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German Pages 60 [73] Year 1965
ZEITSCHRIFT FÜR A N QE WANDTE QEOLOQIE A U S DEM INHALT
HERAUSQEQEBEN VON DER STAATLICHEN Q E O L O Q I S C H E N K O M M I S S I O N
J . Kertzsch Der Kenntnisstand Uber die Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer
U N D D E R Z E N T R A L E N VO RR AT S K O M M I SS I O N
M. A. Lapp & B. A. Sudow
DER D E U T S C H E N D E M O K R A T I S C H E N
REPUBLIK
Suche nach tiefliegenden Erzkörpern mit Hilfe von Elementen, die ausgedehnte Dispersionshöfe bilden G. Seidel Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier W. Beyer Die Erfassung von Grundwasserfließvorgängen mittels Farbstoffen in Verbindung mit Pumpversuchen P. Mandev Geologische Erkundung von Erdöl und Erdgas in Bulgarien W. Huth & U. Kriebel Fotomechanische Vervielfältigung geologischen Kartenmaterials Richtlinie der ZVK über die innere und äuBere Kontrolle chemischer Analysen (Vom 27. Februar 1964)
AKADEMIE - VERLAQ
• BERLIN
B A N D 10 / H E F T V F JUNI SEITE
1964
281-336
CONTENTS
INHALT
COflEPJKAHME
J. R e n t z s c h
Der Kenntnisstand über die Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer
ypouem. 3JiainiH o pacnpesejieHim MeTaa:iOB h pyaiiwx siniiepajioB b MeancThix cnaimax
Tlie Status of Knowledge of Me- 281 tal and Ore Mineral Distribution in the Copper Slate
M. A. Lapp &
Suche nach tiefliegenden Erzkörpern mit Hilfe von Elementen, die ausgedehnte Dispersionsliöfe bilden
rioiicKii r.iyCoiio^a.ieraiomiix pySHwx Ten n iiecTopoHineiinìi no opeojiaM anesieiiTOB mnpoKoro pacceniiiiH
Prospecting for Deep-Lying Ore 28S Bodies Using Elements with Extensive Formation of Dispersion Ilalos
G. S e i d e l
Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier
0 norpytfiemiH Konemiux paccojioB b KaaHiiiioM pattoiie wmHoro Tapiia
Sinking of Final Liquor in the 290 Potash District of the Southern Hartz Mountains
W. B e y e r
Die Erfassung von Grundwasseriließvorgängen mittels Farbstoffen in Verbindung mit Pumpversuchen
y^ieT DJieiieiiTOB aBii/Keim« rpynTOBHX BO a nOCpejlCTBOM i;paCHTejILIIblX BemCCTB B CBH3H c OTi;a'ii;aMi[
Colouring Materials Used in Con- 295 nection with Pumping Tests to Ascertain Flow Processes of Ground Water
P. P. K o n j a r o w a
Zusammenfassende Betrachtung von Wasserdurchlässigkeitswerten klüftiger Gesteine
OnnT oßoöineiiiifi MaccoBbix onpe neneimii BoaonpoHimaeiiocTii TpemmiOBaTMx r o p n u x n o p o s
Attempt to Generalize Permeabili- 301 tv Values of Jointed Rocks
B. il. S OBI JEW &
Durch Untertagelaugung gewinnbares Kupfer — eine bedeul ende Reserve
IIoM3ejiHoe BwmeJiaimBamie — KpynHLiii pe3epB Meßnoü npoMMinjieimocTn
Copper Obtainable ground Leaching portant Reserve
Richtlinie der ZVK über die innere und äußere Kontrolle chemischer Analysen (Vom 27. Februar 1964)
flupeKTiiBw F K 3 o BiiyipeHiien h BiiemneM KompoJie xiimiinecKHx aiiajiH30B (ot 27 BpaJiH 1964 r.)
ZVK Direction Concerning the 304 Internal and External Control of Chemical Analyses (from February 27 th , 1964)
A. Thomas
Lageveränderungen und Deformationen von Bauwerken in Auslaugungsgebieten
H3MeneniiH MecTononoweiniH h ae$opMamm 3aannft b oßnacTHx BLimenaHiiBanHH cojieii h ranca
Alterations of the Site and De- 306 formations of Buildings in Leachinsr Areas
P. Mandev
Geologische Erkundung von Erdöl und Erdgas in Bulgarien
reoJioniHecKaH pasBejiKa na neiJiTb u raa b Bo.irapim
Geological Exploration for Petro- 312 leum and Natural Gas in Bulgaria
H. Reii
Bergwirtschaft und Lagerstättenverhältnisse Burmas
Fopnoe BypMLi
h MecTopo/KRemm
The Mining Industry and Deposit 316 Conditions of Burma
G. W o l f f
Die Bestimmung von Karbonat in Mineralen und Gesteinen
Onpeaenemie KapSonaTOB b mhn e p a n a x h nopo^ax
The Determination of Carbonate 320 in Minerals and Rocks
A. Lenk
Bestimmung der Raumlagc eines Schicht- oder Schieferungskomplexes aus einer Bohrung mit nichtorientierter Kernentnahme
OnpeHejiemie npocTpancTBeinioro pacnojiO/Kemifi KOMnjienca nanjiacTOBaiiiiH hjih cnaime-
Determination of the Spatial 322 Position of a Sedimentary or Cleavage Complex from a Boring with Unoricntated Core Recovery
W. H u t h & U. K r i e b e l
Fotomechanische Vervielfältigung geologischen Kartenmaterials
®0T0JiexainiqecK0e pa3Mno>Ke-
K.-H. B i n t i o
Über die Qualität von Buntmetallerzen und die Rentabilit ä t der Produktion
O KanecTBe pyH ijbgthhx meTannoB h o penTaöejibiiocTii
The Quality of Non-Ferrous Me- 326 tal Ores and the Profitableness of their Production
I I I . Informationstagung über die Anwendung der Röntgenspektralanalyse
I l l - e iiH(J)opMaii;iioHHoe coBemaniie o npiiMeneiniH penTrenocneiiTpamioro aiiamraa
Third Information Meeting on the 328 Uses of X - R a y Spectral Analysis
B. A. Sudow
L. W. Chodow
R. S c h i n d l e r
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by Under- 303 — an Im-
Photo Reproduction of Geological 324 Maps
328-33G
Besprechungen und Referate, Nachrichten und Informationen, Kurznachrichten
Redaktionsbeirat Prof. Dipl.-Berging. K. BÜHRIG, Nordhausen R. HOHL, Halle (Saale) -
Prof. Dr. E. KAUTZSCH, Berlin -
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Dipl.-Geol. R. WIENHOLZ, Gommern Die ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE berichtet ständig über folgende Arbeitsgebiete: Geologische Grundlagenforschung und Lagerstättenforschung /
Methodik der geologischen Erkundung / Ökonomie und Planung der geologischen
Erkundung / Technik der geologischen Erkundung / Geologie und Lager3tättenkunde im Ausland. In der Zeitschrift können alle strittigen Fragen der praktischen Geologie behandelt werden. Die Autoren übernehmen für ihre Aufsätze die übliche Verantwortung.
ZEITSCHRIFT FÜR A N QE W A N D T E QEOLOQIE
KOLLEKTIVE
CHEFREDAKTION
Dr. K. K A U T E R (Redaktionasekretär) Dr. F. S T A M M B E R G E R Dr. G. T I S C H E N D O R F Dipl.-Berging.-Geol. G. Z I N D L E R
BAND
10 • J U N I 1 9 6 4 • H E F T
6
Der Kenntnisstand über die Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer1) JOHANNES RENTZSCH, Berlin (Mitteilung aus dem Zentralen Geologischen Institut, Berlin) Die gegenwärtig zu erarbeitende prognostische Einschätzung des Kupferschiefers im S-Teil des norddeutschen Zechsteinbeckens macht es notwendig, den Kenntnisstand über die Gesetzmäßigkeiten der Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer zusammenfassend darzustellen. Eine vollständige Literaturübersicht würde in diesem Rahmen zu weit führen. Aus der Vielzahl der Literatur über den Kupferschiefer und seine Äquivalente sind zunächst die Arbeiten auszuwählen, die Beobachtungstatsachen vermitteln. Wie JUNG (1960) bereits feststellte, dürften alle überhaupt möglichen Entstehungstheorien des Kupferschiefers und seiner Mineralisation bereits geäußert worden sein. Wir sind der Meinung, daß zumindest die wichtigsten Beobachtungen am Kupferschiefer bereits gemacht worden sind. Es kommt jetzt darauf an, aus diesen Untersuchungsergebnissen die Gesetzmäßigkeiten der paläogeographischen Entwicklung an der Wende Rotliegendes/Zechstein und die damit zusammenhängenden Gesetzmäßigkeiten der Metall- und Erzmineralführung des Kupferschiefers abzuleiten. Aus dieser Arbeit ergeben sich die für weitere geologische Sucharbeiten notwendigen Kriterien. Die Frage der Herkunft der Metalle des Kupferschiefers, die jahrzehntelang die Diskussion über den Kupferschiefer weitgehend beherrschte, wird nicht behandelt, da hier noch zu viele offene Probleme vorhanden sind. Es ist das Ziel der laufenden Arbeiten, die gegenwärtige Metallverteilung im Kupferschiefer einer Klärung näherzubringen.
s t e d t — B e r n b u r g ist der im Kupferschiefer vorhandenen Kupfermenge etwa u m g e k e h r t proportional. U b e r dem Oberrotliegenden des S u b h e r c y n e n B e c k e n s (Sandsteinschiefermulde von A d e r s t e d t — B e r n b u r g — C a l b e ) klingt die erhöhte K u p f e r f ü h r u n g allmählich ab. I m R a u m T e i c h w e i d e n — M ö t z e l b a c h nördlich von Saalfeld t r e t e n i m sonst P b - Z n - r e i c h e n Kupferschiefer erhöhte CuGehalte über einem kleinen Verbreitungsgebiet des Oberrotliegenden a m S E - R a n d der Schwelle des Schwarzburger Sattels auf. Auch über dem Geraer B e c k e n sind etwas erhöhte Cu-Gehalte nachgewiesen worden. I m R a u m S ü d b r a n d e n b u r g sind die Cu-angereicherten Kupferschiefer über einer flachen Nebensenke des Oberrotliegenden vorhanden. In der S t r u k t u r Mulkwitz befindet sich der dort nachgewiesene K u p f e r s a u m nahe dem R a n d einer hercyn streichenden Rotliegendmulde. Sowohl die L a g e r s t ä t t e n in der Nordsudetischen Kreidemulde als auch im Sudetischen Außenland liegen über oberrotliegenden klastischen Gesteinen. Ähnliches wie a m S - R a n d des Zechsteinbeckens zeichnet sich a m Nordrand i m R a u m G r i m m e n — R e i n k e n h a g e n ab.
Beziehungen zwischen paläogeographischer Situation und Mineralisation
Um Ausnahmen von der genannten Regel handelt es sich bei den auf Grundgebirgsschwellen stehenden Bohrungen Wiegleben 1, Sundhausen und einigen Bohrungen im Hainich, die Cu-Vormacht haben.
G. RICHTER ( 1 9 4 1 b ) stellte fest, daß Gebiete m i t erh ö h t e m Cu-Gehalt i m Kupferschiefer meist i m Verbreitungsbereich des Oberrotliegenden auftreten. Dabei liegen die Zonen reicher K u p f e r f ü h r u n g n i c h t auf den T r o g a c h s e n des R o t l i e g e n d e n , sondern in Neben- und Teilsenken. Diese Feststellungen von RICHTER wurden durch die U n t e r s u c h u n g e n im S u b h e r c y n e n B e c k e n (LUGE 1963) und in anderen Gebieten weitgehend b e s t ä t i g t . Cu-angereicherte Kupferschiefer tret e n an den R ä n d e r n des W e r r a b e c k e n s i m Richelsdorfer Gebirge und i m R a u m K u p f e r s u h l — S t a d t l e n g s f e l d — Urnshausen auf. I m Mühlhäuser B e c k e n ist das gleiche der F a l l . Die L a g e r s t ä t t e n der Sangerhäuser und Mansfelder Mulde liegen a m N W - R a n d des Saaletroges i m V e r b r e i t u n g s g e b i e t der Eislebener S c h i c h t e n ( E . SCHRÖDER 1934). Die M ä c h t i g k e i t s z u n a h m e der E i s lebener S c h i c h t e n von den V o r k o m m e n der Sangerhäuser Mulde über die Mansfelder Mulde bis in den R a u m Aderl
1
) Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 29. 2.1964 Angewandte Geologie, Heft 6/64
Cu-angereicherte Kupferschiefer liegen also meist unweit des R a n d e s alter Schwellen über Oberrotliegendtrögen. E s handelt sich u m die R a n d v o r k o m m e n v o n Gü/LITZER ( 1 9 3 6 ) : Richelsdorf ( S E - R a n d der T a u n u s — Oberharz-Schwelle); Mühlhäuser Becken (zwischen E i c h s f e l d — O b e r h a r z - und R u h l a — K y f f h ä u s e r - S c h w e l le); Teichweiden ( S E - R a n d des Schwarzburger S a t t e l s ) ; Sangerhausen—Mansfeld (SE-Rand der Unterharzschwelle); Südwestbrandenburg (Lausitzer Block); S t r u k t u r Mulkwitz (Lausitzer B l o c k ) ; Nordsudetische Mulde und Sudetisches Außenland ( S W - und N E - R a n d des Subsudetischen Walles). Vorwiegend P b - Z n - a n g e r e i c h e r t e Schiefer t r e t e n entweder auf den Grundgebirgsschwellen oder über den Rotliegendtrögen in größerer E n t f e r n u n g von deren R ä n d e r n auf. E s handelt sich bei letzteren um die „ V o r k o m m e n des offenen M e e r e s " n a c h GILLITZER (1936). E s m u ß j e d o c h hervorgehoben werden, daß über die Verteilung der P b - Z n - S c h i e f e r und deren paläogeographi-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1961), Heft 6
282
RENTZSCH / M e t a l l - u n d E r z m i n e r a l v e r t e i l u n g i m K u p f e r s c h i e f e r
sehe Position teilweise größere Unklarheiten bestehen als über die Verteilung Cu-angereicherter Schiefer. Um rand- und schwellenferne Vorkommen handelt es sich sicher bei den Zn-Schiefern im Innern des Saaletrogs und auf der Scholle von Calvörde. Das gesetzmäßige Auftreten von Cu-reichem Kupferschiefer in Randgebieten von Rotliegendtrögen schließt nicht das Auftreten von Pb-Zn-Schiefern in unmittelbar benachbarten Gebieten aus. Der Kupferschiefer keilt innerhalb seines eigentlichen Verbreitungsgebiets nicht nur an Grundgebirgsschwellen aus, sondern auch auf Sandbarren an der Wende Rotliegend/Zechstein
(BRANDES
1912,
RICHTER
1941a,
ERZBERGER 1963). Diese sind oft marin aufgearbeitet (MERTKE 1959, KURZE 1961,
BEYSCHLAG 1920,
STEIN-
BRECHER 1960). In Tages- und Grubenaufschlüssen lassen sich Übergänge zwischen bloßer Ausdünnung des Kupferschiefers bis zum völligen Auskeilen nachweisen (MEINECKE 1910, GILLITZER 1 9 3 6 u . a.).
Zwischen der Paläogeographie des Rotliegenden, des Kupferschieferverbreitungsgebiets, und dem Vorhandensein der für das Auftreten ökonomisch bedeutsamer CuGehalte entscheidenden Rotfäulefazies bestehen direkte Zusammenhänge. Die Rotfäulefazies tritt nur über Rotliegendtrögen auf. Unmittelbar in Küstennähe ist sie nur in der Nordsudetischen Mulde vorhanden. Im allgemeinen ist die Rotfäulefazies an Schwellen innerhalb des Zechsteinmeeres geknüpft (RICHTER 1947), die oft nahe den Grundgebirgsschwellen liegen (SW-Rand der Richelsdorfer Südmulde, Sangerhäuser und Mansfelder Mulde, Südbrandenburg, Struktur Mulkwitz, Nordsudetische Mulde, Sudetisches Außenland). Den Beweis für die Schwellenfazies (Flachwasser) bringen das Ausdünnen oder Auskeilen des Kupferschiefers oder seiner Äquivalente im Rotfäulegebiet (SW-Rand der Richelsdorfer S-Mulde, RICHTER 1941 a ; z . T . auf den Sandbarren des Weißliegenden in der Mansfelder Mulde, ELSENHUTH & KAUTZSCH 1 9 5 4 ; z. T . a u f d e n S a n d b a r r e n
in Südbrandenburg, ERZBERGER 1963; Sandbarre der Bohrungen Spremberg 80 und 110 im Gebiet der Struktur Mulkwitz; Sandbarre der Altbohrung A 3 Klix am NE-Rand der Nordsudetischen Mulde, ELSENTRAUT 1939), die sandige Ausbildung des Kupferschiefers und des Zechsteinkalkes (Richelsdorfer Gebirge, BRANDES 1912,
RICHTER
burg,
KNAUER 1960, WAGNER 1961, ERZBERGER
1941a,
KAUTZSCH
1942;
Südbranden1963
und DETTE 1963) und der Nachweis unruhiger Sedimentation im Zechsteinkalk (Kreuzschichtung, sedimentäre Brekzien usw.) von Südbrandenburg (ERZBERGER 1963). Auch das Auftreten von Korallen im Zechsteinkalk am Rand der Roten Fäule deutet auf Flachwasserbildung
daß der Anhydritwall zwischen dem Top der Schwelle und dem Karbonatwall liegt (Richelsdorf, RICHTER 1941a), so müßte sich die Schwelle nach unserem Erachten gesenkt haben. Cu-angereicherte Schiefer treten meist in Gebieten erhöhter oder stark wechselnder Zechsteinkalkmächtigkeit auf (RICHTER 1941a, b ; KAUTZSCH 1942; JUNG 1960). Diese Gebiete wurden weiter oben als schwellen- oder beckenrandnah bezeichnet. Entscheidend ist hier die allgemeine Tendenz, nicht der spezielle Fall der Einzelbohrung. RICHTER (1941a, b) nahm an, daß mächtiger Zechsteinkalk in Randsenken vor Schwellen auftritt. Da aber oft Gebiete mit Rotfäulefazies, die als Flachwasserbildung erkannt wurde, und große Zechsteinkalkmächtigkeiten zusammenfallen, kann dies kaum der Fall sein. An der Eichsfeld—Oberharz-Schwelle sind im Hainich bei Eigenrieden (Bohrung E i g e n r i e d e n 3 u. a., THIEL & TRISCH 1963) 9,5 m
mäch-
tiger Zechsteinkalk über Kupferschiefer, 0,6 m Aufarbeitungsbrekzie und Phyllit des Grundgebirges vorhanden. Wenn mächtiger Zechsteinkalk fast unmittelbar auf dem Grundgebirge der Schwellen liegt, so dürfte die Kaikabscheidung wohl allgemein eine Funktion der Beckentiefe sein. Küsten- oder schwellennahe Flachwasserbereiche sind offensichtlich für die Karbonatabscheidung günstig, gleichgültig, ob Rotliegendtröge darunterliegen oder nicht. G. RICHTER (1941b) sah als erster Zusammenhänge zwischen der Meerestiefe und der Metallfazies des Kupferschiefers. Seine Feststellungen, daß im Tiefsten eines randlichen Teilbeckens Kupferfazies ausgebildet ist, während im angrenzenden Flachwassergebiet Zinkfazies auftritt, haben zunächst nur für den speziellen Fall des Richelsdorfer Gebirges Gültigkeit. Das Problem des Vorhandenseins der Zinkfazies im Kupferschiefer des Hauptbeckens läßt er offen. Erst G. LUDWIG (1962) kam auf Grund lithologisch-geochemischer Untersuchungen des Grauen Hardegsentons des Buntsandsteins zu der Schlußfolgerung, daß die Kupferfazies in Ablagerungen des tieferen Flachwassers auftritt, ohne dies physikalischchemisch zu begründen. Ausgezeichnete Beispiele des Zusammenhangs zwischen paläogeographischer Situation und der Buntmetallanreicherung in den rezenten Sedimenten der Ostsee zeigte MANHEIM (1961). Die höchsten Schwermetallgehalte wurden in Gyttjen und Sapropelen am Rand untermeerischer Schwellen oder in Küstennähe nachgewiesen. In tieferen Beckenteilen treten in Sapropelen erhöhte Buntmetallgehalte auf. Die Maximalgehalte der rand- und schwellennahen Gyttjen und Sapropele werden jedoch nicht erreicht.
(REMUS in JUNG 1960).
In den Mächtigkeitsverhältnissen von Kupferschiefer und Zechsteinkalk am Beckenrand oder am Rande von Schwellen können einander entsprechende Verhältnisse beobachtet werden. Während auf der Schwelle selbst meist ein Minimalwert erreicht wird, liegt das Mächtigkeitsmaximum am Schwellenrand. Im Becken treten geringe Mächtigkeiten auf. Wenn die Schwelle verhältnismäßig tief liegt, können auch die maximalen Mächtigkeiten direkt auf der Schwelle auftreten. Normalerweise befinden sich die größten Anhydritmächtigkeiten (Anhydritwall) beckenwärts vor den Gebieten großer Karbonatmächtigkeit. Tritt ausnahmsweise der Fall ein,
Beziehungen zwischen petrographischer setzung und Mineralisation
Zusammen-
Liegendes des Kupferschiclcrs
Im Richelsdorfer Gebiet treten die Cu-reichen Sanderze immer in konglomeratischen Partien der liegenden klastischen Sedimente auf. Bei sandig-konglomeratischen Wechsellagerungen wird das besonders deutlich (GUNZERT 1953, MESSER
1955).
Die reichen
Sanderze,
die örtlich im Kupferschiefer der Struktur Mulkwitz und im Subsudetischen Außenland auftreten, liegen in sandigen Schichten. Im Subhercynen Becken sind Sand-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 1 0 (1964), Heft 6 RENTZSCH
/ Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer
erze nur in sandigen und feinkonglomeratischen Schichten vorhanden. Die Schiuffsteine sind absolut erzarm. Es besteht n u r eine örtliche A b h ä n g i g k e i t der Vererzungen von der Korngröße und der petrographischen Zusammensetzung der klastischen Sedimente. Lediglich bei g r a u w a c k e n a r t i g e n Gesteinen ist neben der Sulfidführung des Bindemittels häufig eine Vererzung des Gesteinsdetritus und der Feldspatgerölle nachzuweisen. Bei der Sanderzbildung müssen die Porosität der Gesteine und geochemische F a k t o r e n von großer Bed e u t u n g sein. W e n n das Grundgebirge u n m i t t e l b a r unter dem Kupferschiefer liegt, sind in den hangenden zersetzten Teilen nur sehr geringfügige Vererzungen vorhanden. Kupferschieier
Regionale petrographisch-fazielle Untersuchungen a m Kupferschiefer wurden bisher noch nicht durchgeführt. Entsprechende Arbeiten laufen gegenwärtig. Aus den wenigen veröffentlichten Untersuchungen lassen sich noch keine allgemeinen Gesetzmäßigkeiten ableiten. Es m u ß z. B. klargestellt werden, ob die k a l k i g e oder dolomitische Ausbildung des Karbonatanteils des Kupferschiefers i m Z u s a m m e n h a n g m i t bestimmten Metallfaziestypen steht. E n g r ä u m i g e Untersuchungen h a t t e n bisher noch keine Zusammenhänge erkennen lassen (z. B. RENTZSCH & LANGER 1 9 6 3 ) .
Makro- und mikropetrographische Untersuchungen lassen erkennen, daß sandige Einschaltungen an der Basis des Kupferschiefers i m Bereich und a m R a n d von Schwellen oft i m Übergang zwischen Rotfäulegebieten und Kupferschiefer in Sapropelfazies auftreten (z. B. Richelsdorfer Gebirge, RICHTER 1941a, KAUTZSCH 1942; S ü d b r a n d e n b u r g ) . Zechsteinkalk
Auch für den Zechsteinkalk fehlen regionale petrofazielle Untersuchungen. Vom R a u m Spremberg—Weißwasser ( S t r u k t u r Mulkwitz) und von der Edderitzer Mulde ist die Kalkstein-Dolomit-Verteilung kartenm ä ß i g dargestellt worden (TzSCHORN 1963, STEINBRECHER 1959). S a n d s c h ü t t u n g e n an der Basis des Zechsteink a l k s und in i h m selbst treten in und a m R a n d von Schwellengebieten auf (Richelsdorf, Südbrandenburg, Fallstem). In den beiden erstgenannten Gebieten liegen die Rote Fäule und daneben die Kupferfazies des Kupferschiefers i m Bereich solcher sandiger Einschaltungen und unruhiger Sedimentation i m Zechsteinkalk. In Weißwasser v e r l ä u f t die Grenze zwischen kalkiger und dolomitischer Ausbildung des Zechsteinkalks parallel z u m R o t f ä u l e r a n d . Im Rotfäulegebiet ist der Zechsteinkalk k a l k i g ausgebildet (TZSCHORN 1963). Geochemische Fazies und Mineralisation Von den geochemischen Faktoren, die entscheidenden Einfluß auf die Ausbildung, Metall- und Mineralführung des Kupferschiefers besitzen, sind vor allem der Eh-Wert und pH-Wert des Meerwassers, die Konzentration an Buntmetallen, Eisen und Schwefel und die Löslichkeitsprodukte der Sulfide zu nennen. Außerdem dürfte unter anderem der Salzgehalt des Meerwassers zu berücksichtigen sein. Die Temperatur kann als konstant angesehen werden. Es sind etwa 25° C einzusetzen. Es ist gegenwärtig allgemein anerkannt, daß der Kupferschiefer in seiner kohlig-bituminösen Ausbildung ein sapropelitisches Sediment darstellt, bei dessen Ablagerung durch 1*
283 bakteriell produzierten Schwefelwasserstoff Metallsulfide abgeschieden wurden. Die Sedimentation erfolgte bei niedrigem Redoxpotential. In den Gebieten mit Roter Fäule liegt das Redoxpotential höher. Von geologischer Seite sind bisher vor allem die Zusammenhänge zwischen Paläogeographie und Metallführung des Unteren Zechsteins beachtet worden. Erw ä g u n g e n über geochemische Verhältnisse w a r e n meist allgemeiner Natur und losgelöst von den paläogeographischen Betrachtungen. Es ist klar, daß ursächliche Zusammenhänge zwischen der Paläogeographie des Unteren Zechsteins und den geochemischen Vorgängen bestehen, die zur Ausbildung differenzierter Metall- und Mineralfaziesbereiche führten. Leider ist es gegenwärtig noch nicht möglich, direkte Eh-Messungen an Kupferschieferproben durchzuführen. W i r sind darauf angewiesen, aus der Erzmineralparagenese Rückschlüsse auf die Eh—pH-Verhältnisse w ä h r e n d der Bildung der sulfidischen Minerale zu ziehen. Die Möglichkeiten dazu sind durch die Eh—pH-Diag r a m m e des S y s t e m s C u — F e — S — 0 — H und die Sauerstoff S c h w e f e l - P a r t i a l d r u c k d i a g r a m m e für Eisen- und Kupfersulfide, die GARRELS (1960) veröffentlichte, gegeben. Stichhaltige Analogieschlüsse können auch auf Grund der Eh-, pH-, S a l i n i t ä t s - u n d Schwermetallbestimm u n g e n an rezenten Sedimenten der Ostsee erfolgen (MANHEIM 1961). Besonders wertwoll sind die mikrobiologischen Untersuchungen zur F r a g e der Genese des Kupferschiefers (SUCKOW 1963). In Modellversuchen wurden mittels bakteriell produziertem Schwefelwasserstoff Schwermetallsulfide unter verschiedenen Bedingungen gefällt und w ä h r e n d der gesamten Versuchsdauer Eh- und pH-Messungen durchgeführt. Auf Grund des Vergleichs der Mineralparagenesen des Kupferschiefers mit den obenerwähnten Diagrammen, aus den lithologischen und geochemischen Untersuchungen von G. LUDWIG (1962 a, b) a m Grauen Hardegsenton, aus den Untersuchungen von WLENERT (1924) a m S y s t e m Cu — Fe — S u n d aus allgemeinen chemischen E r w ä g u n g e n ergibt sich, daß ein Teil der bisherigen Vorstellungen über die Ausbildung von Kupferfaziesbereichen i m Kupferschiefer falsch ist. RICHTER (1941b) n a h m an, daß Kupfer in tiefen W a n n e n von Randsenken, „wo Sauerstoffmangel und Schwefelreichtum die Ausfällung begünstigte", abgeschieden wurde. Die wirklichen Verhältnisse k a n n m a n an dem D i a g r a m m von GARRELS (Abb.) ablesen. Nach den Untersuchungen von SUCKOW (1963) s c h w a n k t der p H - W e r t w ä h r e n d der Sulfidfällung m a x i m a l zwischen 6,2 und 7,4. Der horizontale und v e r t i k a l e Mineralfazieswechsel Chalkosin—Bornit—Chalkopyrit— P y r i t (BRÜCKMANN 1892) bzw. H ä m a t i t — H ä m a t i t ^ C h a l k o pyrit— H ä m a t i t J ^ B o r n i t (Grenze der Roten F ä u l e ) — Chalkosin—Bornit C h a l k o p y r i t — C h a l k o p y r i t ^ Bornit—Chalkopyrit
(EISENTRAUT 1 9 3 9 ,
NEUHAUS
1940,
RENTZSCH & LANGER 1963) oder H ä m a t i t — H ä m a t i t ^ Chalkopyrit (Grenze der Roten Fäule) — I d a i t ^ C o v e l lin, Chalkosin, Chalkopyrit, Magnetit—Chalkopyrit Idait, P y r i t zeigt, daß in dem gegebenen pH-Bereich die Eh-Werte von positiven W e r t e n (Rotefäulefazies) bis e t w a — 0,35 abfallen. Der Bildungsbereich der Cureichen Sulfide liegt bei Eh-Werten von etwa 0,0—0,2, also v e r h ä l t n i s m ä ß i g hoch. Aus dem Sauerstoff—Schwef e l - P a r t i a l d r u c k d i a g r a m m ist zu entnehmen, daß der
Zeitschrift liir angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 284
RENTZSCH / Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer Aus dem bisher Angeführten k a n n geschlossen werden, daß Cu-angereicherte Schiefer vor allem dort auftreten, wo ein nur geringfügig reduzierendes Milieu vorhanden ist. Das ist i m Ubergangsbereich zwischen bewegtem sauerstofFührendem W a s ser und stagnierendem W a s s e r m i t s t ä r k e r reduzierenden Bedingungen gegeben. Derartige Bedingungen herrschen in schwellenund randnahen Bereichen in verhältnismäßig flachem Wasser. W o auf Grund sehr hoher E h - W e r t e keine Sulfide gebildet werden können oder bereits gebildete Sulfide instabil werden und H ä m a t i t beständig ist, sprechen wir von R o t e r F ä u l e . W i r sind davon überzeugt, daß, von der primären paläogeographisch bedingten Anlage der R o t f ä u l e g e b i e t e abgesehen, bedeutende syndiagenetische Stoifwanderungen s t a t t f a n d e n , die zu dem diagonalen Durchsetzen der Metall- und Mineralfaziesbereiche durch die Schichtprofile des unteren Teils der W e r r a Serie führten (FULDA 1935, EISENTRAUT 1 9 3 9 , STEINBRECHER 1 9 5 9 , RENTZSCH & LANGER 1 9 6 3 u. a.). Kupferschiefergebiete m i t Kupferfazies und Chalkosin-Bornit-Paragenese, in denen keine R o t e F ä u l e nachweisb a r ist, befanden sich während der Sediment a t i o n und Diagenese unter schwach reduzierenden Bedingungen, ohne daß j e d o c h der E h - W e r t bis in den S t a b i l i t ä t s b e r e i c h von H ä m a t i t anstieg. E s sind also alle Ü b e r gänge zwischen Kupferschiefer in ausgesprochener Sapropel- und Rotfäulefazies möglich.
Zahlreiche Einzelfragen, die i m Zusamm e n h a n g m i t dem R o t f ä u l e p r o b l e m stehen, k o n n t e n durch die Untersuchungen von SUCKOW und PALMBERG (1963) geklärt werAbb. Das System C u - F e - S - O - H bei 25°C und 1 at Druck S - K o n z e n t r a t i o n = 1 0 _ 1 m ( a u s GARRELS 1 9 6 0 ) den. Aus den Untersuchungen v o n SUCKOW ist zu entnehmen, daß bei bewegtem W a s s e r der Schwefelkreislauf in den untersten Paragenesenwechsel C h a l k o p y r i t - | - P y r i t — B o r n i t + P y W a s s e r s c h i c h t e n gestört wird. Die B a k t e r i e n p l a t t e an r i t — C h a l k o s i n + P y r i t — C o v e l l i n + P y r i t bei gleichbleider oberen Grenze des sauerstofffreien W a s s e r s wird bendem Sauerstoffpartialdruck einer Zunahme des zerstört. Die R e d o x s p r u n g s c h i c h t sinkt bis in den Schwefelpartialdrucks entspricht. Andererseits k a n n F a u l s c h l a m m hinein ab. Außerdem fällt der p H - W e r t m a n ohne Änderung des Schwefelpartialdrucks durch des überstehenden W a s s e r s von etwa 7,3 bis 6,2 ab. Man E r h ö h u n g des Sauerstoffpartialdrucks eine Paragenesenk a n n daraus ableiten, daß unter derartigen Bedingunfolge Chalkopyrit-f- P y r i t — C h a l k o p y r i t - | - M a g n e t i t — gen in noch genügend reduzierendem Milieu Covellin Dornit (Idait) + M a g n e t i t — C h a l k o s i n - ) - M a g n e t i t (Südgebildet wird. B e i s t a r k ansteigenden E h - W e r t e n könbrandenburg) erhalten. Die verschiedenen Kupfersulfidnen also auch im Modellversuch Verhältnisse rekonminerale bilden sich erst syndiagenetisch aus. E s lassen struiert werden, die denen in R o t f ä u l e g e b i e t e n ähneln. sich also vor allem die P a r a m e t e r der Mineralbildung Die Untersuchungen von PALMBERG (1963) ergaben während der Diagenese rekonstruieren (SKRIPTSCHENKO neben den b e k a n n t e n T a t s a c h e n , daß der G e s a m t 1963, RENTZSCH & LANGER 1963). R i c h t u n g zur R o t e n F ä u l e hin gehalt N a c h TISCHBNDORF & UNGETHÜM (1964) genügen wahrscheinlich die Unterschiede in den Löslichkeitsp r o d u k t e n der Sulfide (KLCU2S— Kx,Ag2s = ca. 1 0 ~ 5 0 ; Kxpbs = c a . l 0 ~ 2 8 ; K i , z n s = ca. 10~ 2 6 ), u m die Metallfaziesdifferenzierung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler R i c h t u n g zu erklären. D a m i t ist auch das Parallelgehen der Cu- und Ag-Gehalte im Kupferschiefer geklärt. Auf die Verteilung der Spurenelemente wird noch n i c h t weiter eingegangen, weil regionale Auswertungen noch fehlen.
a b n i m m t und daß in gleicher R i c h t u n g in den einzelnen Flözprofilen die M a x i m a des Corg- m i t den B u n t m e t a l l e n nach dem Hangenden abwandern (Beweis des E i n wirkens der Rotfäuleeinflüsse aus dem Liegenden, siehe S p r e m b e r g — W e i ß w a s s e r ) , folgendes: 1. Der Inkohlungsgrad der Festbitumina nimmt sowohl in Richtung zur Roten Fäule als auch im Einzelprofil vom Hangenden zum Liegenden des Kupferschiefers zu. In gleichen Richtungen geht auch das Verhältnis lösliches Bitumen: Gesamt-C org . zurück, das heißt, 'daß die Menge des löslichen
RENTZSCH / Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer Bitumens stärker abnimmt als die des Festbitumens. Man kann sagen, daß das Verhältnis lösliches Bitumen: Gesamtem. dem an Hand der Mineralparagenesen nachgewiesenen Verlauf des Redoxpotentials umgekehrt proportional sind. 2. An Flözprofilen aus dem Brosowski- und ThälmannSchacht I, die in Zink- bzw. Blei-Zink-Fazies vorliegen, ist der Inkohlungsgrad geringer als an den Profilen des Niederröblinger Reviers (Kupferfazies und Rote Fäule) und an einem Profil aus dem Thälmann-Schacht II (Kupferfazies}. Daraus kann geschlossen werden, daß im Bereich der Profile mit Zn- bzw. Pb-Zn-Fazies während der Stabilisierung der heutigen Metallfaziesbereiche stärker reduzierende Bedingungen herrschten als in den Gebieten mit Kupferfazies. Gleiche Ergebnisse erhält man bei den paragenetischen Untersuchungen. . Als Beispiel seien hier kurz und s t a r k schematisiert die Verhältnisse auf dem Profil parallel zur Achse der Sandsteinschiefermulde Sangerhausen—Mansfeld— Aderstedt dargestellt. Die Sandsteinschiefermulde n i m m t v o n S W nach N E an Mächtigkeit zu. Die absoluten K u p f e r g e h a l t e nehmen in gleicher R i c h t u n g ab. Desgleichen geht der Einfluß der Rotfäulefazies (das R e d o x p o t e n t i a l und der durchschnittliche Inkohlungsgrad des F e s t b i t u m e n s ) zurück. D a s abnehmende Redoxpotential k a n n an H a n d paragenetischer Untersuchungen belegt werden. Im S-Teil der Sangerhäuser Mulde ist reichlich Chalkosin vorhanden, während in der Mansfelder Mulde Bornit das H a u p t k u p f e r m i n e r a l darstellt (KNITZSCHKE 1961). Im R a u m Aderstedt tritt neben B o r n i t und untergeordnetem Chalkosin bereits reichlich Chalkopyrit auf (KABMMEL 1962). Weiter nordöstlich i m Gebiet der Scholle von Calvörde sind die absoluten B u n t m e t a l l g e h a l t e sehr niedrig. K u p f e r tritt nur noch in Spuren, und zwar in F o r m von Chalkopyrit, auf.
Tektonische
Lagerungsstörungen
und
Mineralisation
Neben der schichtigen Vererzung des Kupferschiefers treten in verschiedenen Kupferschieferbergbaugebieten (Ri^ chelsdorf, Sangerhäuser und Mansfelder Mulde) noch mineralisierte Störungen auf. In den ersten Jahrzehnten dieses Jahrhunderts wurde über die sog. „Rücken" und ihren Einfluß auf die Vererzung des Kupferschiefers viel diskutiert. Vor allem die Epigenetiker forcierten diese Diskussion. Die letzten Bearbeiter (KAUTZSCH 1953 und SCHÜLLER 1959) zeigten, daß es sich bei der Rückenparagenese um eine hydrothermale Vererzung handelt, die jünger als die syngenetisch-sedimentäre Vererzung ist. Bereits vorher war festgestellt worden, daß eine Beeinflussung des Kupfergehalts des Kupferschiefers von den Rücken aus bis maximal 20 m horizontal von den Salbändern entfernt nachweisbar ist (BRUCKMANN 1898). Kujpfej'änreicherungen und fehlende Beeinflussung sind nachgewiesen, ob auch Verarmungen auftreten, ist in der Literatur umstritten. Wir sind der Meinung, daß die R ü c k e n nur örtliche B e d e u t u n g besitzen. Die Metallfaziesbereiche sind bereits prätektonisch angelegt. Größere Flözbereiche mit K u p f e r f a z i e s können nicht durch Rückenbeeinflussung angelegt werden. W o eine Kupferanreicherung ausschließlich durch Rückeneinfluß im Kupferschiefer mit Zinkfazies erfolgte, ist die Ausdehnung der Cu-angereicherten Flözteile gering (Bottendorf, Stolberg, Steigertal). E s ist nicht vorstellbar, daß in Rückennähe große Felder mit Kupferfazies sekundär entstehen können, da sonst sehr große Zn- und Pb-Mengen hätten abgeführt werden müssen. Alle Rückengebiete mit bedeutenderen Kupferanreicherungen befinden sich in Gebieten, wo auf Grund paläogeographischer und geo2 „ Angewandte Geologie, Heft 6/64
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 285 chemischer Gesetzmäßigkeiten primär Kupferfazies vorliegt (Richelsdorf, Sangerhausen, Mansfeld). Zusammenfassend sei festgestellt, daß durch Rückenbeeinflussung nur die lokale Metallverteilung verändert werden kann. Die regionale Metallverteilung ist v o m Rückenproblem unabhängig. Zur Genese der k u p f e r f ü h r e n d e n Sedimente der W e r r a Serie Der Autor, der zuletzt eine z u s a m m e n f a s s e n d e Darstellung der Genese des Kupferschiefers von Mansfeld gab, war SCHÜLLER (1959). Wegen der großen Resonanz seiner Arbeit in der Literatur muß hier besonders auf einzelne P u n k t e seiner Anschauungen eingegangen werden. E r teilte die E n t s t e h u n g des Kupferschiefers in vier E t a p p e n ein: 1. hydrothermale Vererzung von Vulkaniten mit Cu-PbZn-Erzen; 2. Anreicherung des Verwitterungsschuttes der alten Lagerstätten im Sanderz als Seifenmaterial; 3. syngenetisch-sedimentäre Ausfällung der Verwitterungslösungen im Meer durch Mikroorganismen; 4. Bildung der Rückenvererzung in Gangspalten, die postpermisch sind. F ü r das großräumige Vorhandensein von sulfidvererzten rotliegenden Vulkaniten brachten die inzwischen ökonomisch ergebnislos abgebrochenen Untersuchungen keinen Hinweis. Die gefundenen Vererzungsspuren ges t a t t e n keine Ableitung der großen B u n t m e t a l l m e n g e n des Kupferschiefers. Abgesehen davon, daß das Auftreten bedeutender Vererzungen in den Vulkaniten Mitteldeutschlands nicht nachgewiesen wurde, gibt es stichhaltige Argumente gegen das Vorhandensein der eben erwähnten Seifensanderze. L ä g e Seifenmaterial vor, könnten wir einen Schuttfächer mit sulfidvererzten Porphyrgeröllchen beobachten, der von einem Abtragungsgebiet herzuleiten wäre. Eine paragenetische Differenzierung der Sulfidminerale im Schuttfächer könnte u. E . nicht eintreten. E s läßt sich jedoch, auch in den speziell von SCHÜLLER bearbeiteten Bohrungen der Edderitzer Mulde, eine deutliche paragenetische Differenzierung der Sulfidminerale in den vererzten Vulkanitgeröllchen entsprechend den geochemisch-faziellen Verhältnissen im Bereich S a n d e r z — K u p f e r s c h i e f e r nachweisen. E s treten immer nur die Sulfidminerale in den vererzten Vulkanitgeröllchen auf, die auf Grund der regionalen metallfaziellen Verhältnisse zu erwarten sind. E s handelt sich u m sekundär vererzte Vulkanitgeröllchen. Speziell wird darauf noch an anderer Stelle eingegangen. SCHÜLLER deutet Beziehungen zwischen der heutigen Tiefenlage des Kupferschiefers und dem Auftreten von Chalkosin, Bornit oder Chalkopyrit an. Derartige Beziehungen bestehen nicht. Die Gesetzmäßigkeiten des Auftretens der Kupferminerale wurden weiter oben begründet. Die im folgenden abgeleitete E n t s t e h u n g der Buntmetallvererzungen in der Werra-Serie stellt eine Zus a m m e n f a s s u n g der dargestellten Anschauungen dar, die aus der Diskussion der Vielzahl von Beobachtungen herausgearbeitet wurden. U m eine straffe Darstellung zu gewährleisten, werden die Literaturzitate hier meist nicht wiederholt. Da wir die F r a g e der Metallherkunft offenlassen, setzen wir das Vorhandensein der Metall-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 RENTZSCH / Metall- und Erzmineralverteilung im Kupferschiefer
286 lösungen im Zechsteinmeer v o r a u s , ohne d a m i t genetische Aussage zu v e r b i n d e n .
eine
Die rotliegende Landoberfläche war weitgehend eingeebnet. Auf Grund regionaler Senkungserscheinungen transgredierte das Zechsteinmeer vor allem auf die Verbreitungsgebiete des Rotliegenden und z. T. auch auf die eingeebneten Grundgebirgsschwellen. Ein Teil der Grundgebirgsschwellen behielt ihren Schwellencharakter bei und bildete Untiefen und Inseln im Zechsteinmeer. Das Meer, in dem der Kupferschiefer abgelagert wurde, war sehr flach (max. 50—100 m). Das ist daraus ersichtlich, daß geringfügige Reliefunterschiede des Meeresbodens, die durch Sandbarren hervorgerufen wurden, die an der Wende Rotliegend/ Zechstein auftraten, bereits zum Auskeilen oder Ausdünnen des Kupferschiefers führten. Im Brandenburger Raum sind solche extremen Flachwasserbereiche sogar regional verbreitet. In den Flachwasserbereichen ist lokal oder auch regional das Meerwasser bis zum Boden gut durchlüftet. Es herrscht unruhige Sedimentation vor. Die Gebiete mit regionaler Verbreitung von Flachwasserfazies bleiben in ihrer Senkungstendenz gegenüber den Bereichen mit sapropelitisch ausgebildetem Kupferschiefer stark zurück. Es treten sogar Verhältnisse auf, wo, entsprechend den Vorstellungen STEINBRECHERS (1959), zumindest relative Hebungstendenzen vorhanden sind. Unserer Meinung nach kann man das an den Mächtigkeitsverhältnissen des Kupferschiefers, des Zechsteinkalkes und des Werraanhydrits sehr gut nachweisen. Auf den Untiefen, die von Flachwasser einer bestimmten Mindesttiefe bedeckt waren, beträgt die Zechsteinkalkmächtigkeit meist > 5 m. Sind zumindest relative Hebungstendenzen nachzuweisen, ist der Bereich erhöhter Karbonatsedimentation sehr breit angelegt, und beckenwärts legt sich dem Karbonatsaum der Schwelle ein ebenso breit angelegter Anhydritwall vor (Südbrandenburg). Bei bedeutenderen Reliefunterschieden zwischen Schwelle und Becken, d. h. bei stärkeren Senkungstendenzen im Becken, überlagern sich die Bereiche der maximalen Zechsteinkalk- und Werraanhydritablagerung stärker, und das Maxim u m der Anhydritabscheidung liegt dann mehr oder minder unmittelbar beckenwärts vor dem des Zechsteinkalks (z. B. E-Rand der Eichsfeld—Oberharz-Schwelle). Besondere Verhältnisse treten auf, wenn ein regionales Flachwassergebiet vor einer Schwelle, in dem fast allgemein Zechsteinkalkmächtigkeiten > 5 m vorhanden sind, an der Grenze Zechsteinkalk/Werraanhydrit eine plötzliche allgemeine Senkungstendenz aufweist, die zumindest bei der Ablagerung des Werraanhydrits die Schwelle mit ergriffen hat (Taunus — Oberharz-Schwelle, Richelsdorfer Gebiet). Dort ist auf Grund der Senkungstendenz das Maximum der Anhydritabscheidung zwischen den Top der Schwelle und das weite Gebiet mächtigen Zechsteinkalks gewandert. Eine derartige Entwicklung wurde bisher nur im Bereich des Nordwestrandes des Werrabeckens beobachtet. Vielleicht liegt hier der Schlüssel für die Sonderentwicklung des Werrabeckens. Die verhältnismäßig ausführlichen Erörterungen der vertikalen Bewegungen im Randbereich des Zechsteinbeckens sind notwendig, da die Ausbildung einer bestimmten Metallfazies von der Wassertiefe abhängig ist. In den Bodenschichten des Wassers oder in den obersten Partien des Sediments, in denen ein niedriges Redoxpotential auftritt, wurden Metallsulfide durch bakteriell produzierten Schwefelwasserstoff ausgefällt. Die Maxima der Buntmetallfällung sind in becken- oder schwellenrandnahen Meeresteilen vorhanden. Der Kupferschiefer tieferer Beckenteile enthält zwar gegenüber anderen Sapropeliten größere Buntmetallanreicherungen, doch liegt die Summe der Cu-, Pb- und Zn-Gehalte niedriger als in den randnahen Vorkommen. Die Metallfazies des Kupferschiefers ist von der Wassertiefe und damit vor allem von den Eh- und pH-Werten, die in den untersten Wasser- und obersten Sedimentschichten herrschen, abhängig. Die gefällten Metallmengen sind konzentrationsabhängig. Wodurch die Metallfaziesdifferenzierungen hervorgerufen werden, wurde noch nicht in vollem Umfang erkannt. Im ruhigen Flachwasserbereich tritt ZnFazies auf (RICHTER 1941b, G. LUDWIG 1962 a und b). Am Rand von bewegtem oder etwas tieferem Flachwasser (G. LUDWIG 1962 a und b) ist Kupferfazies örtlich nachweisbar. Die Rinnen und Senken RICHTERS stellen immer noch Flachwas-
sergebiete dar. Ein zweiter Bereich mit Zn-Pb-Fazies ist in Richtung zum Beckeninnern vorhanden. Am einfachsten ist die Erklärung der Kupferfazies am Rand von Flachwassergebieten mit unruhiger Sedimentation. Wo auf Grund der guten Durchlüftung des Meerwassers ein hohes Redoxpotential herrschte, sind Kupferschiefer und Zechsteinkalk oder, beim Fehlen des Kupferschiefers, der Zechsteinkalk rot (Fe + + + -Verbindungen) und durch Chlorit und Biotit z. T. grünlich gefärbt (Rotfäulefazies). Im Übergangsbereich zu reduzierenden Bedingungen in etwas tieferem Wasser wird auf Grund des geringen Lösliclikeitsprodukts des Cu 2 S bei nur schwach reduzierenden Bedingungen (H a S-Mangel!) zunächst fast ausschließlich Kupfersulfid gefällt. Mit abnehmendem Redoxpotential und zunehmender H 2 S-Menge wird zunächst das Löslichkeitsprodukt des PbS und bald darauf das des Zinks erreicht. So treten beim Vorhandensein aller drei Metalle in unmittelbarer Nachbarschaft des Rotfäulegebiets ein Kupfersaum und in weiterer Entfernung zunächst ein Pb- und dann ein Zn-Saum auf. Schwerer verständlich ist das Nebeneinander von Cu- und Zn-Pb-Faziesbereichen in Flachwasserablagerungen ohne Rotfäulegebiete. Hier müssen einmal die paläogeographischen Untersuchungen verfeinert und zum anderen die Stabilitätsverhältnisse von Kupfer-, Blei- und Zinksulfiden zusammen unter wechselnden Eh—pH-Bedingungen betrachtet werden. Die gegenwärtig laufenden Arbeiten dürften auch diese offenen Probleme einer Klärung näherbringen. W i r sind der Meinung, d a ß die sulfidischen E r z m i n e rale erst w ä h r e n d der Diagenese des k a r b o n a t i s c h - p e l i t i s c h e n S e d i m e n t s gebildet w o r d e n sind, wie ü b e r h a u p t die h e u t i g e A u s b i l d u n g des K u p f e r s c h i e f e r s z u m g r o ß e n Teil d u r c h s y n d i a g e n e t i s c h e Vorgänge g e p r ä g t w i r d . W i r m ö c h t e n besonders auf die zahlreichen V e r d r ä n g u n g s e r s c h e i n u n g e n hinweisen, die f ü r das A u f t r e t e n der Sulfide c h a r a k t e r i s t i s c h sind. E s ist s e l b s t v e r s t ä n d lich, d a ß es w ä h r e n d der Diagenese der S e d i m e n t e des u n t e r e n Teils der W e r r a - S e r i e zwischen d e n G e b i e t e n h o h e n u n d niedrigen R e d o x p o t e n t i a l s zu V e r ä n d e r u n g e n der E h - u n d p H - W e r t e i n n e r h a l b der sich v e r f e s t i g e n d e n S e d i m e n t s c h l ä m m e k o m m t . Dabei t r e t e n je n a c h d e n S t a b i l i t ä t s v e r h ä l t n i s s e n der Sulfide a u c h S t o f f w a n d e r u n g e n auf. Örtlich gelangte in S ü d b r a n d e n b u r g sapropelitischer K u p f e r s c h i e f e r u n t e r o x y d i e r e n d e Beding u n g e n , was an H a n d der H ä m a t i t p s e u d o m o r p h o s e n n a c h P y r i t nachgewiesen w e r d e n k o n n t e (KNAUER 1960). Abgesehen v o n d e n r ü c k e n b e e i n f l u ß t e n Flözgebieten b r i n g t die Stabilisierung der E h — p H - V e r h ä l t nisse i m S e d i m e n t eine B e e n d i g u n g der S t o f f w a n d e r u n g e n u n d A u s b i l d u n g der g e g e n w ä r t i g v o r h a n d e n e n Mineralparagenesen und Mineralfaziesbereiche. Es k o m m t zu d e m b e k a n n t e n diagonalen D u r c h s e t z e n der Mineral- u n d Metallfaziesbereiche d u r c h das K u p f e r schieferflöz, die liegenden klastischen Gesteine u n d d e n Z e c h s t e i n k a l k a m R a n d v o n R o t f ä u l e g e b i e t e n u n d zu d e m z. T . e n g r ä u m i g e n P e n d e l n der h ö c h s t e n K u p f e r gehalte u m die K u p f e r s c h i e f e r u n t e r k a n t e . Gebiete h o h e n R e d o x p o t e n t i a l s t r e t e n n i c h t n u r im K u p f e r s c h i e f e r u n d d e m Z e c h s t e i n k a l k , also m e h r oder m i n d e r h o r i z o n t a l n e b e n d e n Bereichen m i t Sapropelfazies, s o n d e r n , wo klastische R o t l i e g e n d s e d i m e n t e u n t e r d e m K u p f e r s c h i e f e r a n s t e h e n , a u c h in seinem L i e g e n d e n auf. Die Stabilisierung der R e d o x v e r h ä l t nisse u n t e r d e m in s t a r k r e d u z i e r e n d e m Milieu abgelag e r t e n K u p f e r s c h i e f e r f ü h r t z u r A u s b i l d u n g einer m e h r e r e Meter bis Z e h n e r m e t e r m ä c h t i g e n Bleichungszone in d e n liegenden klastischen S e d i m e n t e n (Zechsteink o n g l o m e r a t u n d Weißliegendes d ü r f t e n p r i m ä r hellf a r b i g sein). W o R o t f ä u l e g e b i e t e im K u p f e r s c h i e f e r v o r h a n d e n sind, b e o b a c h t e n wir i m L i e g e n d e n e n t w e d e r
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Ii. 6 RENTZSCH / M e t a l l - u n d E r z m i n e r a l v e r t e i l u n g i m K u p f e r s c h i e f e r
„Zonen minimaler Entfärbung" (mündliche Mitteilung v o n Herrn Dr. JUNG), oder die Rotfärbung steigt diagonal aus dem Liegenden durch das Kupferschieferflöz bis in den Zechsteinkalk oder sogar den Werraanhydrit hinein auf. Es treten Verzahnungen der Faziesbereiche auf. Auf Grund der oben beschriebenen Einflüsse sind die bei verhältnismäßig hohem Redoxpotential stabilen Kupfermineralparagenesen im liegenden Teil der erzführenden Schichten und in der Nachbarschaft der Rotfäulegebiete vorhanden. So ergibt sich, daß das an Hand der Mineralparagenesen zu rekonstruierende Redoxpotential bei der Mineralbildung, sowohl v o m Liegenden zum Hangenden als auch v o m Rotfäulegebiet zum sapropelitischen Kupferschiefer hin, abnimmt. Dabei dürfte während der Ablagerung des Kupferschiefers das Redoxpotential parallel z u m Gehalt an organischem Kohlenstoff v o m Liegenden z u m Hangenden abgenommen haben. Durch die postpermischen Vererzungen v o n Verwerfungen und Flexuren i m Kupferschiefer ist dessen Metall- und Mineralführung nur lokal und maximal auf wenige Zehnermeter seitlich der Spalten beeinflußt worden. Abschließend sei hervorgehoben, daß die bedeutendsten lagerstättenkundlichen Erkenntnisse über den Kupferschiefer wohl das Erkennen des Zusammenhangs zwischen Paläogeographie und Metallführung d u r c h GILLITZER u n d RICHTER u n d d e r B e d e u t u n g
der
Roten Fäule für das Auftreten ökonomisch interessanter Kupfergehalte
durch
GILLITZER
und
KAUTZSCH
dar-
stellen. Die Verteilung der Buntmetalle im Sediment erfolgte auf Grund chemischer und physikochemischer Gesetzmäßigkeiten. Diese möglichst in vollem U m f a n g zu erkennen, ist Aufgabe einer modernen lagerstättenkundlichen Bearbeitung des Kupferschiefers.
Zusammenfassung Es wurden die bekannten und neu erarbeiteten Kriterien des Auftretens von Cu-angereichertem Kupferschiefer zusammengestellt. Besonderer Wert ist auf die Klärung der gesetzmäßigen Zusammenhänge gelegt worden, die zwischen der paläogeographischen Situation, der petrographischen Ausbildung, der geochemischen Fazies, der Erzmineralparagenese und der Metallführung des Kupferschiefers und seines unmittelbaren Liegenden und Hangenden bestehen.
PC3HMe ConocTaBJiHioTCH H3BecTHbie h HOBopa3pa6oTaHHbie rtpiiTepHH npoHBJieHHH o ß o r a m e H H t i x Meflbio MejjucTbix c n a H i^eB. O c o 6 o e 3 H a i e H n e n p u ^ a e T C H BBMCHeHHio 3aK0H0MepHBix CBH3eft Meatfly n e j i e o r e o r p a ^ m e c K o ä c i r r y a r t n e a , n e T p o r p a i j M w e c K H M cocTaBOM, r e o x H M n q e c K H M n $ a m i H M H , n a p a r e H e 3 0 M p y ^ H t i x MHHepajiOB m MeTanjioHOCHocTtio MeHHCTHx cJiaHijeB H HX HenocpeACTBeHHo nogcTMaKlIIiHMH H HäflCTHJiaiOmHMH CJIOHMH.
Summary Criteria already known and newly elaborated for the occurrence of Cu enriched copper slate are specified. Special importance is attached to explaining regular connections between the paleogeographical situation, petrographical texture, geocliemical facies, ore mineral paragenesis and metal content of the copper slate and its immediate floor and roof. 2*
287
Literatur BEYSCHLAG, F.: Zur Trage der Entstehung des Kupferschiefers. - Z. deutsch, geol. Ges., 72, Mon.-Ber., S. 318-328, Stuttgart 1920. BRANDES, T.: Sandiger Zeehstein im alten Gebirge an der unteren Werra und Fulda und die Kontinuität des Landwerdens in Mitteldeutschland. - Z. Min. Geol. u. Pal., Jg. 1912, Nr. 21, S. 660-671, Stuttgart 1912. BRÜCKMANN, P.: Die Lagerungsstörungen in der Mansfelder Zechsteinmulde. - Meldearb. 1898; in HOFFMANN: Erzführung und Erzverteilung. DETTE, K . : K e r n a u f n a h m e d e r E r d ö l e r k u n d u n g s b o h r u n g
- Bericht VVB/FM, Berlin 1963.
Staakow
11/61.
EISENHUTH, K . H . , & E . KAUTZSCH: H a n d b u c h f ü r d e n K u p f e r s c h i e f e r -
bergbau. — Leipzig 1954. EISENTRAUT, O.: Der Niederschlesische Zechstein und seine Kupferlagerstätte. — Arcli. Lagerstättenf., Nr. 71, Berlin 1939. ERZBEKGER, R . , F . KÖLBEL, I . RUSITZKA & I I . T E S S I N :
Ergebnisbericht
Südbrandenburg und angrenzende Gebiete. — Unveröff. Bericht EB Süd, Berlin 1963. FREYBERG, B. v.: Paläogeographische Karte des Kupferschieferbeekens. Jb. der Erf. d. mitteld. Bodensch., 4, S. 266-324, Halle, 1923/24. FULDA, E.: Zum Problem des Kupferschiefers. — Jb. preuß. geol. Landesanst., 49, S. 995-1002, Berlin 1928. — Zeehstein — Handbuch der vergleichenden Stratigraphic. — Berlin 1935. GARREIS, R.: Mineral Bquilibria. — New York i960. GILLITZER, G.: Die Geologie der Erzanreicherungen im mitteldeutschen Kupferschiefer. - Jb. Hall. Verb., 15, S. 1 - 1 9 , Halle 1936. GUNZERT, G.: Über die Bedeutung nachträglicher ErzVerschiebungen in der Kupferschieferlagerstätte des Richelsdorfer Gebirges. — Notizbl. hess. Landesamt Bodenf., 81, H. 4, S. 258-283, "Wiesbaden 1953. HOFFMANN, W.: Erzführung und Erzverteilung des Mansfelder Kupferschiefers und die hieraus sich ergebenden mineralbildenden und umbildenden Vorgänge im Kupferschiefer. - Jb. Hall. Verb., 4, S. 278-324, Halle 1923/24. JUNG, W.: Die Sedimentationsverhältnisse während des Oberrotliegenden und Zechsteins im SE-Haizvorland. — Z. angew. Geol., 6, H. 12, S. 598-604, Berlin 1960. J U N G , W . , R . FRANZ & M . P L A N E R T : T W Z - R e i s e b e r i c h t V R P o l e n 1 9 6 1 .
KAEHMEL, T.: Bericht zur petrographischen Bearbeitung der Kupferschieferfolge der Bohrungen Aderstedt 3, 4, 5, 6 und 8. - ZGI, Berlin 1962. KAUTZSCH, E.: Untersuchungsergebnisse über die Metallverteilung im Kupferschiefer. — Arch. Lagerstättenf., H. 74, Berlin 1942. — Tektonik und Paragenese der Rücken im Mansfelder und Sangerhäuser Kupferschiefer. - Geologie, 2, H. 1, S. 4 - 2 4 , Berlin 1953. — Über die Sedimentation im Saaletrog im Bereich des östlichen Harzvorlandes während des Zechstein 1 und 2 (Eine Erwiderung). — Z. angew. Geol., 6, H. 1, S. 3 6 - 3 7 , Berlin 1960. KNAUER, E.: Bericht über die erzmikroskopische Untersuchung der Kupferschieferbohrungen Dahme 2, Dahme 3, Schlieben 2 E und Luckau 1. - Unveröff. Bericht, ZGD, Berlin 1960. KNITZSCHKE, G.: Vererzung, Hauptmetalle und Spurenelemente des Kupferschiefers in der Sangerhäuser und Mansfelder Mulde. — Z. angew. Geol., 7, H. 7, S. 349-356, Berlin 1961. KURZE, M.: Die Eislebener Schichten und das Weißliegende im Nordteil der Sangerhäuser Mulde. — Z. angew. Geol., 7, H. 6, S. 413 — 415, Berlin 1961. LUDWIG, G.: Eine Methode zum Nachweis hydrodynamisch-paläogeographisch bedingter Metallverteilungen. — Erzmetall, XV, H. 4, S. 201 bis 206, Stuttgart 1962 [1962a]. — Beziehungen zwischen Metallgehalten und Paläogeographie des Grauen Hardegsen-Tones im niedersächsischen Bergland. — Geol. Jb., 79, S. 537-650, Hannover 1962 [1962b]. LUGE, I.: Grundprojekt Subherzynes Becken. — EB West, Halle 1963. MANHEIM, F.: A geochemical profile in the Baltic Sea. — Geoch. et Cosmoch. Acta, Bd. 25, Nr. 1, S. 5 2 - 7 0 , 1961. MEINECKE, F.: Das Liegende des Kupferschiefers. — Jb. kön. preuß. geol. Landesanst., Bd. 31, Teil II, H. 2, S. 253-296, Berlin 1910. MERTXE, M.: Ergebnisbericht der geologischen Erkundungsarbeiteri auf Kupferschiefer im Gebiet Alvensleben und Schönebeck 1957 — 1959. — Unveröff., Archiv VEB Geologische Erkundung West, Halle 1960. MESSER, E.: Kupferschiefer, Sanderz und Kobaltrücken im Richelsdorfer Gebirge. — Hess. Lagerstättenarch., 3, Wiesbaden 1955. NEUHAUS, A.: Über die Erzführung des Kupfermergels der Haaseier und Gröditzer Mulde in Schlesien. — Z. angew. Min., 5, S. 304, 1940. PALMBERG, A. H,: Bitumen des Kupferschiefers. — Unveröff. Bericht, ZGI, Berlin 1963. RENTZSCH, J., & M. LANGER: Fazielle Probleme des Kupferschiefers von Spremberg—Weißwasser. — Z. angew. Geol., 9, H. 10, 507 — 513, Berlin 1963. RICHTER, G.: Paläogeographische und tektonische Stellung des Richelsdorfer Gebirges im Hessischen Raum. — Jb. Reichsanst. Bodenf., Bd. 61, 283-332, Berlin 1941 [1941a]. — Geologische Gesetzmäßigkeiten im Metallgehalt des Kupferschiefers. - Arch. Lagerstätten!., H. 73, Berlin 1941 [1941b]. — Paläogeographisch bedingte Eigentümlichkeiten im Metallgehalt des Kupferschiefers zwischen Kyffhäuser und Harz. — Z. prakt. Geol., 49, H. 10, S. 113-124, Halle 1941 [1941c]. — Paläogeographische Grundlagen für die Erschließung des deutschen Kupferschiefers. - Technik, 2, S. 366-368, Berlin 1947. RICHTER-BERNBURG, G.: Zwei Beiträge zur Fazies, Tektonik und Kupferführung des Zechsteins I. Waldeck II. Nordsudeten. — Geol. Jb. f. 1949, 65, Hannover 1951. SCHOUTEN, C.: Metasomatische Probleme. — Amsterdam 1937.
Zeitschrift fiir angewandte Geologie, B d . 10 ( 1 9 6 4 ) , H . 6
LAPP & SUDOW / Suche nach tiefliegenden Erzkörpern
288 SCHRÖDER, E . : Sedimentation und Tektonik im Jungpaläozoikum am östlichen Harzrande und in den Nachbargebieten. — J b . preuß. geol. Landesanst., 55, S. 1 6 8 - 1 9 7 , Berlin 1934. SCHÜLLER, A.: Metallisation und Genese des Kupferschiefers von Mansfeld. - Abh. DAW Berlin; Kl. Chem., Geol., Biol., Nr. 6, 1959. SKKIPTSCHENKO, N. S.: Oxydations-Reduktions-Bedingungen des Mediums als Ursache für die primäre Zonenbildung in einigen Kupferlagerstätten. - Geoch., Moskau 1963, H. 4, S. 4 0 2 - 4 0 9 . STEINBRECHER, B . : Die petro- und erzfazielle Differenzierung der Kupferschieferzone in der Edderitzer Mulde. — Z. angew. Geol., 5, H. 5, S. 201 bis 204, Berlin 1959. — Die Sedimentation im Saaletrog im Bereich des östlichen Harzvorlandes während des Zechsteins 1 und 2. — Z. angew. Geol., 5, H. 9, S. 381 — 385, Berlin 1959. — Genese und Altersstellung des mitteldeutschen Weißliegenden. — XJnveröff., Archiv Staatl. Geol. Komm., Berlin 1960.
SUCKOW, R . : Mikrobiologische Untersuchungen zur Frage der Genese des Mansfelder Kupferschiefers. — Z. Zt. unveröff. Dissertation, Greifswald 1963. THIEL & TRISCH: Kernaufnahme der Bohrung Hainich-Eigenrieden 3. — Bericht Erkundungsbctr. Gotha 1963. TISCHENDORF, G., & H. UNOETHOM: Über die Bedeutung des ReduktionsOxydationspotentials (Eh) und der Wasserstoffionenkonzentration (pH) für Geochemie und Lagerstättenkunde. — Geologie, 13, H. 2, Berlin 1964. TZSCHORN, G.: Zur Geologie und Petrographie des Zechsteinkalkes im Raum Spremberg—Weißwasser. — Z. angew. Geol., 9, H. 11, S. 561 bis 568, Berlin 1963. WAGNER: Kernaufnahme der Bohrung Staakow 7. — Bericht Erkundungsbetrieb Mittenwalde 1961. WIENERT, F . : Die Bildungsbedingungen der sulfidischen Kupfer- und Eisenerze mit besonderer Berücksichtigung des mitteldeutschen Kupferschiefers. - J b . Hall. Verb., 4, S. 1 9 2 - 2 2 4 , Halle 1923/1924.
Suche nach tiefliegenden Erzkörpern mit Hilfe von Elementen, die ausgedehnte Dispersionshöfe bilden1) M . A . L A P P & B . A . SUDOW, U d S S R
Zur Zeit bilden unter oberflächennahen Bedingungen gelegene L a g e r s t ä t t e n die Hauptquelle mineralischer Rohstoffe. Die Möglichkeit neuer Entdeckungen verringert sich mit j e d e m J a h r . Die Deckung des ständig wachsenden B e d a r f s der Volkswirtschaft an Erzrohstoffen ist — besonders in wirtschaftlich erschlossenen Gebieten, wo die Reserve der leicht auffindbaren Lagers t ä t t e n f a s t völlig erschöpft ist — durch die N u t z u n g tiefliegender und verdeckter Erzkörper und Lagerstätten möglich.
körpern verlaufen. J e d e Probe bestand aus einigen kleinen Gesteinsstücken, die ein Gesamtgewicht von 50 bis 100 g hatten. F ü r eine Probe wurde nur Gestein ausgewählt, das nicht durch Verwitterung verändert ist. D a s Beprobungsintervall betrug von 3 — 5 m bis 10 bis 25 m. In einzelnen Fällen wurde der A b s t a n d zwischen den Probenahmepunkten verringert. Die ausgewählte Probe wurde zerkleinert, bis 0,01 m m zerrieben und chemisch analysiert. Die J o d b e s t i m m u n g wurde nach der im V I T R und von A. D. MILLER, L . A.
Tatsächlich ist, wie die von W. I. KRASNIKOW (1959) durchgeführten Berechnungen zeigen, die Reserve verdeckter L a g e r s t ä t t e n , die bis zu einer Teufe von 1000 m liegen, in der U d S S R den Erzvorräten nach über sechsmal größer als die Reserve an oberflächennahen Lagerstätten. Die gebräuchlichen geochemischen Suchmethoden gestatten es, Erzkörper nachzuweisen, die in Teufen von einigen Dutzend Metern und nur in einzelnen günstigen Fällen auch tiefer liegen. Die Erhöhung der E f f e k t i v i t ä t geochemischer Suche nach tiefliegenden Erzkörpern und L a g e r s t ä t t e n ist möglich durch die Suchmethode nach primären Dispersionshöfen unter Ausnutzung der Höfe leichtmigrierender Elemente, die zu ausgedehnter Dispersion neigen. Eine solche Ausrichtung der geochemischen Sucharbeiten wird begründet durch eine Reihe von Darlegungen und Folgerungen, die in den
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A r b e i t e n v o n W . I. W E R N A D S K I J , A . E . FERSMAN
thode vorgenommen. Die Empfindlichkeit der angewandten Methodik betrug bei einer Probeeinwaage von 0,5 g 2- 10~ 5 % (0,2 y/g). Ihre Genauigkeit war bei geringeren J o d g e h a l t e n (bis 0,5 y/g) ± 2 5 — 3 0 % ; bei J o d gehalten von mehr als l y / g erhöhte sie sich bis i 10 bis 1 1 % . Die Methodik zeichnet sich durch die Einfachheit der Ausführung und durch die Möglichkeit aus, solche Analysen auch unter Feldbedingungen auszuführen.
und
N. I. SAFRONOW (1954a, 1954b, 1954c, 1936, 1962a und 1934) angeführt werden. Ausgehend von den Vorstellungen über die erhebliche Mobilität der Höfe von Elementen weiter Dispersion und über ihre mögliche Unbeständigkeit in der Zeit, wurden auf einigen hydrothermalen L a g e r s t ä t t e n Armeniens (in Gebieten mit junger Metallogenie) Untersuchungsarbeiten durchgeführt. Die Methodik bestand in folgendem: Bei erkundeten und in A b b a u befindlichen L a g e r s t ä t t e n wurden Gesteinsproben aus Bohrkernen und aus unterirdischen und oberirdischen bergmännischen Auffahrungen entnommen. Die Probenahme erfolgte nach Profilen, die die Erzkörper schneiden und über den verdeckten ErzAus: ,,Sowjetskaja geologija", Nr. 10, S. 113 — 119, Moskau 1963 (etwas gekürzt), Übers.: TZSCHORN, Berlin.
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Abb. 1. Gehalt an J o d und erzbildenden Elementen in einer bergmännischen Auffahrung, die den Erzkörper sehneidet Zeichenerklärungen Abb. 1—4 1 — Quarzporphyre, 2 — Porphyrite, 3 — Andesite, 4 — hydrothermal veränderte Zonen, 5 — Derberze, 6 — Imprägnationserze, 7 — tektonische Störungen, 8 — Probenahmepunkte, 9 — Elementgehalte in den Proben
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288 SCHRÖDER, E . : Sedimentation und Tektonik im Jungpaläozoikum am östlichen Harzrande und in den Nachbargebieten. — J b . preuß. geol. Landesanst., 55, S. 1 6 8 - 1 9 7 , Berlin 1934. SCHÜLLER, A.: Metallisation und Genese des Kupferschiefers von Mansfeld. - Abh. DAW Berlin; Kl. Chem., Geol., Biol., Nr. 6, 1959. SKKIPTSCHENKO, N. S.: Oxydations-Reduktions-Bedingungen des Mediums als Ursache für die primäre Zonenbildung in einigen Kupferlagerstätten. - Geoch., Moskau 1963, H. 4, S. 4 0 2 - 4 0 9 . STEINBRECHER, B . : Die petro- und erzfazielle Differenzierung der Kupferschieferzone in der Edderitzer Mulde. — Z. angew. Geol., 5, H. 5, S. 201 bis 204, Berlin 1959. — Die Sedimentation im Saaletrog im Bereich des östlichen Harzvorlandes während des Zechsteins 1 und 2. — Z. angew. Geol., 5, H. 9, S. 381 — 385, Berlin 1959. — Genese und Altersstellung des mitteldeutschen Weißliegenden. — XJnveröff., Archiv Staatl. Geol. Komm., Berlin 1960.
SUCKOW, R . : Mikrobiologische Untersuchungen zur Frage der Genese des Mansfelder Kupferschiefers. — Z. Zt. unveröff. Dissertation, Greifswald 1963. THIEL & TRISCH: Kernaufnahme der Bohrung Hainich-Eigenrieden 3. — Bericht Erkundungsbctr. Gotha 1963. TISCHENDORF, G., & H. UNOETHOM: Über die Bedeutung des ReduktionsOxydationspotentials (Eh) und der Wasserstoffionenkonzentration (pH) für Geochemie und Lagerstättenkunde. — Geologie, 13, H. 2, Berlin 1964. TZSCHORN, G.: Zur Geologie und Petrographie des Zechsteinkalkes im Raum Spremberg—Weißwasser. — Z. angew. Geol., 9, H. 11, S. 561 bis 568, Berlin 1963. WAGNER: Kernaufnahme der Bohrung Staakow 7. — Bericht Erkundungsbetrieb Mittenwalde 1961. WIENERT, F . : Die Bildungsbedingungen der sulfidischen Kupfer- und Eisenerze mit besonderer Berücksichtigung des mitteldeutschen Kupferschiefers. - J b . Hall. Verb., 4, S. 1 9 2 - 2 2 4 , Halle 1923/1924.
Suche nach tiefliegenden Erzkörpern mit Hilfe von Elementen, die ausgedehnte Dispersionshöfe bilden1) M . A . L A P P & B . A . SUDOW, U d S S R
Zur Zeit bilden unter oberflächennahen Bedingungen gelegene L a g e r s t ä t t e n die Hauptquelle mineralischer Rohstoffe. Die Möglichkeit neuer Entdeckungen verringert sich mit j e d e m J a h r . Die Deckung des ständig wachsenden B e d a r f s der Volkswirtschaft an Erzrohstoffen ist — besonders in wirtschaftlich erschlossenen Gebieten, wo die Reserve der leicht auffindbaren Lagers t ä t t e n f a s t völlig erschöpft ist — durch die N u t z u n g tiefliegender und verdeckter Erzkörper und Lagerstätten möglich.
körpern verlaufen. J e d e Probe bestand aus einigen kleinen Gesteinsstücken, die ein Gesamtgewicht von 50 bis 100 g hatten. F ü r eine Probe wurde nur Gestein ausgewählt, das nicht durch Verwitterung verändert ist. D a s Beprobungsintervall betrug von 3 — 5 m bis 10 bis 25 m. In einzelnen Fällen wurde der A b s t a n d zwischen den Probenahmepunkten verringert. Die ausgewählte Probe wurde zerkleinert, bis 0,01 m m zerrieben und chemisch analysiert. Die J o d b e s t i m m u n g wurde nach der im V I T R und von A. D. MILLER, L . A.
Tatsächlich ist, wie die von W. I. KRASNIKOW (1959) durchgeführten Berechnungen zeigen, die Reserve verdeckter L a g e r s t ä t t e n , die bis zu einer Teufe von 1000 m liegen, in der U d S S R den Erzvorräten nach über sechsmal größer als die Reserve an oberflächennahen Lagerstätten. Die gebräuchlichen geochemischen Suchmethoden gestatten es, Erzkörper nachzuweisen, die in Teufen von einigen Dutzend Metern und nur in einzelnen günstigen Fällen auch tiefer liegen. Die Erhöhung der E f f e k t i v i t ä t geochemischer Suche nach tiefliegenden Erzkörpern und L a g e r s t ä t t e n ist möglich durch die Suchmethode nach primären Dispersionshöfen unter Ausnutzung der Höfe leichtmigrierender Elemente, die zu ausgedehnter Dispersion neigen. Eine solche Ausrichtung der geochemischen Sucharbeiten wird begründet durch eine Reihe von Darlegungen und Folgerungen, die in den
S C H N E J D E R & A . P . KARAWAJKOWA a u s g e a r b e i t e t e n Me-
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thode vorgenommen. Die Empfindlichkeit der angewandten Methodik betrug bei einer Probeeinwaage von 0,5 g 2- 10~ 5 % (0,2 y/g). Ihre Genauigkeit war bei geringeren J o d g e h a l t e n (bis 0,5 y/g) ± 2 5 — 3 0 % ; bei J o d gehalten von mehr als l y / g erhöhte sie sich bis i 10 bis 1 1 % . Die Methodik zeichnet sich durch die Einfachheit der Ausführung und durch die Möglichkeit aus, solche Analysen auch unter Feldbedingungen auszuführen.
und
N. I. SAFRONOW (1954a, 1954b, 1954c, 1936, 1962a und 1934) angeführt werden. Ausgehend von den Vorstellungen über die erhebliche Mobilität der Höfe von Elementen weiter Dispersion und über ihre mögliche Unbeständigkeit in der Zeit, wurden auf einigen hydrothermalen L a g e r s t ä t t e n Armeniens (in Gebieten mit junger Metallogenie) Untersuchungsarbeiten durchgeführt. Die Methodik bestand in folgendem: Bei erkundeten und in A b b a u befindlichen L a g e r s t ä t t e n wurden Gesteinsproben aus Bohrkernen und aus unterirdischen und oberirdischen bergmännischen Auffahrungen entnommen. Die Probenahme erfolgte nach Profilen, die die Erzkörper schneiden und über den verdeckten ErzAus: ,,Sowjetskaja geologija", Nr. 10, S. 113 — 119, Moskau 1963 (etwas gekürzt), Übers.: TZSCHORN, Berlin.
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Abb. 1. Gehalt an J o d und erzbildenden Elementen in einer bergmännischen Auffahrung, die den Erzkörper sehneidet Zeichenerklärungen Abb. 1—4 1 — Quarzporphyre, 2 — Porphyrite, 3 — Andesite, 4 — hydrothermal veränderte Zonen, 5 — Derberze, 6 — Imprägnationserze, 7 — tektonische Störungen, 8 — Probenahmepunkte, 9 — Elementgehalte in den Proben
Zeitschritt für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6
L A P P & STJDOW / S u c h e n a c h tiefliegenden E r z k ö r p e r n
A u ß e r J o d wurden in den P r o b e n spektralanalytisch B l e i , Zink, K u p f e r , Arsen, A n t i m o n , Silber, Molybdän und andere E l e m e n t e festgestellt. I m E r g e b n i s der Arbeiten wurde das Vorhandensein von Dispersionshöfen des J o d s über den v e r d e c k t e n E r z k ö r p e r n der h y d r o t h e r m a l e n L a g e r s t ä t t e n Armeniens festgestellt.
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Abb. 2. Gehalt an J o d und erzbildenden Elementen in einer bergmännischen Auffahrung, die über einem verdeckten Erzkörper liegt
Die H a u p t u n t e r s u c h u n g e n wurden auf einer der polymetallischen L a g e r s t ä t t e n angestellt. Sie liegt in einer v u l k a n o g e n e n J u r a s c h i c h t und ist an den K o n t a k t von E r z e n t h a l t e n d e n Quarzporphyren m i t den sie überlagernden P o r p h y r i t e n gebunden. Die Erzkörper sind linsenförmig. E i n Teil v o n ihnen streicht an die Oberfläche aus. Das Vorhandensein zahlreicher b e r g m ä n nischer Auffahrungen g e s t a t t e t es, Untersuchungen auf Profilen durchzuführen, die sowohl durch die anstehenden als a u c h ü b e r die v e r d e c k t e n E r z k ö r p e r verlaufen. Die Untersuchungsergebnisse erlauben es, einige allgemeine Gesetzmäßigkeiten herauszuarbeiten, die für die Dispersionshöfe des J o d s c h a r a k t e r i s t i s c h sind, u n a b h ä n gig von der stofflichen Z u s a m m e n s e t z u n g der E r z körper und dem C h a r a k t e r der Nebengesteine und überlagernden S c h i c h t e n . E s wurde festgestellt, daß der J o d gehalt in den E r z k ö r p e r n selbst gewöhnlich minimal ist i m Vergleich zu seinem Gehalt in den Neben- und .überlagernden P a r t i e n . P r o b e n , die in einer horizontalen Auffahrung entn o m m e n wurden, die den E r z k ö r p e r einer polymetallischen L a g e r s t ä t t e durchschneidet, zeigen folgende J o d v e r t e i l u n g i m horizontalen S c h n i t t des Erzkörpers (Abb. 1).
289 In der Erzzone m i t h o h e m Gehalt erzbildender E l e m e n t e b e t r ä g t der J o d g e h a l t 0 , 1 2 y/g. Der Dispersionshof des J o d s t r i t t bei horizontalem S c h n i t t in einem Abstand von 5 — 2 5 m v o m E r z k ö r p e r zutage. Höfe der erzbildenden E l e m e n t e können bei 5 — 1 0 m b e o b a c h t e t werden. Die Dispersionshöfe von Blei, Zink, K u p f e r und J o d sind also im horizontalen S c h n i t t des Erzkörpers p r a k t i s c h gleich groß. E b e n s o l c h e Ergebnisse wurden bei horizontalen Schnitt e n über E r z k ö r p e r n anderer L a g e r s t ä t t e n Armeniens erzielt. Zur K l ä r u n g des Verhaltens von J o d über dem E r z körper wurde eine bergmännische A u f f a h r u n g ausgewählt, die in den P o r p h y r i t e n 122 m über der oberen Grenze des Erzkörpers vorgetrieben wurde (Abb. 2). Die Blei-, Zink- und K u p f e r g e h a l t e schwanken in den P r o b e n , die aus dieser Auffahrung e n t n o m m e n wurden, innerhalb der Grenzen des Untergrunds. E i n i g e vereinzelte K u p f e r a n o m a l i e n (bis 0 , 0 1 % ) sind m i t der Pyritisierung der P o r p h y r i t e verbunden. Gleichzeitig zeigt das J o d einen deutlichen Dispersionshof, der in den P o r p h y r i t e n über dem E r z k ö r p e r festzustellen ist und der etwa dessen Grenzen u m r e i ß t . Der J o d g e h a l t über d e m ' E r z k ö r p e r s c h w a n k t zwischen 0 , 8 und 3,2 y/g und b e t r ä g t abseitig weniger als 0 , 7 2 y/g. Den V e r t e i l u n g s c h a r a k t e r des J o d s und der erzbildenden E l e m e n t e über dem E r z k ö r p e r k a n n m a n auch an den Analysenergebnissen des K e r n s einer B o h r u n g verfolgen, die den E r z k ö r p e r durchteufte (Abb. 3). W i e aus dieser zu ersehen ist, werden Dispersionshöfe von Blei, Zink, Silber und Arsen in den P o r p h y r i t e n über dem E r z h o r i z o n t n i c h t festgestellt. Gleichzeitig b r e i t e t sich der Dispersionshof des J o d s p r a k t i s c h bis zur E r d oberfläche aus. Der J o d g e h a l t erreicht dabei 0 , 7 2 y / g ; das übertrifft den U n t e r g r u n d g e h a l t m e h r als sechsmal. Analoge Ergebnisse wurden bei der geochemischen U n t e r s u c h u n g anderer B o h r l ö c h e r und bergmännischer Auffahrungen erzielt. h
Zink Silber Arsen Jod OM%_ OM% W % 0,02%
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Abb. 3. Gehalt an J o d und erzbildenden Elementen in einer Bohrung, die den Erzkörper angetroffen hat
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 SEIDEL / Zur E n d l a u g e n v e r s e n k u n g i m S ü d h a r z k a l i r e v i e r
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Abb. 4. Gehalt an Jod und erzbildenden Elementen in Proben, die aus einem senkrecht zum Erzkörper verlaufenden Schürf entnommen wurden E s w u r d e n a u c h A r b e i t e n z u r U n t e r s u c h u n g der J o d v e r t e i l u n g in P r o b e n v o n der Oberfläche angestellt. Mit diesem Ziel w u r d e eine Reihe v o n L a g e r s t ä t t e n Südo s t a r m e n i e n s u n t e r s u c h t . In A b b . 4 sind die E r g e b nisse geochemischer U n t e r s u c h u n g e n auf einer in verä n d e r t e n A n d e s i t e n gelegenen A r s e n l a g e r s t ä t t e angef ü h r t . W i e hier zu sehen ist, k a n n a m Profil, das den E r z k ö r p e r s e n k r e c h t schneidet, ein Dispersionshof des J o d s festgestellt w e r d e n . G e n a u wie bei d e n p o l y m e t a l lischen L a g e r s t ä t t e n wird der E r z k ö r p e r selbst d u r c h m i n i m a l e J o d g e h a l t e c h a r a k t e r i s i e r t . Seitlich des E r z k ö r p e r s ist ein Dispersionshof d u r c h Gehalte bis zu 1,0—1,5 y / g J o d v o r h a n d e n . Dispersionshöfe des J o d s sind also bei h y d r o t h e r m a len L a g e r s t ä t t e n verschiedener stofflicher Z u s a m m e n s e t z u n g u n d in unterschiedlicher geologischer Situat i o n festzustellen.
Schlußbetrachtungen Die A r b e i t e n zeigen, d a ß sich ü b e r v e r d e c k t e n Erzk ö r p e r n h y d r o t h e r m a l e r H e r k u n f t p r i m ä r e Dispersions-
h ö f e des J o d s bilden, die größer sind als die der erzbildenden Elemente. Die V e r b r e i t u n g der Dispersionshöfe des J o d s h ä n g t n i c h t v o n der lithologischen Z u s a m m e n s e t z u n g der Gesteine ab, die den E r z h o r i z o n t ü b e r l a g e r n , w ä h r e n d die ü b e r l a g e r n d e n Gesteine f ü r die e r z b i l d e n d e n E l e m e n t e u n d u r c h d r i n g b a r sind. Es wird eine T e n d e n z zur v o r n e h m l i c h v e r t i k a l e n Verb r e i t u n g der Dispersionshöfe v o n J o d festgestellt. Sie k o n n t e n bis zu 122 m ü b e r einem v e r d e c k t e n E r z k ö r p e r nachgewiesen w e r d e n . I m h o r i z o n t a l e n S c h n i t t d u r c h den E r z k ö r p e r sind die J o d d i s p e r s i o n s h ö f e in Abs t ä n d e n v o n wenigen D u t z e n d M e t e r n v e r b r e i t e t . Die Erzkörper werden durch minimale Jodgehalte charakterisiert. Die bisherigen U n t e r s u c h u n g e n zeigen, d a ß die ausgearbeitete M e t h o d i k eine P e r s p e k t i v e besitzt. Die Arb e i t e n m ü s s e n f o r t g e s e t z t w e r d e n . Die M e t h o d i k ist besonders u n t e r den B e d i n g u n g e n älterer metallogenetischer P r o v i n z e n zu ü b e r p r ü f e n .
Literatur FERSHAN, A. E.: Geochemie, Bd. 2, Kap. 5 (1934) (russ.). — Ausgewählte Werke, Bd. 3. - Isd. AN SSSR, Moskau 1955. KRASNIKÜW, W. I.: Die rationelle Suche von Erzlagerstätten. — Gosgeoltechisdat, Moskau 1959. MILLER, A . D . , L . A . SCHNEJDER & A . P . KARAWAJKOWA: E i n e h o c h e m p -
findliche Methode der Jod- und Chlorbestimmung in Gesteinen, Wässern und Auszügen. — VITR, ser. obmen opytom, vyp. 63 (1963). NEJERBERGER, Dsh. I.: Uran in den magmatischen Gesteinen der USA. — Im Sammelband: „Geologie der Atomrohstoffe". — Gosgeoltechisdat, Moskau 1956. SAFRONOW, N. I.: Zur Frage über „Dispersionshöfe" von Erzlagerstätten und deren Verwendung bei der Suche und Erkundung. — Problemy sovetskoj geologii, Nr. 4 (1936). — Grundlagen der geochemischen Suchmethoden von Erzlagerstätten. Methodische Anleitung, Teil 1. — VITR, ser. obmen opytom, vyp. 50 (1962a). — Zur Theorie der primären Dispersionshöfe. — Tr. VITE. Novoje v metodike i technike geol. razv. rabot, sb. 5 (1962b). WERNADSKIJ, W. I.: Die Paragenese der chemischen Elemente in der Erdrinde. - Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954a. — Die chemischen Elemente und der Mechanismus der Erdrinde. — Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954b. — Über die Dispersion der chemischen Elemente. — Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954c.
Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier1) GERD SEIDEL, J e n a
(Mitteilung aus dem V E B Geologische Erkundung West, Betriebsabteilung Jena)
Vorbemerkungen I m S ü d h a r z k a l i r e v i e r sind die H a r t s a l z v o r r ä t e in der N ä h e einiger G r u b e n in a b s e h b a r e r Zeit e r s c h ö p f t . Andererseits stehen z. T . in den G r u b e n f e l d e r n ausg e d e h n t e C a r n a l l i t i t v o r k o m m e n an. So sind insbesondere im K a l i w e r k „ K a r l L i e b k n e c h t " , Bleicherode, die H a r t s a l z v o r r ä t e begrenzt, w ä h r e n d zwischen den Schächt e n Bleicherode 1/2 u n d L u d w i g s h a l l — I m m e n r o d e sowie d e n S c h ä c h t e n des N o r d h ä u s e r Kaliwerkes Carnallitit in großer Menge a u f t r i t t . Der Carnallitit liegt in günstigen T e u f e n v o n 500—700 m u n d besitzt große b a u *) Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 28.11. 1963
würdige M ä c h t i g k e i t e n bis zu 40 m. D a im L i e g e n d e n des Carnallititlagers große S t a ß f u r t - S t e i n s a l z m ä c h t i g k e i t e n v o r h a n d e n sind, ist a u c h eine g u t e Mechanisierung des A b b a u s möglich. Bei der C a r n a l l i t i t v e r a r b e i t u n g fallen j e d o c h u m f a n g r e i c h e E n d l a u g e n an. D e s h a l b r i c h t e t e bereits die W i n t e r s h a l l - A G i m J a h r e 1944 a n das damalige B e i c h s a m t f ü r B o d e n f o r s c h u n g die F r a g e , ob eine E n d l a u g e n v e r s e n k u n g möglich sei. F. D E U B E L n a h m 1946 in einem G u t a c h t e n zu der F r a g e einer E n d l a u g e n v e r s e n k u n g f ü r das K a l i w e r k Bleicherode Stellung. E r wies darauf hin, d a ß diese im H a u p t d o l o m i t a m südlichen A u s l a u g u n g s r a n d des H a r z e s möglich sei. In diesem sowie in n a c h f o l g e n d e n G u t a c h t e n w u r d e n
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 SEIDEL / Zur E n d l a u g e n v e r s e n k u n g i m S ü d h a r z k a l i r e v i e r
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Abb. 4. Gehalt an Jod und erzbildenden Elementen in Proben, die aus einem senkrecht zum Erzkörper verlaufenden Schürf entnommen wurden E s w u r d e n a u c h A r b e i t e n z u r U n t e r s u c h u n g der J o d v e r t e i l u n g in P r o b e n v o n der Oberfläche angestellt. Mit diesem Ziel w u r d e eine Reihe v o n L a g e r s t ä t t e n Südo s t a r m e n i e n s u n t e r s u c h t . In A b b . 4 sind die E r g e b nisse geochemischer U n t e r s u c h u n g e n auf einer in verä n d e r t e n A n d e s i t e n gelegenen A r s e n l a g e r s t ä t t e angef ü h r t . W i e hier zu sehen ist, k a n n a m Profil, das den E r z k ö r p e r s e n k r e c h t schneidet, ein Dispersionshof des J o d s festgestellt w e r d e n . G e n a u wie bei d e n p o l y m e t a l lischen L a g e r s t ä t t e n wird der E r z k ö r p e r selbst d u r c h m i n i m a l e J o d g e h a l t e c h a r a k t e r i s i e r t . Seitlich des E r z k ö r p e r s ist ein Dispersionshof d u r c h Gehalte bis zu 1,0—1,5 y / g J o d v o r h a n d e n . Dispersionshöfe des J o d s sind also bei h y d r o t h e r m a len L a g e r s t ä t t e n verschiedener stofflicher Z u s a m m e n s e t z u n g u n d in unterschiedlicher geologischer Situat i o n festzustellen.
Schlußbetrachtungen Die A r b e i t e n zeigen, d a ß sich ü b e r v e r d e c k t e n Erzk ö r p e r n h y d r o t h e r m a l e r H e r k u n f t p r i m ä r e Dispersions-
h ö f e des J o d s bilden, die größer sind als die der erzbildenden Elemente. Die V e r b r e i t u n g der Dispersionshöfe des J o d s h ä n g t n i c h t v o n der lithologischen Z u s a m m e n s e t z u n g der Gesteine ab, die den E r z h o r i z o n t ü b e r l a g e r n , w ä h r e n d die ü b e r l a g e r n d e n Gesteine f ü r die e r z b i l d e n d e n E l e m e n t e u n d u r c h d r i n g b a r sind. Es wird eine T e n d e n z zur v o r n e h m l i c h v e r t i k a l e n Verb r e i t u n g der Dispersionshöfe v o n J o d festgestellt. Sie k o n n t e n bis zu 122 m ü b e r einem v e r d e c k t e n E r z k ö r p e r nachgewiesen w e r d e n . I m h o r i z o n t a l e n S c h n i t t d u r c h den E r z k ö r p e r sind die J o d d i s p e r s i o n s h ö f e in Abs t ä n d e n v o n wenigen D u t z e n d M e t e r n v e r b r e i t e t . Die Erzkörper werden durch minimale Jodgehalte charakterisiert. Die bisherigen U n t e r s u c h u n g e n zeigen, d a ß die ausgearbeitete M e t h o d i k eine P e r s p e k t i v e besitzt. Die Arb e i t e n m ü s s e n f o r t g e s e t z t w e r d e n . Die M e t h o d i k ist besonders u n t e r den B e d i n g u n g e n älterer metallogenetischer P r o v i n z e n zu ü b e r p r ü f e n .
Literatur FERSHAN, A. E.: Geochemie, Bd. 2, Kap. 5 (1934) (russ.). — Ausgewählte Werke, Bd. 3. - Isd. AN SSSR, Moskau 1955. KRASNIKÜW, W. I.: Die rationelle Suche von Erzlagerstätten. — Gosgeoltechisdat, Moskau 1959. MILLER, A . D . , L . A . SCHNEJDER & A . P . KARAWAJKOWA: E i n e h o c h e m p -
findliche Methode der Jod- und Chlorbestimmung in Gesteinen, Wässern und Auszügen. — VITR, ser. obmen opytom, vyp. 63 (1963). NEJERBERGER, Dsh. I.: Uran in den magmatischen Gesteinen der USA. — Im Sammelband: „Geologie der Atomrohstoffe". — Gosgeoltechisdat, Moskau 1956. SAFRONOW, N. I.: Zur Frage über „Dispersionshöfe" von Erzlagerstätten und deren Verwendung bei der Suche und Erkundung. — Problemy sovetskoj geologii, Nr. 4 (1936). — Grundlagen der geochemischen Suchmethoden von Erzlagerstätten. Methodische Anleitung, Teil 1. — VITR, ser. obmen opytom, vyp. 50 (1962a). — Zur Theorie der primären Dispersionshöfe. — Tr. VITE. Novoje v metodike i technike geol. razv. rabot, sb. 5 (1962b). WERNADSKIJ, W. I.: Die Paragenese der chemischen Elemente in der Erdrinde. - Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954a. — Die chemischen Elemente und der Mechanismus der Erdrinde. — Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954b. — Über die Dispersion der chemischen Elemente. — Ausgew. Werke, Bd. 1, Isd. AN SSSE, Moskau 1954c.
Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier1) GERD SEIDEL, J e n a
(Mitteilung aus dem V E B Geologische Erkundung West, Betriebsabteilung Jena)
Vorbemerkungen I m S ü d h a r z k a l i r e v i e r sind die H a r t s a l z v o r r ä t e in der N ä h e einiger G r u b e n in a b s e h b a r e r Zeit e r s c h ö p f t . Andererseits stehen z. T . in den G r u b e n f e l d e r n ausg e d e h n t e C a r n a l l i t i t v o r k o m m e n an. So sind insbesondere im K a l i w e r k „ K a r l L i e b k n e c h t " , Bleicherode, die H a r t s a l z v o r r ä t e begrenzt, w ä h r e n d zwischen den Schächt e n Bleicherode 1/2 u n d L u d w i g s h a l l — I m m e n r o d e sowie d e n S c h ä c h t e n des N o r d h ä u s e r Kaliwerkes Carnallitit in großer Menge a u f t r i t t . Der Carnallitit liegt in günstigen T e u f e n v o n 500—700 m u n d besitzt große b a u *) Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 28.11. 1963
würdige M ä c h t i g k e i t e n bis zu 40 m. D a im L i e g e n d e n des Carnallititlagers große S t a ß f u r t - S t e i n s a l z m ä c h t i g k e i t e n v o r h a n d e n sind, ist a u c h eine g u t e Mechanisierung des A b b a u s möglich. Bei der C a r n a l l i t i t v e r a r b e i t u n g fallen j e d o c h u m f a n g r e i c h e E n d l a u g e n an. D e s h a l b r i c h t e t e bereits die W i n t e r s h a l l - A G i m J a h r e 1944 a n das damalige B e i c h s a m t f ü r B o d e n f o r s c h u n g die F r a g e , ob eine E n d l a u g e n v e r s e n k u n g möglich sei. F. D E U B E L n a h m 1946 in einem G u t a c h t e n zu der F r a g e einer E n d l a u g e n v e r s e n k u n g f ü r das K a l i w e r k Bleicherode Stellung. E r wies darauf hin, d a ß diese im H a u p t d o l o m i t a m südlichen A u s l a u g u n g s r a n d des H a r z e s möglich sei. In diesem sowie in n a c h f o l g e n d e n G u t a c h t e n w u r d e n
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6
SEIDEL / Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier
HARZ
291 aufzunehmen. Der günstigste Horizont ist der
Staßfurtdolomit
(F. DEUBEL
1946,
E . STOLLE 1958). Die ungleichförmige Mächtigkeit und Ausbildung desselben läßt eine unterschiedliche L a u g e n a u f n a h m e erwarten. Deshalb soll im folgenden auf die Mächtigkeit und Ausbildung des Staßfurtdolomits im Thüringer Becken eingegangen werden. In der nachfolgenden Tabelle werden die verschiedenen Faziestypen und deren Parallelisierungen aufgeführt. Bei älteren Bohrungen sind die in der Tabelle ausgehaltenen Faziestypen in der Regel nicht ausgeschieden worden. Deshalb mußten in der Mächtigkeitskarte die K a r b o n a t e zwischen Oberem Werraanhydrit und B a salanhydrit z u s a m m e n (als Staßfurtkarbonat i. w. S.) dargestellt werden (Abb. 1). Die geringmächtige Ausbildung (weniger als 10 m) des S t a ß f u r t k a r b o n a t s i. w. S. der Sangerhäuser und Mansfelder Mulde Abb. 1. Fazies und Mächtigkeitskarte des Ca2 i. w. S. vom Thüringer reicht im Gebiet der Schmücke noch bis Becken ins Thüringer Becken. Von da ab n i m m t 1 — Stinkschiefer; 2 — dünnplattiger oder oolithischer sowie dichter Dolomit mit Muschelzone und Stinkschiefer oder Algenzone; 3 — Fazies mit Zone des dünnplattigen Dolomits, die Mächtigkeit nach W, S und E zu. Auf Muschelzone, Algenzone und Zone des hellen dichten Dolomits; 4 — wie 3, jedoch noch zuder Linie Sollstedt— Langensalza — B a d Beroberst Zone des hellen dichten und oolithischen Dolomits; 5 — Dolomit ohne Gliederung; 6 — TJntersuchungsgebiet ka— B a d Sulza besitzt das S t a ß f u r t k a r b o n a t die größten Mächtigkeiten. Dieser K a r die dichte Ausbildung sowie geringe Mächtigkeit des bonatwall weist a m O s t a b h a n g der Eichsfeldschwelle H a u p t d o l o m i t s , die geringe Ausdehnung des möglichen die größten Mächtigkeiten des Thüringer Beckens (über Versenkungsraums, die Gefährdung der Grubenbaue 50 m) auf. Im Bereich der Eichsfeldschwelle (zwischen durch erhöhten L a u g e n a u s t r i t t und die Gefahr der Ohmgebirge und Mihla) nimmt die Mächtigkeit auf Versalzung von Trinkwässern durch den Ausstrich der weniger als 40 m ab. A m W e s t a b h a n g der EichsfeldSchichten des Zechsteins sowie der Trias a m Harz herschwelle stellen sich wieder Mächtigkeiten von über 50 m vorgehoben (s. a. E . STOLLE 1958). ein. Von dem K a r b o n a t w a l l a b n i m m t die Mächtigkeit nach SW, S und S E bis zum Wert Null ab. Die VerIn der Folgezeit k a m m a n wieder auf das Projekt breitungsgrenze des Hauptdolomits verläuft von eines E n d l a u g e n k a n a l s in die Saale oder E l b e zurück. Schmerbach (Bl. Eisenach-Ost) über S t a d t i l m , Saalfeld, D a jedoch die A u s f ü h r u n g eines solchen P r o j e k t s enorme Bürgel bis in die Gegend von Tünschütz. Geldmittel sowie entsprechende Baumaterialien und - k a p a z i t ä t e n erfordert, ist nach wie vor die F r a g e nach Die reine Stinkschieferfazies k o m m t in der Sangergünstigen Versenkungsmöglichkeiten offen. In den letzhäuser und Mansfelder Mulde vor und reicht lediglich ten J a h r e n wurden durch mehrere Kalibohrungen des im Gebiet der Schmücke bis in das Thüringer Becken V E B Geologische E r k u n d u n g West, Betriebsabteilung (Abb. 1). Der ca. 5 m mächtige Stinkschiefer besteht J e n a , große Auslaugungsgebiete im R a u m Leinefelde— aus einer mm-starken Wechsellagerung von hellen und Heiligenstadt—Martinfeld nachgewiesen. I m Zusamdunklen K a r b o n a t l a g e n . Im Gebiet der Schmücke folgen m e n h a n g mit den bereits bekannten Auslaugungsgebiedarunter der Werraanhydrit und darüber der B a s a l ten (C. DIETZ 1923—1925) ergibt sich die Möglichkeit anhydrit. Die Bohrungen Schneidteil 1 und 2 (südösteiner großräumigen E n d l a u g e n v e r s e n k u n g in dem hier lich v o n Sondershausen) trafen unter B a s a l a n h y d r i t verhältnismäßig mächtigen und faziell günstigen H a u p t und Stinkschiefer die Muschelzone an. Sie besteht aus dolomit. einem ca. 2 m mächtigen schwarzen Dolomit, der mit Speicher Die Schichten der Trias scheiden für eine Laugenversenkung aus, da sie überall zur Wassergewinnung genutzt werden. So bewirkte z. B . die Endlaugenversenkung im Muschelkalk südlich der Hainleite die Versalzung von Brunnen (C. DIETZ 1930). Die Schichten im Liegenden des Zechsteins scheiden wegen ihrer geringen W a s s e r a u f n a h m e f ä h i g k e i t ebenfalls aus. Der im Werragebiet für die E n d l a u g e n v e r s e n k u n g so günstige Plattendolomit (W. HOPPE 1962) ist im Südharzgebiet nicht entwickelt. Die Mächtigkeit und Verbreitung des Werrak a r b o n a t s reicht nicht aus, u m größere Laugenmengen
zahlreichen Zweischalerresten durchsetzt ist. Darunter folgt ein 13 m mächtiger heller oolithischer und dichter Dolomit. Zwischen diesem Dolomit und dem Werraanhydrit liegt eine 12 m mächtige Wechsellagerung von Anhydrit und Dolomit. D a s Profil von Ludwigshall— Immenrode (s. T a b . ) zeigt einen ähnlichen A u f b a u wie in den Bohrungen Schneidtal. Zwischen Muschelzone und B a s a l a n h y d r i t befindet sich hier jedoch s t a t t des Stinkschiefers die Algenzone. Da der Stinkschiefer also zwischen den gleichen Schichten wie die Algenzone liegt, kann m a n die beiden Zonen parallelisieren. In Abb. 1 wurden die Faziestypen L u d w i g s h a l l — I m m e n rode und Schneidtal als eine Fazieszone ausgeschieden, die von Nordhausen über Straußfurt, den E t t e r s b e r g
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 ( 1 9 6 4 ) , H . 6
292
SEIDEL / Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier
Tabelle
Randausbildung des Hauptdolomits Basalanhydrit
ungegliederter heller, dichter und oolithischer Dolomit, z. T. mit Tonstein an der Basis wechsellagernd
Werraanhydrit
Hauptdolomit vom Typ Forstberg
Hauptdolomit vom Typ Volkenroda
(F. DEUBEL 1954,
( F . DEUBEL 1954,
Profil TJT-Bohrungen im Schacht Ludwigshall— Immenroda
H . GAERTNER 1 9 5 4 )
H . GAERTNER 1 9 5 4 )
( H . GAERTNER 1 9 5 4 )
Basalanhydrit Zone des hellen dichten und oolithischen Dolomits (Zone 5)
Profil der Bohrungen Schneidtal 1 u. 2 südöstlich von Sondershausen
Schmücke
Basalanhydrit
Zone des dunklen, dichten Dolomits (Zone 4)
Basalanhydrit
Basalanhydrit
Basalanhydrit
Algenzone (Zone 3)
Algenzone (Zone 3)
Algenzone
Stinkschieier
Stinkschiefer
Muschelzone (Zone 2)
Muschelzone (Zone 2)
Muschelzone
Muschelzone
Werraanhydrit
Zone des dünnplattigen kristallinen Dolomits (Zone 1)
Zone des dünnplattigen kristallinen Dolomits (Zone 1)
heller oolitischer und dunkler, dichter Dolomit
heller oolithischer und dichter Dolomit
Werraanhydrit
Werraanhydrit
Werraanhydrit
Wechsellagerung von Anhydrit und Dolomit
Zone des dunklen dichten Dolomits (Zone 4)
Werraanhydrit
bis Bad Bibra verläuft. Dieser Faziestyp kommt neben der reinen Stinkschieferfazies im inneren Teil der Thüringischen Senke, dem Gebiet zwischen der Eichsfeldschwelle und dem S E - R a n d des Thüringer Beckens, ebenfalls vor. Weiter zum Beckenrand bzw. zur Eichsfeldschwelle hin ist ein anderer Faziestyp des Staßfurtkarbonats ausgebildet. An Stelle der in den Profilen Ludwigshall—Immenrode und Schneidtal vorkommenden mehr als 10 m mächtigen, z. T. oolithischen sowie hellen Dolomite liegt ein 2 — 5 m mächtiger dünnplattiger, kristalliner Dolomit vor (s. Tab.). Weiterhin schiebt sich im Profil vom T y p Volkenroda zwischen Algenzone und Basalanhydrit noch ein 0 — 3 0 m mächtiger dunkler dichter Dolomit ein. Die Mächtigkeitszunahme des Staßfurtkarbonats in dem Karbonatwall ist auf diese Folge zurückzuführen. Weiter zum Beckenrand hin bzw. auf der Eichsfeldschwelle wird der obere Teil des dunklen dichten Dolomits (Zone 4) in zunehmendem Maß von oolithischem Dolomit durchsetzt. Dadurch ist es möglich, eine Folge des dichten und oolithischen Dolomits (Zone 5) auszuscheiden. Diese Fazies vom Typ Forstberg (F. DEUBEL 1954, H. GAERTNER 1954) kommt im Bereich der Eichsfeldschwelle und in einem 8 — 2 0 km breiten Streifen am S W - und S E - H a n g der Thüringischen Senke vor. Der Faziesgürtel verläuft von Mühlhausen über Langensalza, Bad Berka nach Bad Sulza. Zwischen diesem Gürtel und der Verbreitungsgrenze des Staßfurtdolomits tritt ein heller dichter Dolomit auf, der nicht zu gliedern ist. Für die Laugenaufnahme ist der dichte und geringmächtige Stinkschiefer am ungünstigsten. Etwas besser ist die Fazies mit dem dünnplattigen oder oolithischen sowie dichten Dolomit mit Muschelzone und Stinkschiefer oder Algenzone zu bewerten. Die Fazies erreicht zwar große Mächtigkeiten, weist jedoch nach den Erfahrungen in Erdölbohrungen nur Porositäten von weniger als 2 % auf. Am günstigsten für die Laugenaufnahme ist die Fazies, in der neben den obenbeschriebenen Zonen im oberen Teil noch die Zone des hellen dichten
und oolithischen Dolomits vorkommt. Dieser Faziestyp mit größerem Porenvolumen im oberen Teil des Hauptdolomits ist in Westthüringen an die Eichsfeldschwelle gebunden. Die Mächtigkeiten betragen ca. 35 — 55 m. Im Vergleich zum Plattendolomit (20—30 m mächtig) des Werragebiets hat der Hauptdolomit fast die doppelte Mächtigkeit.
Deckgebirge Im ausgelaugten Zechsteinprofil liegen über dem Hauptdolomit in Westthüringen 1 — 5 m Basalanhydrit, 1 0 — 2 0 m Grauer Salzton, ca. 3 0 — 4 0 m Hauptanhydrit, 1 — 5 m Roter Salzton, ca. 5 — 8 m Oberste Zechsteinletten und 3 2 0 — 3 5 0 m Unterer Buntsandstein. Das tiefste im Kern des Leinefelder Sattels zutage tretende Schichtglied ist der Mittlere Buntsandstein. Von diesem sind z. T . nur wenige Meter erhalten geblieben. In den ausgelaugten Kalibohrungen in Westthüringen treten der Graue Salzton, der R o t e Salzton, die Obersten Zechsteinletten und der Bröckelschiefer als Einsturzbrekzien auf. Diese an sich tonigen Schichten dürften daher kaum als Abdichtung gegen das Hangende wirken. Der vergipste Basalanhydrit stellt wegen seiner geringen Mächtigkeit keinen Abdichtungshorizont dar. Auch der 3 0 — 4 0 m mächtige, mehr oder weniger vergipste Hauptanhydrit dürfte nur einen begrenzten Schutz gegen das Hangende bieten. Nach Beobachtungen an Bohrkernen ist der Untere Buntsandstein über dem Bröckelschiefer in Auslaugungsgebieten nur wenig zerrüttet. In Nordwestthüringen ist er toniger als im Werragebiet ausgebildet. E r bietet deshalb in NWThüringen einen größeren Schutz gegen das Hangende als im Werragebiet. U m eine Gefährdung der Trinkwasserversorgung zu vermeiden, sind entsprechende hydrogeologische Beobachtungen anzustellen.
Tektonischer Bau Der tektonische Bau des Untersuchungsgebiets geht aus der Höhenlinienkarte der Oberkante des Basal-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6 SEIDEL / Zur E n d l a u g e n v e r s e n k u n g im Südharzkalirevier 0
DUDERSTADT
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1
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-238 Birkenfelde
Felsenfest o-238
-375
13
251°
Abb. 2. Höhenlinienkarte Oberkante Basalanhydrit 1 — Auslaugungsgebiet Leinefelder und Duderstädter Sattel, 2 — Auslaugungsgebiet Martinfeld, 3 — Profil ausgelaugt
anhydrits hervor (Abb. 2). Diese wurde als Bezugsfläche gewählt, da die meisten Bohrungen nur den Basalanhydrit erreichten. Auf Grund der geringen Mächtigkeit desselben (1 — 5 m) ist der eingehende Fehler für die B e t r a c h t u n g der Lagerungsverhältnisse des H a u p t dolomits ohne B e d e u t u n g . D a s beherrschende E l e m e n t im Untersuchungsgebiet ist der Leinefelder Sattel. E r streicht herzynisch, biegt aber in seinem Westteil in den rheinisch streichenden D u d e r s t ä d t e r Sattel u m (Abb. 2).
Der Leinefelder Sattel (C. DIETZ 1923 bis 1925) wird im Norden von der Ohmgebirgsmulde und im Süden von der Mühlhäuser Mulde begrenzt. In seinem K e r n tritt der Mittlere B u n t s a n d s t e i n zutage, in den beiden begrenzenden Mulden ist noch der Muschelkalk erhalten geblieben (Abb. 3). Der Leinefelder Sattel sowie die Ohmgebirgs- und Mühlhäuser Mulde sind als normalherzynische Pressungsformen zu deuten. Bei Leinefelde wird der Sattel von der rheinisch streichenden Ohmgebirgsgrabenzone durchzogen. Wie der Holunger Graben dürfte auch der im Untersuchungsgebiet auftretende Worbiser Graben Zerrungscharakter haben. Wahrscheinlich gleichen sich im Zechstein — ähnlich wie im Holunger Graben — die großen Abschiebungen des Deckgebirges weitgehend aus. So dürfte die Ohmgebirgsgrabenzone eine L a u g e n w a n d e r u n g v o m Ostteil z u m Westteil des Leinefelder Sattels k a u m behindern. E i n ähnlich gebauter rheinischer Graben tritt noch bei Uder auf. Durch die Bohrungen Martinfeld und Geisleden (Abb. 2) wurde ein nahezu N — S streichender S a t t e l nachgewiesen. Bei der Bildung der verschiedenen tektonischen Elemente dürfte auch eine weitgehende K l ü f t u n g im H a u p t d o l o m i t entstanden sein. Entsprechend dem tektonischen Charakter der Elemente stellen wahrscheinlich die rheinischen K l ü f t e vorwiegend geöffnete und die herzynischen K l ü f t e vorwiegend geschlossene K l ü f t e dar.
A u s l a u g u n g s Verhältnisse N a c h den Erfahrungen aus den Erdgasbohrungen in NW-Thüringen weisen die Gase des H a u p t d o l o m i t s in nichtausgelaugten Gebieten einen Druck bis zu 100 atü auf. Weiterhin treten im H a u p t d o l o m i t versalzene Wässer in F o r m von Randwässern auf. Weder die Gase noch die R a n d w ä s s e r sind bei ökonomisch vertretbarem A u f w a n d v o n E n d l a u g e n zu verdrängen.
Abb. 3. Geologischer Schnitt durch den Leinefelder Sattel mo — Oberer Muschelkalk, mm — Mittlerer Muschelkalk, mu — Unterer Muschelkalk, so — Oberer Buntsandstein, sm — Mittlerer Buntsandstein, su — Unterer Buntsandstein, T4r — Oberste Zechsteinletten, A4 — Pegmatitanhydrit, T4 — Roter Salzton, Na3 + Na4 — Leinesteinsalz und Allersteinsalz mit T4 + A4, A3 — Hauptanhydrit, T3 — Grauer Salzton, Na2 — Staßfurtsteinsalz (mit Kalilager), A2 — Basalanhydrit, Ca2d — Hauptdolomit, AI — Werraanhydrit 3
Angewandte Geologie, Heft 6/64
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), H. 6
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SEIDEL / Zur Endlaugenversenkung im Südharzkalirevier
Für eine Endlaugenversenkung kommen nur Auslaugungsgebiete in Frage, in denen Gase und Salzwasser von Tagewässern bereits verdrängt wurden. Es ist deshalb notwendig, auf die Auslaugungsverhältnisse in der Thüringer Mulde einzugehen.
zunächst nicht mit einer guten Aufnahmefähigkeit zu rechnen.
V o n R . FULDA (1923, 1938), C. DIETZ (1923), K . v . BÜLOW & W . SCHRIEL (1926), W . HOPPE (1938), R . LANGBEIN & G . SEIDEL (1960) u n d G. SEIDEL (1961),
In der vorliegenden Arbeit wurde die Möglichkeit einer Endlaugenversenkung im Hauptdolomit des Auslaugungsgebiets im Leinefelder sowie südlichen Duderstädter Sattel erörtert. Der Hauptdolomit dürfte auf Grund seiner Mächtigkeit, faziellen Ausbildung und Klüftigkeit als Speichergestein geeignet sein. Durch die umfangreichen Auslaugungen des Zechsteinsalinars sind die ehemals im H a u p t dolomit befindlichen Gase und Randwässer weitgehend durch Oberflächenwässer ersetzt worden. Die schwereren Endlaugen der Kalifabrikation könnten so die im Hauptdolomit z. Z. befindlichen Tageswässer verdrängen und gespeichert werden. Der tonig ausgebildete Untere Buntsandstein dürfte eine genügend schützende Decke bilden, so daß keine unkontrollierten Laugenaustritte an der Oberfläche zu erwarten sind.
die im Thüringer Becken die Auslaugungsverhältnisse untersuchten, wurde bereits der Zusammenhang zwischen der tektonischen Heraushebung sowie Zerrüttung der Schichten und der Auslaugung festgestellt. Die wichtigsten Auslaugungserscheinungen sind an die Sulfate und Halite des Zechsteins und der Trias gebunden. Für die Laugenversenkung kommen nur solche Gebiete in Frage, in denen das Staßfurtsteinsalz bereits völlig ausgelaugt ist. Nur dann kann eine Verdrängung der Gase und Randwässer des Hauptdolomits erwartet werden. Gleichzeitig ist mit einer gewissen atektonischen Klüftung des Hauptdolomits zu rechnen, die ein erhöhtes Speichervolumen bedingt. Durch die Auslaugung des im Werragebiet bis 300 m mächtigen Werrasteinsalzes entstanden im Plattendolomit eine sehr starke atektonische Klüftung und ein großes Laugenspeichervermögen. Im Gebiet von NW-Thüringen ist kein oder nur geringmächtiges Werrasteinsalz ausgebildet, so daß auch nur eine geringe atektonische Klüftung anzunehmen ist. Aus Abb. 2 kann man die betreffenden Auslaugungsgebiete ersehen. Der nördliche im Bereich des Leinefelder und Duderstädter Sattels befindliche Teil des Auslaugungsgebiets ist auf Grund der Höhenlage des Hauptdolomits günstiger als der südliche Teil.
Zusammenfassung
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Zeitschrift fur angewandte Geologic, Bd. 10 (1964), Heft 6 301 M 0 J K 6 T S b l T b H C n 0 J I b 3 0 B a H a AJIH O n p e R e j i e H H H K03$$HI j n e H T a E J I B H C K O I I MYJIBFLE, O C O Ö E N H O B O A H O M 6OJI;»moM cejieHHii R O P H H K O B , a B T o p o r m c b i B a e T B O 3 H H K I J I H G npH H
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Summary Proceeding f r o m earlier investigations a n d e x p e r t opinions t a k e n on behalf of t h e building i n d u s t r y in areas exposed to leaching, a n d in a large miners' s e t t l e m e n t in p a r t i c u l a r , a s u m m a r y a c c o u n t is given of engineering-geological problems relative to t h e m a t t e r in t h e Mansfeld t r o u g h . Provisional m e t h o d s to deal w i t h damages, d e f o r m a t i o n s a n d subsidences, as well as difficulties a n d insufficiencies f o u n d d u r i n g t h e investigations are illustrated b y t h e locality of H e l f t a s i t u a t e d in an area of active variability of t h e surface of t h e e a r t h . F u r t h e r problems a n d t h e d e v e l o p m e n t of a m e t h o d for t h e investigation of t h e p h e n o m e n a described in m a j o r areas covered with buildings will be discussed in a special article.
Literatur BACHMANN, G., E . V . HOYNIXGEX-HTJENE & P. REUTER: Über einige Erosionserscheinungen im Löß südlich v o n Wettin und bei Thaldorf. — Geologie, 12, H. 3, S. 3 4 0 - 3 4 8 , Berlin 1963.
/ Erdöl u n d E r d g a s in Bulgarien
DETTE, K . : Bericht Erdeborn 1957 der Staatlichen Geologischen Kommission über Beobachtungen an Setzungserscheinungen in Erdeborn im Verlauf des Jahres 1957. — Unveröff., Archiv Staatl. Geol. K o m m . , Berlin, 29. 5. 1958 [1958a], — Geologische Schlußfolgerungen und wirtschaftliche Bedeutung der in Erdeborn durchgeführten Untersuchungen. — Freiberger Forsch.-H., C 45, S. 4 0 - 4 4 , Berlin 1958 [1958b]. FULDA, E . : Die Oberflächengestaltung in der U m g e b u n g des Kyffhäusers als Folge der Auslaugung der Zechsteinsalze. — Z. prakt. Geol., 17, S. 25 — 28, Berlin 1909. — Zechstein. — Berlin 1935. FULDA, E „ & P. HÜLSEMAXN: Geologische Karte im Maßstab 1 : 2 5 0 0 0 , B l a t t Eisleben. — Berlin 1929. — Erläuterungen zur Geologischen Karte, B l a t t Eisleben. — Berlin 1930. HOYXINOEN-HUENE, E . V . : Ingenieurgeologisches Gutachten zur allgemeinen Beurteilung des Baugrundes im projektierten Siedlungsgelände zwischen Eisleben und Helfta. — Unveröff., Archiv V E B Geol. Erkundung West, Halle, 21. 7. 1952. — Geologisches Gutachten über Senkungserscheinungen im Bereich des Senkungsgebietes der Mansfeldcr Seen. — Unveröff., Archiv V E B Geol. Erkundung West, Halle, 14. 8 . 1 9 5 3 . — Ingenieurgeologische Bedeutung v o n Auslaugungsschäden. — Z. angew. Geol., 3, H. 10, S. 4 7 4 - 4 7 6 , Berlin 1957 [1957a], — Ingenieurgeologisches Gutachten zum Perspektivplan für die Entwicklung des Gebietes u m den Süßen See. — Unveröff., Archiv V E B Geol. Erkundung West, Halle, 21. 9. 1957 [1957b]. — Geologische Einführung in die Probleme der Senkungserscheinungen in Erdeborn. - Freiberger Forsch.-H„ C 45, S. 9 - 1 0 , Berlin 1958. — Salztektonik und Auslaugung im Gebiet der Mansfelder Seen. — Freiberger Forsch.-H., C 56, Berlin 1959. KÄMMERER, F . : Neigungsmessungen in Erdeborn. — Freiberger Forsch.-H., C 45, S. 1 5 - 2 7 , Berlin 1958. — Ingenieurgeologische Methoden in Erdfall- und Senkungsgebicten. — Freiberger Forsch.-H., C 127, S. 4 9 - 1 0 9 , Berlin 1962 [1962a], — Bericht 1961 über Senkungen und Erdfälle im Räume Mansfelder Seen. — Unveröff., Archiv V E B Geol. Erkundung West, Halle, 3 0 . 4 . 1 9 6 2 [1962b]. — Verschiedene Gutachten und Stellungnahmen für Bauvorhaben im Gebiet Eislebcn—Helfta aus den Jahren 1954 bis 1961. — Unveröff., Archiv Staatl. Geol. Komm., Berlin. MAENICKE : Das Kali- und Steinsalzvorkommen der Mansfelder Mulde in den Grubenfeldern der „Mansfeldschen Kupferschiefer bauenden Gewerkschaft" unter Berücksichtigung der übrigen Zechsteinablagerungen. — Unveröff., Archiv Staatl. Geol. K o m m . , Berlin, 2. 1. 1906. MEISSEÄ, O.: Ergebnisse von Setzungsmessungen. — Freiberger Forsch.-H., C 45, S. 1 0 - 12, Berlin 1958. REUTER, F . : Gebäudeschäden durch „Untergrundsenkungen" in B a d Frankenhausen (Kyffhäuser). - Z. angew. Geol., 8, H. 3, S. 1 3 2 - 1 3 7 , Berlin 1962. — Geländesenkungen und Bauwerksschäden in Auslaugungsgebieten. — Z. angew. Geol., 10, H. 3, S. 1 4 3 - 1 4 7 , Berlin 1964. REUTER, F., & R . REUTER: Ingenieurgeologische Beurteilung und Klassifikation v o n Auslaugungserscheinungen. (Hinweise für das B a u e n in auslaugungsgefährdeten Gebieten). — Freiberger Forsch.-H., C 1 2 7 , S. 5 - 4 7 , Berlin 1962. SCHULZ, W . : Gliederung des Pleistozäns in der Umgebung v o n Halle (Saale). - Geologie, 11, Beih. 36, Berlin 1962. THOMAS, A.: Bericht über die Ergebnisse v o n Beobachtungen und Messungen an den Auslaugungs- und Schadenserscheinungen in Helfta. — Unveröff., Archiv Staatl. Geol. Komm., Berlin, 1. 11. 1962.
Geologische Erkundung von Erdöl und Erdgas in Bulgarien1) P.
MANDEV,
Sofia
1. Geschichtliche Vorbemerkungen und Arbeitsverfahren Die geologische E r k u n d u n g v o n Erdöl u n d E r d g a s in Bulgarien ist etwa 25 J a h r e alt. I n der Z e i t s p a n n e v o n 1936 bis 1947 verliefen die E r k u n d u n g s a r b e i t e n auf diesem Gebiet in r e c h t u n z u r e i c h e n d e r Weise. Sie e n t b e h r t e n der tiefgründigen V o r b e r e i t u n g . A u c h f e h l t e n noch die z u s t ä n d i g e n F a c h leute u n d Erdölgeologen. Die geophysikalischen A r b e i t e n wurden v o n A u s l ä n d e r n (vor allem D e u t s c h e n u n d Schweden) ausg e f ü h r t , w ä h r e n d die B o h r a r b e i t e r zufällig auf dieses Gebiet verschlagene Techniker ohne F a c h b i l d u n g u n d p r a k t i s c h e Schulung w a r e n . U b e r h a u p t f e h l t e d e m h ö h e r e n geologischen u n d t e c h n i s c h e n Personal die erforderliche Qualifikation. Kein W u n d e r , d a ß die Ergebnisse u n b e f r i e d i g e n d ausfielen, z u m a l B o h r a n l a g e n f ü r größere T e u f e n f e h l t e n u n d die inv e s t i e r t e n Mittel f ü r die E r d ö l f o r s c h u n g e n völlig u n z u reichend w a r e n . W ä h r e n d der letzten 15 J a h r e a b e r h a t die Volksregierung Bulgariens die V o r a u s s e t z u n g e n geschaffen, auf breiter ') Eingang des Manuskripts i n der Redaktion: 2 0 . 1 . 1964
F r o n t geologische, geophysikalische u n d B o h r l o c h u n t e r s u c h u n g e n anzustellen, u m n a c h Erdöl- u n d E r d g a s v o r k o m m e n im L a n d zu suchen. I n der gleichen Periode w u r d e n a u c h die ersten F a c h l e u t e auf d e m Gebiet der E r d ö l f o r s c h u n g herangebildet. Ihre A u s b i l d u n g b e k a m e n sie vor allem in der U d S S R u n d den a n d e r e n L ä n d e r n des sozialistischen Lagers. Der B e s t a n d an Bohranlagen, der sich aus wenigen G e r ä t e n f ü r 300 — 500 m Teufe u n d aus einem einzigen f ü r 2000 m z u s a m m e n s e t z t e , v e r m e h r t e sich b e t r ä c h t l i c h d u r c h die A n s c h a f f u n g neuer m o d e r n e r Anlagen f ü r T i e f b o h r u n g e n , m i t denen n a c h d e m R o t a r y - V e r f a h r e n gearbeitet wird. A u c h w u r d e ein eigener geophysikalischer Dienst ins L e b e n gerufen. Die f ü r k o m p l e x e geologische, geophysikalische u n d verschiedene andere U n t e r s u c h u n g e n u n d E r k u n d u n g s a r b e i t e n erforderlichen Mittel sind zur V e r f ü g u n g gestellt w o r d e n . Einstweilen sind allerdings die geochemischen Forschungsm e t h o d e n noch i m m e r nicht hinreichend a u s g e b a u t . D a s L u m i n e s z e n z v e r f a h r e n wird zur Zeit in die geologischen Forschungsarbeiten eingeführt. U n t e r den geophysikalischen S u c h m e t h o d e n finden seismische, g r a v i m e t r i s c h e u n d elektrische M e ß v e r f a h r e n u n d die G a s v e r m e s s u n g intensive A n w e n d u n g .
Zeitschrift lür angewandte Geologie, Bd. 10 (1964). Heft 6 312
MANDEV
fassung der Schäden, D e f o r m a t i o n e n u n d Senkungserschein u n g e n in F r a g e k o m m e n u n d welche Schwierigkeiten u n d Unzulänglichkeiten sich bei den U n t e r s u c h u n g e n herausgestellt h a b e n . Die W e i t e r b e h a n d l u n g der Probleme u n d die L ö s u n g der A u f g a b e , eine f ü r größere B e b a u u n g s f l ä c h e n geeignete M e t h o d e zur E r f o r s c h u n g der g e n a n n t e n E r s c h e i n u n g e n zu entwickeln, werden in einem besonderen A u f s a t z s p ä t e r dargelegt werden.
Pe3ioMe H 3 J i a r a H n p e m H H e n c c n e n o B a H i r a H 3aKjno 12 Ä) wesentlich größeren apparativen Aufwand. Doch auch an dieser Entwicklung ist abzusehen, daß die physikalisch-meßtechnischen Analysenmethoden weiterhin entwicklungsfähig sind und daß besonders ihre Eigenschaft, sich relativ gut automatisieren zu lassen, dem B e s t r e b e n der Arbeitsproduktivitätserhöhung entgegenkommt.
Besprechungen und Referate Erste Resultate einer 7000-m-Bohrung in der Kaspischen Senke „ E r d ö l - u. E r d g a s g e o l . " , Moskau, Nr. 43 (1963) W A S I L J E W , J . M . , N . B . GIBSCHMAN, E . K . K A N , A . A . T E L Z E W , K . A . L I & M . M . TSCHAKYGIN
KOP-
A m 4. O k t o b e r 1 9 6 1 wurde in der U d S S R die erste Tiefbohrung auf eine P r o j e k t t e u f e von 7000 m begonnen. Sie befindet sich im zentralen Teil der Kaspischen Senke und wurde angelegt im Bereich des ausgedehnten Gravitationsm a x i m u m s von Aral-Sor, in einer Zone intensiver Gasaust r i t t e in der Nähe der größten Gaslagerstätten des Mittleren Wolgagebiets. Die B o h r u n g h a t die Aufgabe, den ganzen K o m p l e x der Übersalzablagerungen (einschließlich des fast unerkundeten P e r m - T r i a s - K o m p l e x e s ) , die Salzablagerungen und die Untersalzablagerungen des Paläozoikums soweit wie technisch möglich zu durchteufen. S p ä t e r soll diese B o h r u n g bis 12 —15 k m vertieft bzw. eine neue Bohrung auf diese Teufe angesetzt werden. Sie dient der E r k u n d u n g der gesamten Sedimentdecke im Bereich einer der tiefsten tektonischen Depressionen der E r d e . Außerdem sollen folgende F r a g e n gelöst werden: die lithologischfazielle Zusammensetzung und die physikalischen E i g e n schaften der Gesteine in bedeutenden T e u f e n unter den B e dingungen hoher T e m p e r a t u r e n und großer D r ü c k e ; die geologische und die physikalische Deutung der wichtigsten Horizonte, die durch geophysikalische Untersuchungen in T e u f e n bis zu 15 k m fixiert wurden; die Erdöl- und E r d gashöffigkeit und die Migrationsbedingungen der K o h l e n wasserstoffe in tiefen Zonen; die Perspektiven der Nutzung mineralischer Rohstoffe und energetischer R e s e r v e n des Erdinneren. B e i m Niederbringen der 7 0 0 0 - m - B o h r u n g wurde von 0 — 8 4 m ein S t a n d r o h r von 2 4 " gesetzt, anschließend bis zu
einer Teufe von 756 m mit 1 6 3 / 4 " verrohrt und zementiert. Dieses Intervall ist paläontologisch bereits u n t e r s u c h t und ausgewertet. D u r c h t e u f t wurde bis zu diesem Zeitp u n k t folgendes Profil: Q u a r t ä r 0 — 85 m , Oberpliozän (wird unterteilt in Apsclieron — 260 m m ä c h t i g — und A k t s c h a g y l 155 m), oberes E o z ä n (230 m), mittleres E o z ä n (vorläufig 26 m). Die einzelnen Schichten sind in dem Artikel lithologisch und paläontologisch beschrieben. Die B o h r a r b e i t e n verlaufen erfolgreich. I m November 1 9 6 3 stand die B o h r u n g bei 4 3 0 0 m. H . - J . KAMPS GUMULCZINSKI, .T., & M . C Z E R W I N S K A
Rezepturen für die Zementation von Bohrlöchern bis 4500 m Teufe „ N a f t a " , W a r s c h a u 1963, 8, S. 1 8 2 ^ 1 8 6 Überall in der W e l t ist eine Z u n a h m e der B o h r l o c h t e u f e n zu verzeichnen, die Untersuchungen über den E i n s a t z von Zementmaterialien in großen Teufen erforderlich m a c h t . In Polen begannen diese Arbeiten 1961 m i t der Konstruktion entsprechender Geräte zur B e s t i m m u n g der Abbinde- und Versteifungszeiten unter Bohrlochbedingungen. E s wurden für Bohrlochtiefen bis 4 5 0 0 m entsprechend den geologischen Verhältnissen zwei verschiedene R e z e p turen erarbeitet für Salzformationen und solche, die kein Salz enthalten. Verwendet wurde P o r t l a n d z e m e n t S a t u r n 3 5 0 , an dem die erforderlichen P a r a m e t e r bis zu T e m p e r a t u r e n von 1 6 0 ° C b e s t i m m t wurden. Als Verzögerer dienen W e i n s ä u r e und Borsäure. D e r Einfluß des Drucks auf die Abbindezeit wurde ebenfalls untersucht. Die Untersuchungen zeigen, daß salzgesättigte Zemente ( 2 5 % NaCl) mit W e i n s ä u r e als Verzögerer bei ansteigenden T e m p e r a t u r e n keine Verschlechterung der Festigkeitseigen-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Helt 6
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Besprechungen und R e f e r a t e
Völlig einverstanden muß man mit der Forderung von NOWOSHILOW sein, durch gegebenenfalls drastische Maßnahmen auch bei einem Massenabbau die Verdünnung so gering wie möglich zu halten. Die E r m i t t l u n g des Betriebsergebnisses k a n n zur Erreichung dieses Ziels dabei entweder
— wenn Grube und Aufbereitung eine Produktionseinheit bilden — über die Metallmenge im K o n z e n t r a t oder — bei getrennter E r m i t t l u n g — über die Fördermenge als quant i t a t i v e und den Metallgehalt des Fördererzes als qualitative (Qualitäts-) Kennziffer erfolgen.
III. Informationstagung über die Anwendung der Röntgenspektralanalyse ROLF SCHINDLER, B e r l i n
Die von der C. H. F . Müller G. m. b. H., Hamburg, veranstaltete Tagung fand v o m 2 4 . - 2 6 . 2. 1 9 6 4 im EduardZ i n t l - I n s t i t u t der Technischen Hochschule D a r m s t a d t unter Leitung von Herrn Prof. Dr. H . WITTE s t a t t . Die Tagung, an der etwa 200 Wissenschaftler aus Industrie und Forschung teilnahmen, stellt im wesentlichen einen Erfahrungsaustausch dar. Neue Erkenntnisse sowohl auf dem Gebiet der Anwendungsmöglichkeiten als auch der apparativ-technischen Weiterentwicklung dieses modernen Analysenverfahrens standen zur Diskussion. In 23 Vorträgen, die von n a m h a f t e n F a c h l e u t e n Westdeutschlands, Schwedens und der Schweiz gehalten wurden, erhielt m a n Einblick in die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsprobleme der Röntgenspektrometrie in der S t a h l - und Eisenindustrie, Aluminiumindustrie, K a l k - S t i c k s t o f f - F a b r i k a t i o n , Zementindustrie, Steine- und Erden-Industrie und dem B e r g b a u bei der Analyse von Rohstoffen und Fertigprodukten. Die Grundthemen der Tagung waren die Probenvorbereitung, die Erfassung und Berücksichtigung der Störeinflüsse durch M a t r i x - E f f e k t e (Absorption, zusätzliche Anregung in der Probe), die E i c h u n g und das Leistungsvermögen dieses physikalischen Analysenverfahrens gegenüber b e k a n n t e n chemischen Bestimmungsmethoden. Die Schnelligkeit und dennoch dabei erreichbare Genauigkeit der analytischen B e stimmungen, bei meist gleichzeitiger Arbeitskräfteeinspa-
rung sind bestimmend für den raschen Eingang, den diese zum Teil recht kostspieligen Geräte in die verschiedensten Laboratorien gefunden haben. Die Entwicklung automatischer und transistorisierter R ö n t g e n s p e k t r o m e t e r und die Herstellung von Hochleistungs-Spektralanalysenröhren für 1 0 0 k V und 2 k W ermöglichen immer mehr die Produktionskontrolle (z. T . kontinuierlich) und schwierige analytische Probleme bis in den Spurenbereich hinein mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse zu lösen. G e m ä ß einer Mitteilung des wissenschaftlichen Leiters des Philips-Forschungszentrums E i n d hoven (Holland) (siehe„Anal, e h e m . " , Vol. 36, No. 2 , 1 9 6 4 ) ist es kürzlich auch gelungen, über die bisher als Grenze angesehene O.Z. 11 (Na) hinaus die Fluoreszenzstrahlung zu erregen und zu registrieren. Mit speziell dazu entwickelten R ö n t g e n r ö h r e n mit AI-, Cu- und Ag-Anoden und Verwendung von S t e a r a t e n als Analysatorkristallen können n u n m e h r auch die E l e m e n t e bis zum Kohlenstoff (O.Z. 6) röntgenspektrometrisch erfaßt werden. Natürlich erfordert die R e gistrierung dieser langwelligen Fluoreszenzstrahlung ( > 12 Ä) wesentlich größeren apparativen Aufwand. Doch auch an dieser Entwicklung ist abzusehen, daß die physikalisch-meßtechnischen Analysenmethoden weiterhin entwicklungsfähig sind und daß besonders ihre Eigenschaft, sich relativ gut automatisieren zu lassen, dem B e s t r e b e n der Arbeitsproduktivitätserhöhung entgegenkommt.
Besprechungen und Referate Erste Resultate einer 7000-m-Bohrung in der Kaspischen Senke „ E r d ö l - u. E r d g a s g e o l . " , Moskau, Nr. 43 (1963) W A S I L J E W , J . M . , N . B . GIBSCHMAN, E . K . K A N , A . A . T E L Z E W , K . A . L I & M . M . TSCHAKYGIN
KOP-
A m 4. O k t o b e r 1 9 6 1 wurde in der U d S S R die erste Tiefbohrung auf eine P r o j e k t t e u f e von 7000 m begonnen. Sie befindet sich im zentralen Teil der Kaspischen Senke und wurde angelegt im Bereich des ausgedehnten Gravitationsm a x i m u m s von Aral-Sor, in einer Zone intensiver Gasaust r i t t e in der Nähe der größten Gaslagerstätten des Mittleren Wolgagebiets. Die B o h r u n g h a t die Aufgabe, den ganzen K o m p l e x der Übersalzablagerungen (einschließlich des fast unerkundeten P e r m - T r i a s - K o m p l e x e s ) , die Salzablagerungen und die Untersalzablagerungen des Paläozoikums soweit wie technisch möglich zu durchteufen. S p ä t e r soll diese B o h r u n g bis 12 —15 k m vertieft bzw. eine neue Bohrung auf diese Teufe angesetzt werden. Sie dient der E r k u n d u n g der gesamten Sedimentdecke im Bereich einer der tiefsten tektonischen Depressionen der E r d e . Außerdem sollen folgende F r a g e n gelöst werden: die lithologischfazielle Zusammensetzung und die physikalischen E i g e n schaften der Gesteine in bedeutenden T e u f e n unter den B e dingungen hoher T e m p e r a t u r e n und großer D r ü c k e ; die geologische und die physikalische Deutung der wichtigsten Horizonte, die durch geophysikalische Untersuchungen in T e u f e n bis zu 15 k m fixiert wurden; die Erdöl- und E r d gashöffigkeit und die Migrationsbedingungen der K o h l e n wasserstoffe in tiefen Zonen; die Perspektiven der Nutzung mineralischer Rohstoffe und energetischer R e s e r v e n des Erdinneren. B e i m Niederbringen der 7 0 0 0 - m - B o h r u n g wurde von 0 — 8 4 m ein S t a n d r o h r von 2 4 " gesetzt, anschließend bis zu
einer Teufe von 756 m mit 1 6 3 / 4 " verrohrt und zementiert. Dieses Intervall ist paläontologisch bereits u n t e r s u c h t und ausgewertet. D u r c h t e u f t wurde bis zu diesem Zeitp u n k t folgendes Profil: Q u a r t ä r 0 — 85 m , Oberpliozän (wird unterteilt in Apsclieron — 260 m m ä c h t i g — und A k t s c h a g y l 155 m), oberes E o z ä n (230 m), mittleres E o z ä n (vorläufig 26 m). Die einzelnen Schichten sind in dem Artikel lithologisch und paläontologisch beschrieben. Die B o h r a r b e i t e n verlaufen erfolgreich. I m November 1 9 6 3 stand die B o h r u n g bei 4 3 0 0 m. H . - J . KAMPS GUMULCZINSKI, .T., & M . C Z E R W I N S K A
Rezepturen für die Zementation von Bohrlöchern bis 4500 m Teufe „ N a f t a " , W a r s c h a u 1963, 8, S. 1 8 2 ^ 1 8 6 Überall in der W e l t ist eine Z u n a h m e der B o h r l o c h t e u f e n zu verzeichnen, die Untersuchungen über den E i n s a t z von Zementmaterialien in großen Teufen erforderlich m a c h t . In Polen begannen diese Arbeiten 1961 m i t der Konstruktion entsprechender Geräte zur B e s t i m m u n g der Abbinde- und Versteifungszeiten unter Bohrlochbedingungen. E s wurden für Bohrlochtiefen bis 4 5 0 0 m entsprechend den geologischen Verhältnissen zwei verschiedene R e z e p turen erarbeitet für Salzformationen und solche, die kein Salz enthalten. Verwendet wurde P o r t l a n d z e m e n t S a t u r n 3 5 0 , an dem die erforderlichen P a r a m e t e r bis zu T e m p e r a t u r e n von 1 6 0 ° C b e s t i m m t wurden. Als Verzögerer dienen W e i n s ä u r e und Borsäure. D e r Einfluß des Drucks auf die Abbindezeit wurde ebenfalls untersucht. Die Untersuchungen zeigen, daß salzgesättigte Zemente ( 2 5 % NaCl) mit W e i n s ä u r e als Verzögerer bei ansteigenden T e m p e r a t u r e n keine Verschlechterung der Festigkeitseigen-
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6 Besprechungen und Referate
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s c h a t t e n aufweisen. Diese P r ü f u n g e n w u r d e n j e d o c h n i c h t ü b e r längere Z e i t r ä u m e d u r c h g e f ü h r t . Z u s ä t z e v o n D i a t o m e e n e r d e zu s a l z g e s ä t t i g t e n Z e m e n t e n w i r k t e n sich n i c h t positiv auf die E i g e n s c h a f t e n aus. Bei Zugabe v o n Carnallit a n Stelle v o n NaCl werden die E i g e n s c h a f t e n n u r geringfügig geändert. Bei n o r m a l e n Z e m e n t s c h l ä m m e n w u r d e n die gleichen Verzögerer erfolgreich eingesetzt. Bei T e m p e r a t u r e n ü b e r 100—120°C wird der b e k a n n t e F e s t i g k e i t s r ü c k g a n g beo b a c h t e t . Bis zu T e m p e r a t u r e n v o n 150 °C sind die m e c h a nischen E i g e n s c h a f t e n des Z e m e n t e s noch zufriedenstellend, so d a ß dieser Z e m e n t ohne Schwierigkeiten bis zu T e u f e n v o n 4500 m eingesetzt w e r d e n k a n n . K . SCHULZE BECKMANN,
H.
Geologische Bedeutung der gasmeßtechnischen Spülungsüberwachung von Erdölbohrungen „ B e r g b a u w i s s e n s c h a f t e n " , 10 (1963), 11/12, S. 2 4 9 - 2 6 1 Die K o n t r o l l e des Gasgehalts der S p ü l u n g v o n Tiefb o h r u n g e n geschah u r s p r ü n g l i c h n u r aus S i c h e r h e i t s g r ü n d e n , u m die d u r c h G a s a n r e i c h e r u n g e n v e r u r s a c h t e n E r u p t i o n s g e f a h r e n rechtzeitig e r k e n n e n u n d d u r c h G e g e n m a ß n a h m e n a u f f a n g e n zu k ö n n e n . F ü r diese Zwecke sind u. a. selbstschreibende Monogeräte im G e b r a u c h , die ein Alarmsignal auslösen, w e n n eine eingestellte K o n z e n t r a t i o n des aus der S p ü l u n g a b g e s a u g t e n Gases erreicht bzw. ü b e r s c h r i t t e n wird. A u s g e h e n d v o n d e m G e d a n k e n , beim A u f t r e t e n i n t e r e s s a n t erscheinender „ G a s s p i t z e n " P r o b e n zu entn e h m e n u n d diese zu analysieren, w u r d e n eine Reihe weit e r e r G e r ä t e entwickelt, die ein , , m u d logging" i m eigentlichen Sinn ermöglichen. Vorzugsweise w e r d e n G a s c h r o m a t o g r a p h e n v e r w e n d e t . Die g e f u n d e n e G a s z u s a m m e n s e t z u n g , z . B . das M e t h a n : P r o p a n - V e r h ä l t n i s oder ü b e r h a u p t die Anteile der niederen Kohlenwasserstoffe v o m M e t h a n bis z u m B u t a n oder H e x a n , lassen Rückschlüsse auf die A r t der P o r e n f ü l l u n g (Öl, Gas, K o n d e n s a t ) d u r c h b o h r t e r Speichergesteine zu. F e h l d e u t u n g e n k ö n n e n e n t s t e h e n , w e n n v e r s u c h t wird, aus der S t ä r k e der Gasanzeichen auf die s p ä t e r mögliche P r o d u k t i o n zu schließen, oder w e n n m e h r e r e Gasspeicher n a c h e i n a n d e r d u r c h b o h r t sind, ohne d a ß die oberen d u r c h die V e r r o h r u n g isoliert w e r d e n . Der E i n s a t z m o d e r n s t e r , a u t o m a t i s c h a r b e i t e n d e r G e r ä t e wird besonders f ü r a u f wendige tiefe u n d ü b e r t i e f e B o h r u n g e n e m p f o h l e n . K.
LEHNERT
REHAK, P . I.
Identifikation von Kohlenflözen nach der Aschenfarbe „ U h l i " ( „ K o h l e " ) , Nr. 10, 1962 I n der Kohlenforschungsstelle in O s t r a v a (CSSR) w u r d e eine M e t h o d e e r a r b e i t e t , die I d e n t i f i z i e r u n g u n d K o r r e l a t i o n v o n Kohlenflözen, die in Querschlägen u n d Bohrlöchern o f t sehr schwierig ist, n a c h der A s c h e n f a r b e v o r z u n e h m e n . D a die Aschen der Flöze die v e r s c h i e d e n s t e n F a r b e n h a b e n — r o t , weiß, v i o l e t t , b r a u n , grünlich usw. —, die v o n der c h e m i s c h e n Z u s a m m e n s e t z u n g , besonders v o m Gehalt a n Eisen, Kaolin, M a n g a n usw., a b h ä n g i g sind, die F a r b e eines Flözes sich j e d o c h auf einige E n t f e r n u n g n u r geringfügig ä n d e r t , b e m ü h t e m a n sich in O s t r a v a u m ein möglichst einfaches u n d wenig A u f w a n d e r f o r d e r n d e s V e r f a h r e n der F a r b b e s t i m m u n g z u r K o r r e l a t i o n der Flöze. Der Verf. b e s c h r e i b t dieses V e r f a h r e n . Der leitende G e s i c h t s p u n k t war, d a ß eine F a r b b e s t i m m u n g d u r c h den u n m i t t e l b a r e n Vergleich v o n F a r b e n m i t Aschenp r o b e n , die, in G l a s a m p u l l e n auf einem B r e t t befestigt, in einer s t r a t i g r a p h i s c h e n Skala a n g e o r d n e t sind, a m zuverlässigsten ist, w ä h r e n d eine B e s c h r e i b u n g der F a r b e n zu u n g e n a u ist. Es w u r d e n 45 X 8 m m große A m p u l l e n aus d e m gleichen k l a r e n Glas v e r w e n d e t u n d die Skala so eingerichtet, d a ß sie d u r c h neu a u f t r e t e n d e F a r b e n e r g ä n z t werden k o n n t e . Die P r o b e n m ü s s e n jeweils in kleinen Mengen aus einem g a n z e n P r o f d s e n k r e c h t zur F l ö z r i c h t u n g e n t n o m m e n u n d i m L a b o r o f e n u n t e r d e n gleichen B e d i n g u n g e n wie bei d e r B e s t i m m u n g des p r o z e n t u a l e n Aschengehalts v e r b r a n n t w e r d e n . A u c h das B r e c h e n der Probe, die H o m o g e n i s i e r u n g u n d das Vierteln m ü s s e n der N o r m entsprechen. Zwischen-
m i t t e l im Flöz müssen möglichst beseitigt w e r d e n , u n d z w a r bei sämtlichen E n t n a h m e n aus d e m Flöz. Ist ein Flöz an einer Stelle in zwei B ä n k e gespalten, so w e r d e n die P r o b e n aus beiden Teilen e n t n o m m e n u n d v e r m i s c h t . S t a r k verw i t t e r t e Stellen w e r d e n vermieden. Es k a n n a u c h v o n einer Leitschicht aus die Ä n d e r u n g der A s c h e n z u s a m m e n s e t z u n g der einzelnen Flöze n a c h d e m H a n g e n d e n oder d e m Liegenden hin verfolgt w e r d e n . Die b e n a c h b a r t e L o k a l i t ä t wird d a n n auf dieselbe Folge der A s c h e n f a r b e n hin u n t e r s u c h t . Die M e t h o d e ist, wie der Verf. sagt, n u r eine H i l f s m e t h o d e , die a b e r schnell u n d billig sei. Ü b e r ihre A n w e n d b a r k e i t k ö n n e erst n a c h den Ergebnissen aus einem ganzen Revier, insbesondere n a c h in G r u b e n e n t n o m m e n e n Schlitzproben, entschieden w e r d e n . Leider b e r i c h t e t der Artikel n i c h t ü b e r die bisher erzielten Ergebnisse. H . HAVEMANN HOPPE,
G.
Die Verwendbarkeit morphologischer Erscheinungen an akzessorischen Zirkonen für petrogenetische Auswertungen Akademie-Verlag, Berlin 1963 G r u n d l a g e dieser A r b e i t ist die T a t s a c h e , d a ß Zirkone endogene, gesteinsbildende Prozesse im f e s t e n Z u s t a n d überd a u e r n k ö n n e n . Eine Analyse der s y s t e m a t i s i e r t e n m o r p h o logischen E r s c h e i n u n g s f o r m e n , insbesondere des Z i r k o n a l t b e s t a n d e s , l ä ß t z. B. bei G r a n i t e n m e t a m o r p h e r E n t s t e h u n g in günstigen Fällen Rückschlüsse auf den C h a r a k t e r des Ausgangsgesteins zu. Der Nachweis v o n Z i r k o n a l t b e s t a n d k a n n d u r c h A u f f i n d e n morphologischer E r s c h e i n u n g e n , die d e m a u t i g e n e n W e i t e r w a c h s t u m s e d i m e n t ä r e r Minerale e n t s p r e c h e n sowie d u r c h zu hohe Alterswerte — b e s t i m m t a n akzessorischen Zirkonen — als e r b r a c h t angesehen w e r d e n . F ü r die petrogenetische A u s w e r t u n g u n d D e u t u n g der morphologischen E r s c h e i n u n g s f o r m e n w u r d e n sowohl der a b s o l u t e Z i r k o n g e h a l t als a u c h eine q u a n t i t a t i v e F o r m analyse n a c h folgendem Schema d u r c h g e f ü h r t : A x vollständige K r i s t a l l f o r m e n gesamt und davon Neuwachstum A 2 unvollständige K r i s t a l l f o r m e n m i t Anzeichen f ü r a) B r u c h b) R u n d u n g c) B e h i n d e r u n g d u r c h Kristalle d) B e h i n d e r u n g d u r c h r u n d l . S u b s t a n z gesamt und e) Gestörtes W a c h s t u m , z o n a r davon mit f) Gestörtes W a c h s t u m , r u n d Neuwachsg) Korrosion tum h) A g g r e g a t b i l d u n g i) A u s w a c h s u n g e n j) X e n o t i m - Z i r k o n - V e r w a c h s u n g e n A 3 Keine K r i s t a l l f o r m e n m i t Anzeichen f ü r wie A, B Frischer B r u c h A u ß e r d e m w e r d e n f ü r die A u s w e r t u n g einige besondere Erscheinungen summiert. D a n a h e z u a u s n a h m s l o s frische Gesteinsproben V e r w e n d u n g f a n d e n , ist einer besonders s c h o n e n d e n A u f b e r e i t u n g u n d den d e n n o c h möglichen Fehlerquellen zur V e r m e i d u n g v o n V e r f ä l s c h u n g e n große A u f m e r k s a m k e i t gewidmet worden. D a s P r o b l e m dieser U n t e r s u c h u n g e n liegt sowohl in der E r k e n n u n g der F o r m e n als auch in deren petrogenetischen D e u t u n g . A n dieser Stelle sei n u r auf die E r k e n n b a r k e i t des Z i r k o n a l t b e s t a n d e s verwiesen, der sich beim F e h l e n v o n L i c h t b r e c h u n g s u n t e r s c h i e d e n , v o n V e r u n r e i n i g u n g e n a n der Oberfläche der K e r n e u n d v o n Einschlüssen (Blasen, Schläuchen, Kristallen) im K e r n oder Mantel der B e o b a c h t u n g e n t z i e h t u n d zu einer V e r f ä l s c h u n g des Bildes v o n z. T . u n b e k a n n t e m A u s m a ß f ü h r t . A u c h die D e u t u n g des Altb e s t a n d e s b e r e i t e t Schwierigkeiten, insbesondere bei idiom o r p h e n K e r n e n . Hier e r h e b t sich die Frage, ob zwischen der B i l d u n g des K e r n s u n d der des Mantels wesentliche — eventuell geologische — Z e i t r ä u m e liegen (echter A l t b e s t a n d ) oder n i c h t ( K e r n u n d M a n t e l P r o d u k t der gleichen Gesteinsbildungsphase).
Zeitschrift tür angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6
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Besprechungen u n d Referate
D a s Z ä h l s c h e m a w u r d e auf s a u r e bis i n t e r m e d i ä r e Tiefenu n d E r g u ß g e s t e i n e sowie auf einige m e t a m o r p h e Gesteine des H a r z e s , des T h ü r i n g e r W a l d e s , der U m g e b u n g v o n Halle und Sachsens angewendet. Als Beispiel der p e t r o g e n e t i s c h e n A u s s a g e k r a f t der F o r m a n a l y s e seien hier die b e r e i t s z u s a m m e n g e f a ß t e n E r gebnisse der a n Q u a r z p o r p h y r e n e r f o l g t e n U n t e r s u c h u n g e n angeführt. Als g e m e i n s a m e M e r k m a l e der Q u a r z p o r p h y r e sind z u nennen: 1. ä u ß e r e F o r m ; 1.1. W a c h s t u m s b e h i n d e r u n g d u r c h kristallin begrenzte und rundliche Substanzen (Häufigkeit 1 0 — 5 0 % ) ; 1.2. K r i s t a l l e m i t e b e n e n F l ä c h e n [ ( v o r h e r r s c h e n d (110), (111)] u n d s c h a r f e n K a n t e n . 2. Z i r k o n a l t b e s t a n d ist in allen Q u a r z p o r p h y r e n n a c h gewiesen w o r d e n . Solche Z i r k o n e sind d u r c h r e l a t i v g r o ß e Gas- u n d F l ü s s i g k e i t s e i n s c h l ü s s e c h a r a k t e r i s i e r t . E i n e p e t r o g e n e t i s c h e A u s w e r t u n g l ä ß t sich a n h a n d des A l t b e s t a n d e s u n d der hier r e c h t z a h l r e i c h e n E i n s c h l ü s s e v o r n e h m e n . Die B e d e u t u n g des Z i r k o n a l t b e s t a n d e s ist in e n g e m Z u s a m m e n h a n g m i t d e n a b s o l u t e n Z i r k o n g e h a l t e n des Gesteins z u sehen. I n einigen P r o b e n ist der Z i r k o n g e h a l t so gering, d a ß eine F o r m a n a l y s e n i c h t möglich w a r . D e r Z i r k o n a l t b e s t a n d a n d e r e r P r o b e n l ä ß t auf G r u n d d e r geringen Gehalte gesteinsgenetische Aussagen n u r im Zus a m m e n h a n g m i t d e n m u t m a ß l i c h e n L i e f e r g e s t e i n e n z u . Bei Q u a r z p o r p h y r e n m i t h o h e n Z i r k o n g e h a l t e n (Hallesche, R o c h l i t z e r u. a.) h a t der A l t b e s t a n d g e s t e i n s g e n e t i s c h e Bed e u t u n g . F ü r diese Gesteine k o m m t eine s t a r k e V e r u n r e i n i g u n g d u r c h a u f g e n o m m e n e N e b e n g e s t e i n e oder sogar volls t ä n d i g e m e t a m o r p h e E n t s t e h u n g in B e t r a c h t . Die e r w ä h n t e n B l a s e n u n d S c h l ä u c h e i m I n n e r n der Z i r k o n e e n t h a l t e n Gase, F l ü s s i g k e i t e n u n d k o m m e n a u c h z w e i p h a s i g v o r . Sie h e f t e n sich h ä u f i g a n feste S u b s t a n z e n , andere Fremdeinschlüsse und an Zirkonaltbestand an und w e r d e n b e i m W e i t e r w a c h s e n u m w a c h s e n . Dieser T a t b e s t a n d weist auf die E f f u s i v n a t u r der Q u a r z p o r p h y r e h i n u n d legt die B i l d u n g d e r Z i r k o n e in d a s S t a d i u m der D r u c k entlastung. Auf die ü b r i g e n E r g e b n i s s e sei hier n u r v e r w i e s e n . I n e i n e m g e s o n d e r t e n Teil der A r b e i t wird v e r s u c h t , d u r c h K o m b i n a t i o n des L ä n g e n - B r e i t e n - V e r h ä l t n i s s e s m i t d e n Z i r k o n f o r m e n die Aussagekraf t der L : B - S t a t i s t i k zu ü b e r p r ü f e n . E s w u r d e f e s t g e s t e l l t , d a ß ihre A u s s a g e k r a f t d u r c h zu viele K o n v e r g e n z e r s c h e i n u n g e n s t a r k beeinträchtigt wird. Die sowohl i m m e t h o d i s c h e n Teil als a u c h in d e r A u s w e r t u n g u n d D e u t u n g v o n e i n e m sehr k r i t i s c h e n S t a n d p u n k t d u r c h g e f ü h r t e A r b e i t k o n n t e d u r c h Vergleich v e r s c h i e d e n e r Gesteine A b h ä n g i g k e i t e n d e r Z i r k o n f o r m e n v o n der Gesteinsart nachweisen. I n s b e s o n d e r e sind viel A n s a t z p u n k t e f ü r w e i t e r e A r b e i t e n , die sich z. T . b e r e i t s in D u r c h f ü h r u n g b e f i n d e n , gegeben. H i e r b e i w e r d e n sicherlich a u c h s t a t i s t i s c h e G e s i c h t s p u n k t e b e r ü c k s i c h t i g t w e r d e n , die der A n g l e i c h u n g der P r o b e n z a h l a n die H e t e r o g e n i t ä t eines G e s t e i n s k o m p l e x e s d i e n e n w e r d e n . K.-H. CHRISTOV, I. & W .
ILLERS
PANAJOTOV
Über einige Gesetzmäßigkeiten in den quantitativen Beziehungen zwischen verschiedenen Elementen in den Erzen der Lagerstätte Kremikowzi G o d i s n i k n a Minno-Geolozkija i n s t i t u t , Sofia 1962, VII ( 1 9 6 0 - 1 9 6 1 ) , 2, S. 3 9 9 - 4 1 5 , 11 A b b . , 8 T a b . Die L a g e r s t ä t t e K r e m i k o w z i liegt 18 k m östlich Sofia a n d e n e r s t e n s ü d l i c h e n A u s l ä u f e r n des B a l k a n g e b i r g e s . Sie n i m m t eine F l ä c h e v o n 1,3 k m 2 ein. Die g r ö ß t e O s t — W e s t E r s t r e c k u n g b e t r ä g t 1,7 k m , die g r ö ß t e B r e i t e 0,6—1,0 k m . Das E r z l a g e r h a t L i n s e n f o r m u n d f ä l l t n a c h S ü d e n ein; die g r ö ß t e M ä c h t i g k e i t b e t r ä g t 270 m , i m Mittel 65 m . Die L a g e r s t ä t t e h a t E i s e n e r z v o r r ä t e v o n ca. 250 Millionen t. D e r A u f b a u des E r z k ö r p e r s ist k o m p l e x : D e n H a u p t a n t e i l h a b e n Eisenerze (Limonit, Siderit, H ä m a t i t ) , sie e n t h a l t e n b e d e u t e n d e Mengen M a n g a n , B a r y t , Z i n k u n d w e n i g e r K u p f e r . Zwischen den Erzkörpern u n d im H a n g e n d e n bef i n d e n sich g r ö ß e r e B a r y t k ö r p e r u n d z i n k h a l t i g e D o l o m i t e .
V o n d e n E i s e n e r z e n b e s i t z t d a s L i m o n i t e r z die g r ö ß t e M ä c h t i g k e i t . E s b i l d e t s^ch infolge d e r O x y d a t i o n v o n S i d e r i t ; z w i s c h e n b e i d e n b e s t e h e n fließende Ü b e r g ä n g e . Siderit s i t z t a n d e n ä u ß e r s t e n F l a n k e n des E r z k ö r p e r s . I n geringen M e n g e n k o m m t a u c h H ä m a t i t v o r , der i m n ö r d lichen u n d w e s t l i c h e n L a g e r s t ä t t e n t e i l s e p a r a t e E r z l i n s e n bildet. B a r y t bildet im Siderit- u n d Limoniterz unregelmäßig geformte Körper. Die E i s e n e r z l a g e r s t ä t t e K r e m i k o w z i b i l d e t e sich d u r c h h y d r o t h e r m a l e M e t a s o m a t o s e der t e k t o n i s c h s t a r k zerk l ü f t e t e n m i t t e l t r i a s s i s c h e n K a l k e u n d D o l o m i t e . Die E r z b i l d u n g verlief in drei S t a d i e n : I m e r s t e n K a r b o n a t s t a d i u m b i l d e t e n sich M a n g a n o s i d e r i t I, Q u a r z u n d K a l z i t . I m d a r a u f folgenden O x y d s t a d i u m w u r d e n B a r y t u n d H a m ä t i t abgeschieden. Auf t e k t o n i s c h a u f g e r i s s e n e n , j ü n g e r e n S p a l t e n s e t z t e n sich S i d e r i t I I , B a r y t I I , u n d d a s d r i t t e S t a d i u m w i r d d u r c h Sulfide c h a r a k t e r i s i e r t , die auf j ü n g s t e n T r ü m e r n Siderit u n d B a r y t d u r c h s e t z e n . E s sind v o r w i e g e n d P y r i t , Markasit, Chalkopyrit, Sphalerit, Tetraedrit, Galenit. Supergene Minerale der O x y d a t i o n s z o n e sind G o e t h i t , L e p i d o k r o l u t , H ä m a t i t I I , P s i l o m e l a n , P y r o l u s i t , M a l a c h i t u. a. Bei der E r k u n d u n g w u r d e n z w i s c h e n einzelnen E l e m e n t e n , d e r e n G e h a l t e a u s der c h e m i s c h e n A n a l y s e b e r e c h n e t w u r den, b e s t i m m t e A b h ä n g i g k e i t e n f e s t g e s t e l l t . Diese W e c h s e l b e z i e h u n g e n w u r d e n bei der w e i t e r e n S u c h e a n g e w a n d t . Die w i r t s c h a f t l i c h w i c h t i g e n E r z t y p e n s i n d : H ä m a t i t e r z m i t F e - G e h a l t e n v o n 27 bis 6 3 % ; L i m o n i t e r z m i t F e G e h a l t e n v o n 20 bis 5 0 % ; Sideriterz m i t F e - G e h a l t e n v o n 16 bis 2 8 % . 1. V e r h ä l t n i s M a n g a n : E i s e n I m H ä m a t i t e r z bestehen keine Abhängigkeiten. I m Limon i t e r z b e s t e h t die B e z i e h u n g Mn = 0,291 • F e — 1,7. I m S i d e r i t e r z : Mn = 0,527 • F e — 5,9. D a s V e r h ä l t n i s F e : M n im primär-hydrothermalen Erz beträgt durchschnittlich 2 , 5 : 1 bis 5 , 5 : 1 , n u r in E i n z e l f ä l l e n 1 2 : 1 . I m s u p e r g e n v e r ä n d e r t e n E r z v e r r i n g e r t sich d a s V e r h ä l t n i s auf 2 , 7 : 1 bis 4 , 5 : 1 , in E i n z e l f ä l l e n 2 5 : 1 . 2. V e r h ä l t n i s B a r y t : E i s e n I m H ä m a t i t e r z : B a S 0 4 = 36,3 — 0,517 • F e . I m L i m o n i t e r z : B a S 0 4 = 48,9 - 0,922 • Fe. I m S i d e r i t e r z : BaS04 = 67,1 — 2,134 • Fe. 3. V e r h ä l t n i s ( C a O + M g O ) : E i s e n I m H ä m a t i t e r z : CaO + MgO = 34,7 - 0,559 • F e . I m L i m o n i t e r z : CaO + MgO = 21,2 — 0,398 • F e . I m S i d e r i t erz : keine A b h ä n g i g k e i t e n . 4. V e r h ä l t n i s B a r y t : ( C a O + M g O ) I m S i d e r i t e r z : 31,4 — 1,96 • (CaO + MgO). I m H ä m a t i t u n d L i m o n i t e r z g i b t es k e i n e g e s e t z m ä ß i g e n A b h ä n g i g k e i t e n . 5. V e r h ä l t n i s ( F e + M n + B a S 0 4 ) : ( C a O + M g O ) I m H ä m a t i t e r z : F e + M n + B a S 0 4 = 66,5 - 1,40 (MgO + CaO). I m L i m o n i t e r z : F e + Mn + B a S 0 4 = 61,0 — 1,09 (MgO + CaO). I m S i d e r i t e r z : F e + Mn + B a S 0 4 = 58,8 - 1,82 (MgO + CaO). Bei e i n e m b e s t i m m t e n E i s e n - G e l i a l t k ö n n e n n a c h diesen F o r m e l n die m i t t l e r e n G e h a l t e v o n M a n g a n , B a r y t u n d CaO + MgO m i t f o l g e n d e n m i t t l e r e n F e h l e r n m b e r e c h n e t werden: Mangan im Sideriterz: m s = ± 1 % , im Limoniterz: m L = ^ 0,8%. B a r y t im Sideriterz: m s = ^ 3,2%, im L i m o n i t e r z : m i = i 3 % , i m H ä m a t i t e r z : m H = i 5,4. CaO + MgO i m H ä m a t i t e r z : m H = ^ 4 , 6 % , i m L i m o n i t e r z : ! ^ = ± 7%. Bei b e s t i m m t e n G e h a l t e n a n CaO + MgO k a n n d e r m i t t lere G e h a l t a n f o l g e n d e n K o m p o n e n t e n m i t d e m m i t t l e r e n Fehler m berechnet werden: Baryt im Sideriterz: ma = ± 1 3 , 6 % , (Fe + Mn + B a S 0 4 ) im H ä m a t i t e r z : m H — i 8,6%, im Limoniterz: m L = ^ 4,6%, im Sideriterz:
m s = ± 8%.
Auf G r u n d des a u s der c h e m i s c h e n A n a l y s e des H ä m a t i t erzes b e r e c h n e t e n M a n g a n - G e h a l t s k a n n f e s t g e s t e l l t w e r d e n , ob es sich u m p r i m ä r e s E r z ( M n - G e h a l t 0,5 bis 1 % ) o d e r u m u m g e l a g e r t e s H ä m a t i t e r z (Mn-Gehalt 8 — 1 0 % ) h a n d e l t . Die B e r e c h n u n g d e r V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t e n e r l a u b t die E i n s t u f u n g der v e r s c h i e d e n e n E r z e in die v o n der Z e n t r a l e n V o r ratskomission festgelegten Vorratsklassifikation. P.
KRÜGER
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6 Besprechungen und Referate
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Autorenkollektiv Olays and clay minerals (Proceedings of t h e eleventh national conference on clays a n d clay minerals) „ P e r g a m o n Press" Oxford, London, New York, Paris 1963, 13, 368 S., £ 5 s. Die elfte nationale Konferenz über Tone und Tonminerale, die zusammen mit kanadischen Organisationen in Ottawa abgehalten wurde, bringt wohl f ü r fast jeden sich mit Tonen Beschäftigenden eine Fülle neuer Erkenntnisse und Anregungen. Das Buch ist in zwei Teile, einen speziellen u n d einen allgemeinen Teil, gegliedert. Der spezielle Teil enthält ein Symposium über Umwandlungen von Tonmineralien. Die Ü b e r t r a g u n g der experimentell gewonnenen Daten auf die N a t u r gibt besonders dem Petrographen, Geologen und Bodenkundler die E r k l ä r u n g f ü r eine Reihe von Erscheinungen der Verwitterung und Diagenese. So untersuchte ROSENQUIST mit deutorium- und tritiumhaltigem Wasser den Abbau von Muskovit zu Hydromuskovit. Herausgelöstes Kalium wird durch H 2 0 in den Zwischenschichten substituiert. Zum Ladungsausgleich m u ß in die Glimmerschicht ein Proton eintreten. D a f ü r bietet sich der freie Platz der Oktaederlücke des dioktaedrischen Muskovits an. Es bildet d a n n mit dem Sauerstoffatom an der Spitze des Tetraeders der Tetraederschicht eine OH-Gruppe, oder es e n t s t e h t eine Wasserstoffbrückenbindung zum gleichwertigen O-Atom der gegenüberliegenden Tetraederschicht. Die dioktaedrischen Hydromuskovite lassen sich so als Mischkristalle der idealen Endglieder K Al 2 [(OH) 2 /AlSi 3 O 10 ] u n d H 2 0Al 2 [(0H) 3 /AlSi 3 0 9 ] = H 2 0(A1 2 H) [(OH) 2 /AlSi,O 10 ] darstellen. Diese S t r u k t u r m a c h t verständlich, w a r u m M i t e bei einem K-Defizit 5 0 % in montmorillonitische und illitische Mineralkomponenten zerfallen können. Weitere Umwandlungserscheinungen der Glimmer, sowohl zum Montmorillonit als auch zum Kaolinit, untersuchte J Ä C K S O N . In dieser Arbeit findet sich auch eine E r k l ä r u n g f ü r das unterschiedliche Kationenaustauschvermögen der Montmorillonite gegenüber Kalium. Die durch Verwitterung von Muskovit e n t s t a n d e n e n Montmorillonite enthalten noch R e s t s t r u k t u r e n des Muskovits mit freien K-Plätzen. I m Gegensatz zu den aus der Verwitterung anderer Mineralien hervorgegangenen Montmorilloniten vermögen jene K wieder bevorzugt einzubauen. Ein anderes bekanntes Problem des Montmorillonits, die Verbesserung der thixotropen Eigenschaften durch den Umbruch mit Soda, lösten MUNGAN & JESSEN durch Korngrößenuntersuchungen von Na- und Ca-Montmorilloniten und die A n n a h m e einer neuen S t r u k t u r f ü r MontmorillonitWasser-Gele. Na-Montmorillonite sind feinkörniger als CaMontmorillonite und bestehen im Gegensatz zu den zu mehreren Schichten aggregierten Ca-Montmorilloniten in Suspensionen aus Einzelschichten. Dadurch haben sie eine weitaus größere Oberfläche zur Wasseradsorption zur Verfügung, die freie Wassermenge ist geringer. I m Ruhezustand lagern sich die Montmorillonitpartikel zur sogen. „Scharniers t r u k t u r " zusammen und bilden eine durchgehende feste Phase, während das Wasser in vielen abgeschlossenen Hohlr ä u m e n dieser S t r u k t u r isoliert ist. Wegen der feineren Zerteilung und entsprechend größeren Wasseradsorption der NaMontmorillonite wird von diesen der thixotrope Zustand bei geringeren Feststoffkonzentrationen erreicht. Diese kleine, besonders den geologisch-petrographisch Arbeitenden ansprechende Auswahl von Referaten m u ß zur Anregung genügen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß mehrere Arbeiten über das mechanische Verhalten der Tone besonders f ü r Ingenieurgeologen von speziellem Interesse sein d ü r f t e n . Eine Übersicht über die Aufsätze gibt das folgende Inhaltsverzeichnis : Symposium über Tonmineralumwandlungen Über die N a t u r der Tone (R. C. MACKENZIE). Zwischenlagerung quellfähiger Schichtsilikate in Böden durch chemische Verwitterung (M. L. JACKSON). Negative L a d u n g dioktaedrischer Glimmer in Abhängigkeit zur Verwitterung (M. C. COOK; C. I. RICH). D i e V e r w i t t e r u n g d e s G r a n i t e s
von
Stone Mountain (W. H. GRANT). Eigenschaften von 14-ÄTonmineralen im B-Horizont podsolidierter Böden in Alberta (S. PAWLUK) . Verwitterung und Sedimenttransport im Cheyenne River Basin, Ost-Wyoming (B. N. ROLFE; R. F. HADLEY). Feststoff/Gas-Grenzflächen bei Verwitterungsreaktionen (C. H. WAYMAN). Redox-Verhalten von Eisen in OH-Gruppen enthaltenden Silikaten (W. E. ADDISON; J . H. SHARP). Montmorillonit-Polyalkohol-Komplexe: Teil I I (G. BRUNTON; R . TETTENHORST ; C. W . BECK).
Untersuchun-
gen über die Lage und Beweglichkeit von H-Atomen in Hydroglimmern (I. Th. ROSENQUIST). Diagenese in Tonmineralen — Ein Überblick (W. D. KELLER). Hydrothermale Veränderungen rhyolithischer Gesteine der Castle Mountains, Kalifornien (H. HEYSTEK). Nicht-montmorillonitische Zusammensetzung einiger Bentonitlagerstätten (L. G.SCHULTZ). Die Verdichtung toniger Sedimente im Bereich der molekularen Teilchenabstände (H. v. OLPHEN). Stevensit und Talk — Hydrothermale Umwandlungsprodukte von Wollastonit (R. D. DERUDDER; C.W.BECK). Mineralogie ordovizischer K-Bentonite in K e n t u c k y (W. D. HTJEF). Tonmineraldiagenese im R a p p a h a n n o c k Ä s t u a r : Eine Erklärung ( B . W . NELSON). Tonbildung und - a k k u m u l a t i o n in ausgewählten Böden aus Oklahoma (F. GRAY; L. W . REED; I i . D . MOLTHAN).
Allgemeiner Teil Untersuchungen über die Größe der Einheitszelle in Schichtgittersilikaten ( E . W . RADOSLOVICH). Unterschiede im ,,Kristallinitäts"grad der Kaoline der Coastal Piain in Georgia und South Carolina (D. N. HINCKLEY). Bestimmung von Kaolinit in Gegenwart von Chlorit mittels Röntgendiffraktometrie und Infrarotabsorptionsspektren (H. K o DAMA; K. OINUMA). Permeabilität und Eigenschaften der Salzfllterung von verdichteten Tonen (I. H. MILNE; J . G. MCKELVEY;
R. P.
TRUMP).
Tonmineral-Effekte
bei
der
Druck-Zug-Beanspruchung von Böden bei direkter Scherung (R. L.
KONDNER;
J. R.
VENDRELL
jr.).
Quelldrücke
von
Na-Montmorillonit bei niederen T e m p e r a t u r e n (R. YONG; L. 0 .
TAYLOR;
B. P.
WARKENTIER).
Untersuchungen
an
fraktionierten Montmorillonit-Suspensionen (N. MUNGHAM; F. W . JESSEN). Null-Gradient der K o n s t a n t e n der Rotationsdiffusion f ü r einige polydisperse Tonminerallösungen (W. T. GRANQUIST;
C. A .
HOLLINGWORTH).
Tonmineralogie
in
der
Bauforschung (J. E. GILLOTT). Die Bildung von röntgenamorphen und kristallinen Aluminiumhydroxyden (PA HO HSU; T. F. BATES). Der Mechanismus der NH 3 -Adsorption durch Montmorillonit u n d Kaolinit ( D . W . JAMES; M. E. HARARD) . Kationenaustausch in den Systemen Kaolinit — Eisenoxyd
(G. W . THOMAS; A . R . SWOBODA). D i e
Bentonite
von Cabo de Gata (Südostspanien) und aus der vulkanischen Provinz Guelaya (Nordmarokko) (J. L. MARTIN-VIVALDI). Abschließend sei noch erwähnt, daß die breite und a k t u elle Bedeutung des Themas „ T o n " , die u. a. auch in der Vielgestaltigkeit der hier vorgelegten Arbeiten ihren Ausdruck findet, das Nationale Komitee, wie im Vorwort des Buches vermerkt wird, veranlaßte, seine Arbeit in der F o r m einer Gesellschaft, der Clay Minerals Society, fortzuführen. K . STEINIKE SCHMITT, H .
H.
Equilibrium Diagrains for Minerals at low Temperature and Pressure Cambridge: Geological Club of H a r v a r d 1962. 199 S. Die vorliegende Zusammenstellung von Gleichgewichtsdiagrammen f ü r Minerale b a u t auf den Daten und den Rechenmethoden auf, die von R. M. GARRELS 1960 in seinem „Mineral Equilibria" gegeben wurden. E s ' w e r d e n Partialdruckdiagramme (meist lg P 0 a , lg Ps 2 bzw. lg P C o 2 als Veränderliche) f ü r wäßrige und wasserfreie Systeme, E h - p H Diagramme und Blockdiagramme mit verschiedenen Veränderlichen bei Normalbedingungen abgebildet. Die Diagramme erlauben eine schnelle, f ü r die idealisierten Verhältnisse gültige Orientierung über die Stabilität von Mineralphasen bei verschiedenen Bildungsbedingungen. An der Konstruktion der Diagramme haben eine Reihe von Wissenschaftlern mitgearbeitet. Die Zusammenstellung wäre von noch größerem W e r t , wenn die den Berechnungen zugrunde liegenden Reaktionen und Gleichgewichtskonstanten mit
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6
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Besprechungen u n d R e f e r a t e
angegeben u n d einige e r l ä u t e r n d e Textzeilen h i n z u g e f ü g t w o r d e n w ä r e n . Es w e r d e n die l a g e r s t ä t t e n g e n e t i s c h wichtigsten E l e m e n t e b e h a n d e l t , besonders a u s f ü h r l i e h die E r d a l kalien, die E l e m e n t e der E i s e n g r u p p e u n d die Edelmetalle.
G r u p p e n s c h e m a der Massengesteinsfamilien Mit Quarz
G . TISCHENDORF RONNER, F .
Nur Alk.Fdsp.
Systematische Klassifikation der Massengesteine Springer-Verlag, W i e n 1963, 380 S., 85 T e x t a b b . , 98,40 DM D i e A . JOHANNSEN u n d
W . E . TRÖGER g e w i d m e t e
neue
Klassifikation der Massengesteine stellt einen w o h l d u r c h d a c h t e n u n d n a c h A n s i c h t des R e z e n s e n t e n gelungenen Versuch dar, O r d n u n g u n d S y s t e m a t i k in das heillose D u r c h e i n a n d e r der Massengesteinsbezeichnung u n d Massengesteinseinteilung (Massengestein f a s t identisch m i t E r u p t i v gestein) zu bringen. Der A u t o r e r l ä u t e r t , bei A. G. WERNER 1786/87 b e g i n n e n d , m i t großer S a c h k e n n t n i s die bisher vorgelegten, zahlreichen, auf den v e r s c h i e d e n s t e n Prinzipien f u ß e n d e n Gesteinsklassifikationen. E r b e s t r e i t e t die Diskussion ü b e r das F ü r u n d W i d e r i m wesentlichen m i t Hilfe v o n Z i t a t e n älterer f ü h r e n d e r P e t r o g r a p h e n . Das vorliegende B u c h k a n n als ein p e t r o g r a p h i s c h e r Z i t a t e n s c h a t z bezeichnet w e r d e n ; in i h m k o m m e n alle jene zu W o r t e , die in der V e r g a n g e n h e i t oder G e g e n w a r t etwas ü b e r die P r i n zipien der Gesteinsklassifikation gesagt h a b e n . D a s W e r k RONNERS b e s t e h t aus zwei Teilen, der „ S y s t e m a t i s c h e n Klassifikation der Massengesteine auf physiographischer G r u n d l a g e " — a) Der W e g u n d die G r u n d l a g e n (S. 3 - 5 0 ) , b) Spezieller Teil (S. 5 3 - 1 4 4 ) u n d d e m Teil „ D i e bisherigen S y s t e m e u n d kritische S t e l l u n g n a h m e " — a) Die q u a l i t a t i v e n S y s t e m e (149 — 256), b) Die q u a n t i t a t i v e n S y s t e m e (259—356). Es k a n n n i c h t A u f g a b e der Rezension sein, auf die Fülle aller Einzelheiten einzugehen; es sei n u r auf einige i m m e r w i e d e r k e h r e n d e u n d v o n allen Seiten bel e u c h t e t e wesentliche P u n k t e eingegangen.
Alk.Fdsp. >Plag.
Alk.Fdsp. = Plag.
Plag. > Alk.Fdsp.
Aplitgranite 3 ( < 10 Maf.)
Kaum Quarz — kaum Foide Aplosyenite ( < 10 Maf.)
Alkalisyenite ( 1 0 - 3 5 Maf.) Alkaligranite4 ( > 10 Maf.) Melaalkalisyenite ( 3 5 - 9 0 Maf.)
Mit Foiden 8
Foidsyenite ( < 3 5 Maf.)
23
9
Mesofoidsyenite ( 3 5 - 5 0 Maf.)
24
10
Melafoidsyenite ( 5 0 - 9 0 Maf.)
25
Foidsyenomonzonite
26
Foidsyenomonzonite
26
Essexite
27
Essexite
27
Aplitgranite 3 ( < 1 0 Maf.)
Leuko-Syenodiorite ( < 1 0 Maf.)
11
Alk.-Kalk- 5 granite ( > 10 Maf.)
Kalk-Alkalisyenite ( > 10 Maf.)
12
Aplitgranite 3 ( < 1 0 Maf.)
Leuko-Syenodiorite ( < 10 Maf.)
11
Alk.-Kalk- 5 granite ( > 1 0 Maf.)
Monzonite ( > 1 0 Maf.)
13
Aplitgranite 3 Leuko-Syenodiorite ( < 1 0 Maf.) ( < 1 0 Maf.)
11
Granodiorite 6 Mangerite ( > 10 Maf.) ( > 10 Maf.)
14
Plagioklasite ( < 1 0 Maf.)
15
Aplitgranite 3 ( < 10 Maf.)
Diorite 16 (An 1 0 - 4 5 ; 1 0 - 5 0 Maf.) Mela-Diorite 17 (An 1 0 - 4 5 ; 50 —65Maf.) Leuko-Gabbrodiorite 18 (An 4 5 - 5 5 ; 1 0 - 5 0 M a f . )
Nur Piagioklas
Mela-Gabbrodiorite 19 (An 4 5 - 5 5 ; 5 0 - 6 5 M a f . ) Leuko-Gabbros 20 Quarzdiorite 7 ( > A n 55; 1 0 - 5 0 Maf.) ( > 10 Maf.) Gabbros 21 ( > A n 55; 5 0 - 6 5 Maf.)
Perazidite 1 (Quarz > 50; wenig Fdsp.)
Kein Fdsp. Quarzmafitite 2 ( 5 0 - 9 0 Maf.)
Foide Der C h e m i s m u s eines Gesteins k a n n n a c h d e m A u t o r kein E i n t e i l u n g s p r i n z i p sein, weil v o m P e t r o g r a p h e n n o t w e n d i g e r weise zu differenzierende Gesteine wie B a s a l t u n d G a b b r o den gleichen Chemismus besitzen bzw. besitzen k ö n n e n . A u c h die k ü n s t l i c h e „ N o r m " n a c h C I P W stellt keine L ö s u n g dar, d a sich zahlreiche M i n e r a l k o m b i n a t i o n e n gegenseitig ersetzen k ö n n e n , ohne d a ß sich der Stoff ä n d e r t , u n d , wie bei a n d e r e n chemischen S y s t e m e n , das Gefüge des zu klassifizierenden Gesteins nicht b e r ü c k s i c h t i g t wird. Viele Z i t a t e w e r d e n a n g e f ü h r t , die sich gegen das A l t e r eines Gesteins als Klassifikationsprinzip w e n d e n . Obwohl dieser S t r e i t bereits u m die J a h r h u n d e r t w e n d e zu Ungunsten des Altersprinzips a u s g e f o c h t e n schien, zitiert RONNER noch sieben P e t r o g r a p h e n aus den 50er J a h r e n , die sich f ü r das Altersk r i t e r i u m einsetzen oder dieses selbst kritiklos v e r w e n d e n .
Gabbromafitite ( 6 5 - 9 0 Maf.)
22
Peridotite (vorw. Olivin)
32
Pyroxenite (vorw. Pyroxen)
33
Amphibololithe (vorw. Amphibol)
34
Glimmerite (vorw. Glimmer)
35
Granatite (vorw. Granat)
36
Melilitholithe (vorw. Melilith)
37
Karbonatite (vorw. Karbonat)
38
Silikotelite 39 (vorw. Oxyde o. Sulfide)
Nephelinite 28 (vorw. Nephelin)
Leuzitite 29 (Analcimite) (vorw. Leuzit.Anal.)
Sodalithite 30 (vorw. Sodalithe)
Melilithfoidite 31 (Foide + Melili the)
RONNER ist m i t R e c h t gegen den G e b r a u c h von L o k a l n a m e n in der P e t r o g r a p h i e : E i n N a m e m u ß , ohne an das G e d ä c h t n i s ü b e r n o r m a l e A n s p r ü c h e zu stellen, sofort eine Assoziation ü b e r Mineralbestand, M i n e r a l m e n g e n v e r h ä l t n i s u n d das Gefüge h e r v o r r u f e n . W e i t e r h i n wird die V e r w i r r u n g bei der S i p p e n b e z e i c h n u n g (atlantisch, pazifisch u. a.) u n d das D u r c h e i n a n d e r i m G e b r a u c h d e r Bezeichnungen „ R e i h e " , „ A r t " , „ V o r m a c h t " u. a. kritisch b e l e u c h t e t . RONNER teilt in seiner Klassifikation die Massengesteine k o n s e q u e n t n a c h d e m M o d a l b e s t a n d ein u n d u n t e r s c h e i d e t , d e m Gefüge R e c h n u n g t r a g e n d , abyssische, h y p a b y s s i s c h e u n d elfusive Gesteine. Es w e r d e n ca. 900 Einzelgesteine in sieben F a m i l i e n g r u p p e n m i t z u s a m m e n 39 Familien e r f a ß t .
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6
333
Nachrichten und Informationen E i n t e i l u n g s p r i n z i p f ü r d e n M o d a l b e s t a n d sind: Quarz-, Alkalifeldspat-, Plagioklas-, Mafit- u n d F o i d g e h a l t (siehe T a b . ) . D a sich Q u a r z u n d Foide in Gesteinen ausschließen, lassen sich die F a m i l i e n g r u p p e n bzw. Familien in Doppelt e t r a e d e r f o r m g r a p h i s c h darstellen. Die beigefügte A b b . zeigt als Beispiel die F a m i l i e n g r u p p e I I I — Q u a r z - F e l d s p a t Gesteine, zu der die F a m i l i e n Apligranite (3), Alkaligranite (4), A l k a l i k a l k g r a n i t e (5), G r a n o d i o r i t e (6) u n d Quarzdiorite (7) gehören. RONNER g i b t im A n h a n g einige Regeln bzw. Vorschläge f ü r die Z u s a m m e n s e t z u n g v o n G e s t e i n s n a m e n . D a s 24 Seiten u m f a s s e n d e L i t e r a t u r v e r z e i c h n i s stellt f ü r den P e t r o g r a p h e n , der den W e r d e g a n g seiner W i s s e n s c h a f t verfolgen will, eine w a h r e F u n d g r u b e d a r . N a c h d e m bereits 1897 der V I I . Geologenkongreß die F r a g e der V e r e i n h e i t l i c h u n g d e r G e s t e i n s n o m e n k l a t u r b e h a n d e l t , a b e r als aussichtslos a b g e t a n h a t (!), 1920/21 u n d 1936 d u r c h ein britisches K o m i t e e weitere Vorschläge u n t e r b r e i t e t w u r d e n u n d 1938 d u r c h W . E . TRÖGER ein weiterer Versuch zur Klärung von Klassifikationsproblemen unternommen w u r d e , der a b e r infolge K r i e g s - u n d Nachkriegswirren steckenblieb, ist es n u n m e h r wirklich a n der Zeit, die N o m e n k l a t u r f r a g e auf i n t e r n a t i o n a l e r E b e n e zu lösen. G r u n d l a g e f ü r ein derartiges v o m I n t e r n a t i o n a l e n Geologenkongreß geleitetes U n t e r n e h m e n k ö n n t e die v o n RONNER a u s g e a r b e i t e t e S y s t e m a t i k sein. U b e r die N o t w e n d i g k e i t zu diskutieren, eine i n t e r n a t i o n a l e R e g e l u n g in K ü r z e a n z u s t r e b e n , hieße, w e i t e r h i n u n n ü t z Zeit zu verlieren. Die bereits 1872/73 v o n E . VOGELGESANG getroffene F e s t s t e l l u n g m a h n t , eingedenk dessen, in welchem Maße die P e t r o g r a p h i e u n d P e t r o c h e m i e seit dieser Zeit in die Breite u n d die Tiefe gegangen sind, z u r Eile: „ D e r Mangel an einheitlicher S y s t e m a t i k in der P e t r o g r a p h i e wird so allgemein g e f ü h l t , d a ß ein Versuch, in dieser R i c h t u n g Besser u n g a n z u b a h n e n , schwerlich einer b e s o n d e r e n R e c h t f e r t i g u n g b e d a r f . Es ist dabei, w e n n m a n will, eine t r o s t reiche W a h r h e i t , d a ß es an g u t e n G r u n d s ä t z e n nicht eigentlich gefehlt h a t , a b e r es ist a u c h n i c h t zu v e r k e n n e n , d a ß diese G r u n d s ä t z e in b e s t i m m t e r einheitlicher u n d c o n s e q u e n t e r Weise bisher n i c h t z u r A n w e n d u n g g e k o m m e n s i n d . " G . TISOHENDORF
Neuerscheinungen und Literaturhinweise ANDREJEW, B . A . & I. G. KLUSCHIN
Geologische D e u t u n g v o n G r a v i t a t i o n s a n o m a l i e n Gostoptechisdat, Leningrad 1962, 495 S.
Anonym F a l t u n g s d e f o r m a t i o n e n der E r d k r u s t e , ihre T y p e n u n d ihr Bildungsmechanismus Verl. A N SSSR, Moskau 1962, 333 S. HANSEN, H . P .
Cycles a n d geochronology Occasional papers of t h e California A c a d e m y of Sciences San Francisco 1961, 24 S. JAKOWLEWA, S . W .
Erfolge auf d e m Gebiet der Quartärgeologie, die m i t Hilfe der U n t e r s u c h u n g v o n Gletschergeschieben in der U d S S R erreicht w u r d e n Aus: Materialy po genesisu i tschetwertitschnych otloshenij 1961, S. 82 — 89
Geologie u n d
Metallogenie des sowjetischen Sektors
des
Erzgürtels a m Pazifik Verl. A N SSSR, Moskau 1963, 662 S. TUGARINOW, A . I . u . a .
Geochemie der Alkali-Metasomatose Verl. A N SSSR, Moskau 1963, 204 S.
F r a g e n der Geologie u n d Mineralogie der Halbinsel Kola Verl. Gosgeoltechisdat, Moskau 1963, 104 S.
B o d e n s c h ä t z e u n d ihre E r k u n d u n g Verl. Inogis, Moskau, 200 S. WASSILJEW, W . G .
Suche u n d E r k u n d u n g von G a s v o r k o m m e n der U d S S R in den vier J a h r e n des S i e b e n j a h r p l a n s Verl. Gostoptechisdat,, Leningrad 1 9 6 3 , 1 7 2 S.
Nachrichten und Informationen Die Kartierung der Kristallinoberkante in der nordostdeutschen Senke Die S t a a t l i c h e Geologische K o m m i s s i o n der D D R h a t den V E B Geophysik m i t der geophysikalischen K a r t i e r u n g der K r i s t a l l i n o b e r k a n t e in der n o r d o s t d e u t s c h e n Senke bea u f t r a g t . N e b e n a n d e r e n klassischen geophysikalischen Meßv e r f a h r e n w e r d e n dabei erstmalig in D e u t s c h l a n d m a g n e t o tellurische Tiefensondierungen a n g e w a n d t . Dieses neue geophysikalische M e ß v e r f a h r e n stellt i m Prinzip e l e k t r o m a g n e t i s c h e F r e q u e n z s o n d i e r u n g e n dar, bei denen die v o n den V a r i a t i o n e n des e r d m a g n e t i s c h e n Außenfelds in der elektrisch leitenden Sedimenthülle der E r d e induzierten n a t ü r l i c h e n E r d s t r ö m e (tellurische Ströme) a u s g e n u t z t werden. J e n a c h Ursache der e r d m a g n e t i s c h e n Variationen, die v o m 11jährigen Sonnenfleckenzyklus bis zu i n t r a g a l a k tischen Radiowellen reicht, s t e h t f ü r die A u s w e r t u n g ein sehr breites F r e q u e n z s p e k t r u m zur V e r f ü g u n g . Die sehr geringen F e l d s t ä r k e n der tellurischen S t r ö m e werden mit der 4 - K a n a l - T e l l u r i k a p p a r a t u r des V E B Geophysikalischer Ger ä t e b a u Brieselang registriert. Gemessen w e r d e n je zwei elektrische u n d m a g n e t i s c h e K o m p o n e n t e n , aus denen die I m p e danz des e l e k t r o m a g n e t i s c h e n Felds u n d die Phasenverschieb u n g zwischen elektrischem u n d m a g n e t i s c h e m Feldanteil als F u n k t i o n der F r e q u e n z b e s t i m m t werden. Als A u f n a h m e e l e m e n t e dienen f ü r die elektrische F e l d s t ä r k e unpolarisierb a r e E l e k t r o d e n u n d f ü r die magnetische F e l d s t ä r k e A u t o k o m p e n s a t i o n s v a r i o m e t e r des I n s t i t u t s f ü r G e o d y n a m i k der D e u t s c h e n A k a d e m i e der W i s s e n s c h a f t e n . Bisher im Bereich v o n R ü g e n u n d südlich d a v o n auf d e m F e s t l a n d v o n einem M e ß t r u p p des V E B Geophysik in Zus a m m e n a r b e i t m i t Dr. PORSTENDORFER v o m I n s t i t u t f ü r
G e o d y n a m i k der D e u t s c h e n A k a d e m i e der W i s s e n s c h a f t e n d u r c h g e f ü h r t e tellurische Sondierungen erwiesen die B r a u c h b a r k e i t v o n V e r f a h r e n u n d M e ß a u s r ü s t u n g . Die Tiefe der K r i s t a l l i n o b e r k a n t e k o n n t e aus allen Sondierungen b e s t i m m t werden. Sie liegt auf S ü d - R ü g e n in einer Tiefe v o n e t w a 4 k m . A u ß e r der K r i s t a l l i n o b e r k a n t e k a n n ein weiterer hochohmiger H o r i z o n t i n n e r h a l b der paläozoischen Schichtenfolge verfolgt werden. ZEUCH
Die Manganerze Südafrikas Die M a n g a n p r o d u k t i o n v o n S ü d a f r i k a b e l ä u f t sich auf f a s t die H ä l f t e der W e l t p r o d u k t i o n . 1962 w u r d e n d o r t etwa 1 3 0 0 0 0 0 t Manganerz p r o d u z i e r t . Die H a u p t l a g e r s t ä t t e n befinden sich im Gebiet v o n P o s t m a s b u r g u n d der K a l a h a r i wüste, im N o r d e n der K a p p r o v i n z . A u ß e r d e m gibt es in T r a n s v a a l einige v e r s t r e u t e L a g e r s t ä t t e n . Das Erz der L a g e r s t ä t t e n v o n P o s t m a s b u r g , die vor 28 J a h r e n e n t d e c k t w u r d e n , wird f ü r eines der b e s t e n der W e l t gehalten. Die S c h ä t z u n g e n ü b e r die V o r r ä t e im N o r d e n der K a p p r o v i n z s c h w a n k e n zwischen 50 u n d 100 Mill. t . N a c h den neuesten E r k u n d u n g s e r g e b n i s s e n scheinen sie j e d o c h noch b e d e u t e n d größer zu sein. Zu den neu in Betrieb g e n o m m e n e n Mangane r z g r u b e n gehören die v o n Hoatzel, L a n g d o n , D e v o n u n d S m a r i t . H o a t z e l liegt in einem Dürregebiet, das o f t T e m p e r a t u r e n bis zu 46° C aufweist. Es m u ß t e n d o r t m e h r als 1 Mill. t gelbe Sande a b g e r ä u m t werden, ehe die Erzgewinn u n g beginnen k o n n t e . I m westlichen T r a n s v a a l s t e h t (nach „ I n d u s t r i e s et T r a v a u x d ' O u t r e m e r " , Paris, N o v e m b e r 1963) bei Gopani eine neue Grube vor der I n b e t r i e b n a h m e .
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6
334 Aus d e m dortigen Erz soll M a n g a n d i o x y d f ü r die Elektrolyse gewonnen werden. Die V o r r ä t e v o n Gopani sollen erheblich u n d die A u s b e u t u n g nicht schwierig sein. —Ha —
Erdöl / Erdgas Rechte der Anliegerländer auf Erdölgebiete der Nordsee Die m i t g r o ß e m Eifer betriebene Erdölsuche in der N o r d see w i r f t die F r a g e einer A u f t e i l u n g in Gebiete auf, f ü r die die einzelnen Anliegerländer a u s b e u t u n g s b e r e c h t i g t sind. Eine Lösung dieser schwierigen Frage k ö n n t e n a c h der Genfer K o n v e n t i o n v o n 1958 g e f u n d e n werden, zu deren Rechtsgültigkeit jedoch a u ß e r den v o r h a n d e n e n 21 U n t e r schriften noch die eines 22sten L a n d e s erforderlich ist. Diese K o n v e n t i o n regelt die R e c h t e der Anlieger auf das „ K o n t i n e n t a l p l a t e a u " , zu dem der Definition n a c h das ganze Nordseegebiet gehört, im Falle eines Streites durch die Zieh u n g v o n Grenzlinien, deren P u n k t e jeweils gleich weit v o n den Territorialgewässergrenzen b e n a c h b a r t e r oder einander gegenüberliegender L ä n d e r e n t f e r n t sind. Der Küstenverlauf der Nordsee bedingt jedoch, d a ß solche Grenzen zwischen N a c h b a r n teils konvergieren, teils divergieren, w o d u r c h sich i m ersteren Falle relativ kleine, im letzteren relativ große Anspruchsgebiete ergeben (s. Abb.). Belgien u n d W e s t d e u t s c h l a n d w ü r d e n dabei sehr schlecht, die übrigen L ä n d e r
Nachrichten und Informationen gashöffige S t r u k t u r bereits festgestellt ist. Hier k ö n n t e sich sehr bald ein W e t t r e n n e n der Ölgesellschaften u n d , wie die „ E r d ö l - Z e i t s c h r i f t " , Wien, Dezember 1963, schreibt, „eine Situation wie in der Urzeit der Ölgewinnung" entwickeln; d e n n die verschiedenen Gebiete der ziemlich großen Nordsee sind betreffs Öl u n d Gas von sehr ungleichem W e r t . - H a Die Welterdölförderung 1963 Uber die E r d ö l f ö r d e r u n g in der g e s a m t e n W e l t , in fünf Großgebieten u n d in einzelnen L ä n d e r n wird f ü r 1963 in Gegenüberstellung zu 1962 v o n „ S t a h l u n d E i s e n " , Düsseldorf, 30. 1. 1964, n a c h den bisherigen S c h ä t z u n g e n ein Ü b e r blick gegeben. D a n a c h b e t r u g die F ö r d e r u n g in % der Weltförderung
in Mill, t in den Großgebieten
Gesamt-Amerika UdSSR und Naher Osten (inkl. Ägypten) Afrika (ohne Ägypten) Ferner Osten Europa Welt insgesamt
1963
1962
1963
1962
635
614
49
51
549 51 37 33
499 34 35 32
42 4 3 2
41 3 3 2
1305
1214
100
100
in Ländern mit über 10 Mill. t Jahresförderung TJSA UdSSR Venezuela Kuweit Saudi-Arabien Iran Irak Kanada Algerien Indonesien Libyen Mexiko Kuweit: neutrale Zone Argentinien Rumänien insgesamt
desto besser w e g k o m m e n . Die Niederlande, die besonders g u t abschneiden, u n d G r o ß b r i t a n n i e n sind d a h e r bereit, die K o n v e n t i o n baldigst zu unterzeichnen, w ä h r e n d f ü r Belgien u n d W e s t d e u t s c h l a n d diese Lösung schwerlich a n n e h m b a r sein wird. Mehrere L ä n d e r sahen sich bereits v e r a n l a ß t , ihre R e c h t e geltend zu m a c h e n . So teilte die Regierung der Niederlande interessierten Ölgesellschaften mit, d a ß sie v o n ihr nicht gen e h m i g t e B o h r u n g e n a u ß e r h a l b ihrer Dreimeilenzone als u n f r e u n d l i c h e n A k t ansehen w ü r d e . D ä n e m a r k forderte v o n einer a m e r i k a n i s c h e n Gesellschaft die H e r a u s g a b e der vor der dänischen K ü s t e gewonnenen geophysikalischen Meßergebnisse u n d die Einstellung der E r k u n d u n g . Das westdeutsche O b e r b e r g a m t m a c h t e im März 1963 gegenüber einem K o n s o r t i u m v o n deutschen u n d ausländischen Gesellschaften die Zusage auf Konzessionen f ü r das w e s t d e u t s c h e OftshoreGebiet v o n der baldigen K l ä r u n g der Rechtsverhältnisse abhängig. Die bereits v o n einer P l a t t f o r m aus niedergebrachte B o h r u n g 20 k m vor B o r k u m u n d die f ü r 1964 geplante zweite B o h r u n g v o n einer Bohrinsel amerikanischer Herstellung aus m a c h e n diese K l ä r u n g dringend erforderlich. Das große Interesse der Ölgesellschaften f ü r das Gebiet nordöstlich von B o r k u m , wo die amerikanische Gesellschaft Amoseas in 14 k m A b s t a n d v o n der Insel ihre P l a t t f o r m absetzen will, d e u t e t d a r a u f , d a ß d o r t eine langgestreckte
373 205 170 98 81 73 56 36 24 23 21 17 16 14 12
361 186 167 92 76 65 49 33 20 23 8 16 13 14 12
29 15 13 7 6 6 4 3 2 2 2 1 1 1 1
30 15 14 8 6 5 4 3 2 2 1 1 1 1 1
1219
1135
93
94
Die F ö r d e r u n g s z u n a h m e b e t r ä g t d e m n a c h bei der U d S S R 19 Mill. t, bei den USA 12, bei Venezuela 3, K u w e i t 6, SaudiA r a b i e n 5, I r a n 8, I r a k 7, Algerien 4, K a n a d a 3, bei L i b y e n aber 13 Mill. t . Eine baldige E r d ö l v e r k n a p p u n g ist nicht zu e r w a r t e n , d e n n die nachgewiesenen V o r r ä t e b e t r u g e n u m die J a h r e s w e n d e 50 Mrd. t, die wahrscheinlichen r u n d 500 Mrd. t . Die W e l t j a h r e s f ö r d e r u n g e n seit Beginn der industriellen F ö r d e r u n g (etwa 1859) werden wie folgt a n g e g e b e n : 1859 1900 1920 1930
Mill, t Beginn 20 100 200
1940 1950 1959 1963
Mill, t 300 500 1000 1300
Die W e l t e r d g a s v o r r ä t e werden auf 20 Bill, m 3 m i t d e m Heizwert v o n 20 Mrd. t Erdöl angegeben. —Ha— Entwicklung der französischen Erdölförderung Die französische E r d ö l f ö r d e r u n g h a t sich in d e n l e t z t e n drei J a h r e n wie folgt entwickelt ( „ B r e n n s t o f f - C h e m i e " , 1/64): 1963
1961
1962
Sahara Frankreich Gabun und Kongo
15,6 Mill, t 2,2 Mill, t 0,8 Mill, t
20,4 Mill, t 2,4 Mill, t 0,95 Mill, t
23,6 Mill, t 2,5 Mill, t 0,95 Mill, t
insgesamt
18,6 Mill, t
23,75 Mill. t.
27,05 Mill. t.
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6 Nachrichten und Informationen
335
Erdöl und Erdgas 1963 in Westdeutschland
Rauchlose Steinkohlenbriketts
Die E r d ö l - u n d E r d g a s f ö r d e r u n g erreichte 1963 gegenüber 1962 in d e n einzelnen Gebieten W e s t d e u t s c h l a n d s (nach „ E r d ö l u n d K o h l e " , Nr. 1, 1964) folgende P r o d u k t i o n s ziffern :
Belgische Kohlengesellschaften beabsichtigen, in Zolder ein W e r k f ü r die Herstellung rauchloser S t e i n k o h l e n b r i k e t t s auf der Basis v o n F e t t k o h l e zu errichten. U m die vorgesehene A n f a n g s k a p a z i t ä t v o n 180000 t ( „ B r e n n s t o f f - C h e m i e " , 1/64) b a l d v e r d o p p e l n zu k ö n n e n , e r w ä g t m a n , eine zweite A n l a g e zu errichten. Die P r o d u k t i o n will m a n bereits 1965 a u f nehmen. —s-
A. Erdöl (in t) 1963
1962
nördlich der Elbe zwischen Elbe und Weser zwischen Weser und Ems westlich der Ems Oberrheintal Alpenvorland
800024 2378738 1709720 1982505 250246 261467
743909 2209409 1624141 1772276 235408 191210
insgesamt
7382700
6776353
1963
1962
zwischen Elbe und Weser zwischen Weser und Ems westlich der Ems Oberrheintal Alpenvorland
33622 338558 262132 65684 214998
24251 142172 171962 70974 207133
insgesamt
914994
616492
s
B. Erdgas (in 1000 m )
- H a Neuer Erdgasfund in Italien E i n neues E r d g a s v o r k o m m e n , dessen V o r r ä t e auf r u n d 10 Mrd. m 3 g e s c h ä t z t werden, w u r d e in der italienischen Provinz Foggia bei den O r t e n Ascoli, S a t r i a n o u n d Deliceto e n t d e c k t . 10 f ü n d i g e B o h r u n g e n f ö r d e r n d o r t j e t z t aus e t w a 900 k m Teufe z u s a m m e n e t w a 1 Mill. m 3 täglich. Das zugleich in S p u r e n g e f u n d e n e E r d ö l k o m m t wirtschaftlich n i c h t in B e t r a c h t . Die volle N u t z u n g des Erdgases in der P r o v i n z Foggia selbst w ü r d e e t w a eine V e r d o p p e l u n g des U m f a n g s der d o r t einstweilen v o r h a n d e n e n I n d u s t r i e erfordern. — Ha —
Kohle Stein- und Braunkohle 1968 in Westdeutschland E i n e r Übersicht, die in „ G l ü c k a u f " , 15. 1. 1964, gegeben wird, e n t n e h m e n wir die n a c h s t e h e n d e n Produktionsziffern (in 1000 t) v o n Steinkohle u n d B r a u n k o h l e in W e s t d e u t s c h l a n d 1963 u n d stellen sie der P r o d u k t i o n v o n 1956 gegenüber. Ruhr Aachen Niedersachsen Steinkohle Zechenkoks Hüttenkoks Steinkohlenbrikette
Braunkohle
Braunkohlenbriketts
1956 124627 1963 117145 1956 38036 1963 31790 1744 1956 1268 1963 1956 1963
7208 7785 1338 1922
2572 2260 199 -
Saar 16956 14915 1021 1496 3313 3085
Sonstige
Zusammen
151363 142105 40594 35208 2228 7196 2292 6645
435 6203 558 830 565 4956 Rhein- Helm- Hessen Bayern zusammen stedt land
1956 1963
82128 90066
6717 6798
3567 4072
1956 1963
15222 14163
1499 1506
83 -
7196 6351 PechkohleBayern 1745 2823 95235 1842 5618 106554 Schwelkoks gesamt 154 167
16985 585 15836 600 -Ha-
Stein- und Braunkohle 1963 in Westdeutschland Die w e s t d e u t s c h e S t e i n k o h l e n f ö r d e r u n g ist 1963 m i t 142116000 t gegenüber 141135600 t (1962) u m 980400 t angestiegen. Die P r o d u k t i o n v o n Zechenkoks ging jedoch v o n 35951300 t (1962) auf 3 5 1 1 1 9 0 0 t zurück. E i n e n Anstieg zeigt w i e d e r u m die w e s t d e u t s c h e B r a u n k o h l e n f ö r d e r u n g . Sie e r h ö h t e sich v o n 101250 500 t (1962) auf 106 657 700 t . Der w e s t d e u t s c h e K o h l e n e x p o r t b e t r u g 1963 3 0 5 9 6 0 0 0 t, 297000 t m e h r als 1962 ( „ B e r g b a u - W i s s e n s c h a f t e n , Nr. 4, 1964). - H a -
Sonstiges Die Weltstahlerzeugung 1963 Die W e l t s t a h l e r z e u g u n g ist 1963 auf eine neue R e k o r d höhe angewachsen. Sie b e t r u g n a c h A n g a b e n des statistischen A m t s der M o n t a n u n i o n 373 Mill, t u n d d a m i t 21 Mill, t = 6 % m e h r als im V o r j a h r . Die sozialistischen L ä n d e r insg e s a m t h a b e n m i t 105 Mill, t, w o v o n die U d S S R 80 Mill, t produzierte, n u n m e h r die 100,1 Mill, t der USA überholt, obwohl diese eine Steigerung u m 1 0 % darstellen. Die 6 E W G L ä n d e r blieben f a s t u n v e r ä n d e r t bei 73,2 Mill, t, wobei W e s t d e u t s c h l a n d einen R ü c k g a n g u m 3 % (1 Mill, t v o n 31,6 Mill, t) aufweist. F a s t dieselbe Höhe, aber bei 1 4 , 4 % Steigerung, erreichte J a p a n m i t 31,5 Mill. t . —Ha—
Eisenerze in Israel Die s e d i m e n t ä r e Eisenerzlagerstätte H a r R a m i n liegt a m O s t a b h a n g der Naphtali-Berge. Nach den bisherigen U n t e r suchungsergebnissen h a t die an K a l k e des Oberen A p t s gek n ü p f t e L a g e r s t ä t t e eine streichende E r s t r e c k u n g von 4 k m . Sie fällt bis 21° n a c h S W ein. Der Fe-Gehalt b e t r ä g t 2 6 - 2 8 % ( „ E r z b e r g b a u & M e t a l l h ü t t e n w e s e n " 1/64). Das vor allem in h a r t e n 1,5 m m ä c h t i g e n K a l k s t e i n e n a u f t r e t e n d e Erz liegt als Goethit in Oolithen v o n 1—0,06 m m vor. U n t e r g e o r d n e t t r i t t es auch eingebettet in weiche Mergel oder Mergeltone a m obersten bzw. u n t e r s t e n Teil des Lagers auf. —s —
Gerät zur Entnahme von Bodenproben nach Art von Bohrkernen W e n n das Gestein, v o n den B o h r p r o b e n e n t n o m m e n , plastisch, brüchig oder feinkörnig ist u n d es bei der Beurteil u n g der geologischen S t r u k t u r a u c h auf die Feststellung des Feuchtigkeitsgehalts a n k o m m t , sind die n a c h d e m bisher üblichen V e r f a h r e n e n t n o m m e n e n P r o b e n zur G e w i n n u n g gen a u e r Ergebnisse u n b r a u c h b a r . Es wird deshalb der Vorschlag g e m a c h t , die B o h r k e r n e d u r c h einen Schlauch zu schützen, der sich beim E i n d r i n g e n des Probenzylinders ü b e r die P r o b e legt u n d ihn b e i m Ziehen u m h ü l l t . I n der Praxis bildet der Schlauch eine an der I n n e n w a n d des Probenzylinders anliegende Auskleidung. E r ist a n beiden E n d e n des Probenzylinders n a c h a u ß e n umgelegt, wobei an d e m an der Bohrlochseite gelegenen E n d e ein Schneidschuh a b n e h m b a r befestigt ist. H i e r d u r c h wird erreicht, d a ß sich der Schlauch beim E i n s a t z der V o r r i c h t u n g n i c h t ü b e r den K e r n oder die Probe zu s t ü l p e n b r a u c h t . Zahlreiche u n d u n t e r den verschiedenartigsten Verhältnissen d u r c h g e f ü h r t e Versuche h a b e n gezeigt, d a ß die zur V e r f ü g u n g stehenden K u n s t s t o f f e so reiß- u n d verschleißfest sind, d a ß das Einschieben des P r o b e m a t e r i a l s keine Beschädigung a m Schlauch h e r v o r r u f t . W e n n das Gerät, welches z u n ä c h s t a m Gehäuse G h ä n g t , die Bohrlochsohle erreicht, schiebt sich der Probenzylinder 1
Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 10 (1964), Heft 6 Kurznachrichten
336 nach oben in das Gehäuse G hinein und n i m m t die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. U m den Zylinder 1 mit Material zu füllen, werden mit Hilfe des R a m m g e w i c h t s R Schläge auf die Oberseite des Oberteils 7 ausgeübt. Der Probenzylinder 1 k a n n sich hierbei ohne weiteres mit Material füllen, weil er an seinem oberen E n d e über die Öffnungen Ö v Ö 2 mit der Außenseite der Vorrichtung in Verbindung steht und die Folienauskleidung dem Material geringen Reibungswiderstand entgegensetzt. Sobald der Probenzylinder durch W i r k u n g des R a m m g e w i c h t s R ausreichend tief in das als Probe zu entnehmende Material eingetrieben worden ist und das Gerät im Bohrloch nach oben gehoben wird, gleitet während des ersten Teils der Hebebewegung das Gehäuse G bis zum Anschlag des R i n ges 3 a m Ring 2 auf dem oberen Ende 7 des Probenzylinders nach oben, wodurch die Dichtung 5 vor die Öffnungen Ö t im Kernrohrteil 1 gelangt. B e i m weiteren Heben des Gehäuses G wirkt das Gewicht des gefüllten Probenzylinders 1 über den R i n g 2 auf den Ring 3, der an der Innenseite des Gehäuses G nach unten bewegbar ist. Der R i n g 3 drückt daher fest auf die schräge Seite 3 b des Dichtungsrings 5, der mit der gegenüberliegenden Schrägseite 4 b an der Abschrägung a m R i n g 4 anliegt. Der Dichtungsring 5 wird durch Keilwirkung unter luftdichtem Verschluß der Öffnungen Ö j gegen den Rohrteil 7 gepreßt. B e i m weiteren Heben wird somit nicht nur der Zylinder 1, sondern auch dieFüllung
des Probenzylinders, die auf Grund des luftdichten Abschlusses der oberen Öffnungen 0 L nicht n a c h unten herausfallen, mit nach oben genommen. DBP.-Anm.: 1160805 H. F r i e d e m a n n Bohrtätigkeit in Westdeutschland I n W e s t d e u t s c h l a n d wurden im J a h r e 1 9 6 3 433 840 B o h r meter auf Erdöl niedergebracht. D a m i t lagen die Bohrleistungen u m 7 0 3 0 0 m bzw. 1 3 , 9 % niedriger als im vergangenen J a h r („Brennstoff-Chemie' : , 2/1964). Die Durchschnittstiefe erhöhte sich von rd. 1400 m im J a h r e 1960 auf 1 9 4 5 m im J a h r e 1963. V o n den 1 9 6 3 beendeten 223 Tiefbohrungen waren 145, d. h. 6 5 % , gas- oder ölfündig. I m J a h r e 1962 wurden 6 9 % der niedergebrachten Bohrungen fündig. Die B o h r m e t e r verteilen sich wie folgt: Weser-Ems-Gebiet Schleswig-Holstein Alpenvorland Hannover Emsland Oberrheintal
105 Bohrkilometer 90 VI 08 58 34
Die restlichen B o h r m e t e r entfallen auf das Weserbergland und das Münsterland. V o n den im J a h r e 1963 niedergebrachten 46 Aufschlußbohrungen wurden zwei ölfündig; vier Sonden trafen bisher u n b e k a n n t e Gasvorkommen an. Abgeteufte B o h r m e t e r im J a h r e 1963
Aufschlußbohrungen Erweiterungsbohrungen Produktionsbohrungen Hilfsbohrungen
1962
1963
112053 92345 290310 9419
124834 89334 200088 19584
504133
433840 —s —
Kurznachrichten Das Forschungsschiff „Amasis" der „ P r a k l a " (Gesellschaft für praktische Lagerstättenforschung) h a t 1963 eine S t r e c k e von 5 bis 6000 k m auf dem Meeresboden der Nordsee erforscht. Östlich v o m Feuerschiff „ B o r k u m r i f f " werden auf Grund der Vermessungsergebnisse Probebohrungen auf Öl und Gas durchgeführt. Libyen, das seine Erdölförderung von 8,4 Mill, t im V o r j a h r 1 9 6 3 auf 21 Mill. t, also um 1 4 9 % erhöhen konnte, h a t Algerien zwar noch nicht in der Gesamtproduktion des J a h r e s (23,7 Mill. t bei 1 6 % Steigerung), aber nunmehr in der Tagesproduktion überholt. Pakistan h a t 1962 an Erdöl und Erdgas (auf Erdöl umgerechnet) zusammen 1,21 Mill. t produziert, während der V e r b r a u c h 3,26 Mill. t betrug. 0,4 Mill. t E r d ö l wurden aus den Feldern des Potwarplateaus gewonnen, die Erdgasproduktion entsprach 0,8 Mill. t Erdöl. Die Erdölförderung Argentiniens, die von 1 9 5 7 bis 1962 fast verdreifacht werden konnte, weist 1963 mit 1 5 , 5 3 Mill. m 3 gegenüber dem V o r j a h r einen leichten R ü c k g a n g auf. Der höchstgelegene Kohlentagebau der W e l t wurde in 4 0 0 0 m Höhe auf dem Pamir bei K u r t e k u n s k in B e t r i e b genommen. I m Elbegebiet der CSSE wurden bei Jelenice, 5 k m östlich von Melnik, in 400 m Teufe ein Steinkohlenflöz von 4 m Mächtigkeit und 200 m tiefer weitere Flöze entdeckt, womit sich erweist, daß sich die K a r b o n f o r m a t i o n des K l a d n o e r Reviers unter der Kreidetafel von Mittel- und Nordböhmen bis dorthin fortsetzt.
Die Steinkohlenproduktion Australiens im J a h r e 1963 wird auf 24,7 Mill. t gegenüber 2 4 , 5 Mill. t 1 9 6 2 und 1 8 , 4 Mill. t 1 9 5 3 geschätzt. Neu-Südwales, Queensland und S ü d a u s t r a lien lieferten die Mehrproduktion. Die Eisenvorrate der Nimba-Mine in Liberia wurden auf etwa 300 Mill. t H ä m a t i t mit 6 5 % F e geschätzt. E s werden Jahresförderungen von 2,5 Mill. t für 1 9 6 3 und 7 Mill. t für 1964 erwartet. Zur Ausbeutung der großen Eisenerzvorkommen von P i l b a r a in Nordwestaustralien, deren sichere V o r r ä t e m i t 5 Mrd. t angegeben werden, wurde zwischen der Regierung und der H a m e r s l e y - I r o n - P r o p r i e t a r y Co. ein 3 0 - J a h r e V e r t r a g abgeschlossen. Außer den bergbaulichen Anlagen sollen S t r a ß e n und H ä f e n und ein Stahlwerk von 1 Mill. t J a h r e s k a p a z i t ä t g e b a u t werden. Zur Ausbeutung der Kupfervorkommen von Cerro Paseo bei Los Angeles in Chile sollen bis 1 9 6 8 m i t einem Aufwand von 116 Mill. S die erforderlichen Anlagen geschalten werden. Die Förderung von Zink in den USA stieg 1 9 6 3 gegenüber dem V o r j a h r um 3 % und auf 5 2 1 0 0 0 s. t ausbringbaren Zinkgehalt. 1 4 0 0 0 0 s. t Zinkmetall und 3 8 0 0 0 0 s. t Zinkerz wurden importiert. Durch die Einführung eines neuen Verfahrens der Kaligewinnung hofft die brasilianische ,,Cia de A k a l i s " in zwei J a h r e n eine Produktionssteigerung um 4 0 0 t / T a g zu erreichen. Ägypten, das 1963 den Schätzungen n a c h 6 8 5 0 0 0 t Phosphate produzierte, beabsichtigt, diese Produktion bis 1967 auf 1,7 Mill. t jährlich zu erhöhen.
Beihefte zur Zeitschrift
GEOLOGIE
H e f t 3 8 : WKRNEB SCHULZ
Gliederung des Pleistozäns in der Umgebung von Halle (Saale) 1962. 69 Seiten - 31 Abbildungen - 1 Tabelle 17 x 24 cm - DM 8,50
H e f t 3 7 : ROLF SEIH
Petrologische Untersuchungen an kontaktmetaaomatischen Gesteinen vom Ostrand des Brockenmassiva (Harz) 1963. 66 Seiten - 25 Abbildungen - 7 Tabellen 17 x 24 cm - DU 7,50
H e f t 3 8 : YVONNE K I E S E L & D I E T E R LOTSCH
Zur Mikrofauna des südbrandenburgischen Ober* eozäns 1963. 71 Selten einschließlich 16 Bildtafeln — 1 Tabelle - 17 x 24 cm - DM 12.50
H e i t 3 9 : 'WILFRIED KRUTZSCH & D I E T E R LOTSCH
Gliederung und Parallelisierung der Ablagerungen des höheren Eozäns und des tieferen und mittleren Oligozäns in West- und Mitteleuropa und die Lage der Eozän/Oligozän-Grenze in diesem Gebiet 1963. 63 Seiten - 1 Abbildung - 5 Tabellen 17 x 24 cm - DM 9,30
H e f t 4 0 : FRITZ E E U T E R
Die regionalgeologische Stellung der Flechtingen — Roßlauer Scholle, mit einem Beitrag von RENATE
ORTMANN
1964. 66 Seiten — 14 Abbildungen — 3 Tabellen — 1 7 x 2 4 cm - DM 9,90
H e f t 4 1 : K D K T RUCHHOLZ
Stratigraphic und Fazies des Devons der mittleren Harzgeröder Faltenzone im Unterharz und westlich Wernigerode 1964.119 Seiten einschließlich 5 Bildtafeln - 40 Abbildungen - 1 7 x 2 4 cm - DM 1 4 . -
H e f t 4 2 : ALFRED LUDWIO
Stratigraphische "Untersuchung des Pleistozäns der Ostseeküste von der Lübecker Bucht bis Rügen 1964. 143 Selten - 55 Abbildungen - 16 Tabellen 17 x 24 cm - DM 24,40
In Vorbereitung befinden sich folgende Beihefte: GÜNTER J A X K O W S K I
Die Tertiärbeckcn des südöstlichen Harzvorlandes und ihre Beziehungen zur Subrosion Bestellungen einzelner Hefte oder zur Fortsetzung durch eine Buchhandlung erbeten A K A D E M I E . V E R L A G B E R L I N
In den nächsten Heften der
Zeitschrift für angewandte Geologie e r s c h e i n e n u. a . folgende B e i t r ä g e
LEBENSWICHTIG I I . THIEKGÄKTNER : Z u r B e u r t e i l u n g d e r P r o b e n a l i m e a b s t ä n d e u n d des S c h e m a s d e r M i t t e l w e r t b i l d u n g G . SCHTLZE: E r s t e E r g e b n i s s e g e o l o g i s c h e r U n t e r suchungsarbeitenim Gebiet derScholle von Calvörde G . S E I D E L : Z u r A u s b i l d u n g u n d G e n e s e des K a l i lagers S t a ß f u r t im T h ü r i n g e r B e c k e n H . KÄSTNER: B e o b a c h t u n g e n z u m A u f t r e t e n v o n Kohlenwasserstoffen im Werrakaligebiet M . I l A X N E ^ I A X X : Q u a r t ä r b a s i s u n d ä l t e r e s Q u a r t ä r in Ostbrandenburg J . ZIESCÜANG: D i e B e s t i m m u n g d e r W a s s e r d u r c h lässigkeit v o n Lockergesteinsgrundwasserleitern ST. K L I R : W ä r m e g e h a l t v o n Thermalwüssern in der C S S R
E . A . B A R S : Neue hydrochemische und hydrogeologische U n t e r s u c h u n g e n in erdöl- und erdgasführenden Gebieten B . REZÄC: J o d o b r o m - T i e f e n w ä s s e r des O s t r a v a - K a r v i n ä e r R e v i e r s u n d die P e r s p e k t i v e n i h r e r ö k o nomischen Verwertung
FÜR INDUSTRIE UND LANDWIRTSCHAFT
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Leipzig C 1, Martijf-Luflier-Rlng *3 Telefon 776t V . Telex 0512 76
Herauageber: Staatliche Geologische Kommission und Zentrale Vorratskommission für mineralische Rohstoffe der Deutschen Demokratischen Republik. Für die kollektive Chefredaktion: Dr. K.KATJTHR(Redaktionssekretär), Berlin. Redaktion: Berlin N 4, Invalidenstraße 44. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, Berlin W 8. Leipziger StraBe 3 - 4 (Fernsprecher 220441, Telex 011773, Postscheckkonto: Berlin 35021). Bestellnummer des Heftes 1047/10/6. Alleinige Anzeigenannahme DE WAG-WERBUNG, Berlin C 2, Rosenthaler Str. 28/31, und alle DEWAG-Betriebe In den Bezirksstädten der DDR. Die „Zeitschrift für angewandte Geologie" erscheint monatlich. Bezugspreis 2,— DM Je Heft. — Satz und Druck: V E B Druckhaus „Maxim Gorkl", Altenburg. Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1279 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Kartengenehmigung: Nr. 327/64, 366/64, 425/64 und 473/64
SCHRIFTENREIHE DES PRAKTISCHEN GEOLOGEN Herausgegeben im A u f t r a g e der Staatlichen Geologischen K o m m i s s i o n und der Zentralen Vorratskommission für mineralische Rohstoffe der Deutschen Demokratischen R e p u b l i k von Prof. Dr. E. KAUTZSCH, Dr. F . STAMMBERGER, Dr. G. TISCHENDORF
In der „Schriftenreihe des praktischen Geologen" werden auf knappem Raum die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und die modernsten Methoden in der Lagerstättenerkundung behandelt, um sie schnell für die Praxis nutzbar zu machen. Die Schriftenreihe leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung der Aufgabe, die Wissenschaft unmittelbar als Produktivkraft wirksam werden zu lassen. Die einzelnen Bände behandeln wichtige, nach Schwerpunkten ausgewählte Spezialthemen und sind wertvolle Arbeitsmittel für alle in der Praxis tätigen Geologen. Die Schriftenreihe verdient insbesondere auch die Aufmerksamkeit unserer Hoch- und Fachschulen, da die gut ausgestatteten handlichen Bücher bestens geeignet sind, die Studenten mit den Problemen der praktischen Arbeit vertraut zu machen. Bisher
erschienen
B a n d 1 : FRIEDRICH STAMMBERGEB
E i n f ü h r u n g in die B e r e c h n u n g von L a g e r s t ä t t e n v o r r ä t e n fester mineralischer R o h s t o f f e 1956 — 153 Seiten — 78 Abbildungen — 14,7 X 21,5 cm — Halblederin DM 7,50 — vergriffen B a n d 2 : F J O D O R I . WOLFSON
Die Strukturen der endogenen E r z l a g e r s t ä t t e n i960 - 148 Seiten - 76 Abbildungen - 14,7 X 21,5 cm - Halblederin DM 8,— B a n d 3 : R U D O L F MEINHOLD
Erdölgeologie 1962 - 227 Seiten — 95 Abbildungen — 20 Tabellen - 14,7 X 21,5 cm - Halblederin DM 25,50 B a n d 4 : KLAUS LEHNERT • KLAUS ROTHE
Geophysikalische B o h r l o c h m e s s u n g e n 1962 - 300 Seiten — 102 Abbildungen — 14,7 X 21,5 cm — Halblederin DM 33,— B a n d 5 : MICHAIL A . SHDANOW
Methoden der B e r e c h n u n g yon Lagerstättenvorräten a n E r d ö l und E r d g a s 1963 - 172 Seiten - 18 Abbildungen - 29 Tabellen - 14,7 X 21,5 cm - Halblederin DM 2 2 , B a n d 6 : ALEXANDER N . SNARSKIJ
Die geologische B e t r e u u n g heim B o h r e n auf Erdöl und E r d g a s 1 9 6 3 - 2 0 4 Seiten - 80 Abbildungen - 26 Tabellen — 14,7x21,5 cm -
Halblederin DM 22,50
B a n d 7 : ALEXANDER N . SNARSKIJ
S u c h e und E r k u n d u n g von E r d ö l - und E r d g a s l a g e r s t ä t t e n 1963 — 266 Seiten — 93 Abbildungen — 27 Tabellen — 14,7x21,5 cm — Halblederin DM 27,— B a n d 8 : ALEXANDER N . SNARSKIJ
D i e g e o l o g i s c h e n G r u n d l a g e n des A b b a u s von Erdöl- und E r d g a s l a g e r s t ä t t e n 1964 — 279 Seiten — 91 Abbildungen — 26 Tabellen — 14,7x21,5 cm — Halblederin DM 20,— In V o r b e r e i t u n g B a n d 9 : FRIEDRICH STAMMBERQER
Theoretische Grundlagen der B e m u s t e r u n g von L a g e r s t ä t t e n nutzbarer R o h s t o f f e B a n d 1 0 : D . S . KORSHINSKIJ
Grundlagen der m e t a s o m a t i s c h c n Prozesse (Arbeitstitel) Bestellungen durch eine Buchhandlung A
K
A
D
E
M
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V
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R
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