Geologie en geschiedenis van de Gasteiner Heilstollen

Het gesteente dat vóór de vorming van het Alpengebergte tussen Europa en Afrika door erosie van de continenten in de Penninische Oceaan (de oude Middellandse Zee) werd afgezet, kon de enorme druk bij de noordelijke verschuiving van Afrika alleen maar naar boven (opvouwing) en naar de zijkant (naar het oosten en westen) ontwijken. Door de daarbij ontstane uitrekking van het gesteente in oost-westelijke richting ontstonden talrijke noord-zuid gerichte, steile breuken, die het nieuwe gebergte tot in grote diepten in meerdere deelblokken versneden. Een van deze scheuren verdeelde ook de latere Gasteiner Radhausberg voorgoed in twee helften, die ook in horizontale richting ten opzichte van elkaar werden verschoven. Deze scheur vormde uiteindelijk de geologische voorwaarde voor een enorm mineralisatieproces (hydrothermale sulfidemineralisatie) in de eindfase van de alpiene orogenese.

De grote gewichtsdruk van de bovenliggende gneis mobiliseert non-ferrometalen uit de onderliggende paleozoïsche leisteen van de Habach-formatie. De edelmetalen die daar aanwezig zijn, worden alleen al door het bestaan van deze diepe kloof (zone van volledige drukontlasting) naar boven getrokken, waarbij het belangrijkste transportmedium het eveneens uit het gesteente geperste kiezelzuur (SiO2) is. Tijdens het opstijgen van de metaaloplossingen vindt afkoeling en kristallisatie plaats, waardoor de holtes van de gangscheuren zich met ertsen vullen. Het uitgassen van het kiezelzuur in de bovenste delen leidt tot de vorming van sulfosalzrijke kwartsdruiven met verspreide vrije goudkristallen (glaserze).

Na voltooiing van de metamorfose wordt de hele Radhausberg voor de tweede keer verscheurd door de inmiddels langzaam afnemende alpiene bergvormingskrachten. Er ontstaan vlakke ontspanningskloven in de gneis dicht aan het oppervlak, waarvan de breukvlakken volledig worden vermalen door sterke relatieve bewegingen. De afschuring vormt een fijnklastisch en grotendeels waterdicht, kleiachtig sediment in de breukzones. De druk en temperatuur zijn niet meer voldoende voor de eventuele migratie van ertsen naar deze structuren, die grotendeels onbewerkt blijven. (De mijnwerkers zullen deze structuren later "rotten" noemen.)

Er volgde een lange periode zonder verdere belangrijke geologische gebeurtenissen. Pas aan het einde van de laatste wereldwijde ijstijd, ongeveer 10.000 jaar geleden, werd de ontstaansgeschiedenis van de geneeskrachtige bronnen van Gastein voortgezet. Het smelten van de kilometersdikke ijskap leidde in korte tijd tot een enorme hoeveelheid vrij oppervlaktewater, dat enerzijds de flanken van de berg langzaam begon te eroderen, maar anderzijds, vooral langs de naar het westen uitlopende breuken, relatief snel naar het binnenste van de berg werd afgevoerd. Op deze manier kan de poreuze gneis grote hoeveelheden smeltwater opnemen en langs de naar het oosten hellende schalieoppervlakken langzaam naar beneden leiden. De onderliggende schalie vormt daarentegen een natuurlijke waterkering. De hoge gesteentetemperatuur op grote diepte heeft tijd om in te werken, het water warmt op, vermindert zijn soortelijk gewicht en stijgt zo weer naar boven. Bij het stijgen vindt er weer een relatieve afkoeling plaats (afname van de gesteentetemperatuur, vermengingseffecten met achterblijvend koeler water, enz.), zodat zich uiteindelijk langzaam een grootschalige kringloop kan ontwikkelen.

Een groot deel van het smeltwater wordt zo voorlopig voor lange tijd opgesloten in de gneis van de Radhausberg en lost de daarin aanwezige sporenelementen, zoals radium, chroom en fluor, op. De in het water opgeloste metaalzouten van radium vallen uiteen in gasvormig radon, maar pas na verrijking met fluorzouten kunnen de wateren ook de metalen van de ertsgang aantasten en oplossen. Plotseling ontstaat er een uitstekende opstijgingsroute voor het radonwater langs de leeggehaalde gang naar het oppervlak. Maar een voor het uit de diepte opstijgende water onoverkomelijke, met kleiachtige sedimenten gevulde modderpoel stopt dit proces en beschermt de ertsader tegen verdere uitloging.

Tegelijkertijd begint aan het einde van de ijstijd ook de geometrie van de berg geleidelijk aan duidelijk te veranderen. De flanken van het dal worden sterk geërodeerd en uitgediept door de smeltende gletsjers, zodat het hete water nu via talrijke bronnen, vooral aan de westflank, naar buiten kan stromen en wegvloeien. Er ontstaat een eerste natuurlijke bronhorizon, de ertsader die daarboven nog overblijft, wordt gered van verdere uitloging en heeft weer rust.

Enkele duizenden jaren later. De Radhausberg heeft in grote lijnen zijn huidige vorm gekregen. Door de verdere erosie van de dalflanken daalt ook het niveau van de thermale waterbronnen (hoogte van de bronnen) gestaag, totdat het thermale waterpeil in de berg uiteindelijk zijn huidige hoogte bereikt. Het oppervlaktewater dat aan de westflank van de berg blijft doorsijpelen, drukt het thermale water uit de bronnen, vergelijkbaar met een emmer die tot de rand gevuld is en overloopt. Deze emmer werd gevuld tijdens de ijstijd, de rand ervan is de huidige bronhorizon.

Maar met de lange rust van de overgebleven ertsader is het ook weer voorbij. Nadat de geneeskrachtige werking van de bronnen aan de voet van zijn berg bekend is geworden, trekt nu ook zijn roestbruine kop (geoxideerde uitloperszone) talrijke avonturiers en mijnwerkers naar de vallei, die hem en zijn edelmetalen nu vanaf de oppervlakte te lijf gaan. De gang verzet zich met alle kracht (ingesloten mijnwater, harde en lange winters in het hooggebergte, ingewikkeld ertsvervoer, enz.), maar toch: De historische mijnbouw ontneemt hem genadeloos zijn schatten tot in een diepte van ongeveer 400 m. Dan moet de toenmalige handbediende techniek het opgeven, verder afdalen is onmogelijk, hoewel de edelmetalen blijven lokken. Op sommige plaatsen was men al bij de grote rot bereikt en in het geheim verbaasde men zich erover dat het rijke erts hier plotseling ophield. Maar niemand hechtte veel belang aan deze observatie; men was er zeker van dat de ertsvorming zich in de diepte moest voortzetten.

De Radhausberg en zijn schatten zijn inmiddels geannexeerd en maken deel uit van het Duitse Rijk. Met behulp van de modernste technologie wordt vanaf de oostelijke flank van het dal een nieuwe toegangsgalerij naar diepere delen van de ertsader geboord. Deze hoopvolle poging, genaamd Paselstollen, duurt bijna twee jaar en bereikt eind 1944 na 1.840 m daadwerkelijk de ertsader, ongeveer 400 m onder de historische mijn.

Tot grote teleurstelling moet het toenmalige Berlijnse Rijksministerie van Economische Zaken echter constateren dat er geen erts in de gang te vinden is. Ook een 120 m hoge ontginningsschacht in de gang laat alleen lege, uitgeputte holtes zien met hete waterdamp, die alle gesteente in de omgeving tot boven de 40 °C heeft verwarmd. Met een hoofdschudden verliet men deze vanuit het oogpunt van de Duitse mijnwerkers waardeloze tunnel, de berg had opnieuw gezegevierd.

Pas aan het begin van de jaren vijftig ontdekte men het radongehalte van de hete waterdamp in de Paselstollen-mijn en werd het verband met de beroemde thermale bronnen van Gastein erkend.