sachsen Informationen zu Bodenschätzen erhoben und in Archiven gesammelt. DATA MINING 4 YOU : Das Bergbauland Sachsen birgt einen wertvollen Schatz – er besteht aus rohstoffgeologischen und wissenschaftlichen Daten, Berichten und Informationen über den regionalen Untergrund. Dieser Datenschatz steht nun online und kostenfrei für Sie auf verschiedenen Portalen bereit. Im Zeitraum von 2013 bis 2024 sammelte das Projekt „Rohstoffdaten Sachsen“ (ROHSA 3) deutschlandweit Daten zu sächsischen Erz- und Spatrohstoffen aus allen relevanten Archiven. Die Digitalisierung und öffentliche Bereitstellung der umfangreichen Informationen waren kernaufgaben des Projektes.

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Within the framework of this research, the complex geological history of the Pan African-Volta basin has been systematically reconstructed. Based on a broad review of literature and new data, 5 stages of geological-tectonic development have been identified. For the first time a systematic review of the mineral potential of the Pan-African Volta Basin was executed. Known and potentially existing mineralization have been related to the geotectonic history and metallogenetic conclusions have been drawn. Based on the findings of this research, the folded thrust belt located at the eastern rim of the Volta basin has been identified as the most prospective area for the ultramafic rocks with chromite, nickel mineralization and PGEs, hydrothermal gold and banded iron formation (BIF) but this will require further work.

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