Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 15, Heft 10 Oktober 1969 [Reprint 2021 ed.] 9783112561560, 9783112561553

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ZEITSCHRIFT FÜR ANQEWANDTE QEOLOQIE HERAUSGEGEBEN VOM ZENTRALEN GEOLOGISCHEN

INSTITUT

I M A U F T R A G DES STAATSSEKRETARIATS

FÜR

GEOLOGIE

A U S DEM INHALT

V . I. Smirnow Über die Quellen der Substanz endogener Erzlagerstätten C. Freese, W. Jung & G. Meyer Zu einem Lagerstättenplanungsmodell im Kupferschieferbergbau J . J . Glogoszowski & J . Sliwiok Fettsäuren in Erdölen und in der dispersen organischen Substanz E. Stolle Abgrenzung der Vorratsklassen von Kaliflözen nach dem mittleren Fehler des nutzbaren Flächenanteils 0 . Wagenbreth Lagerstätten der Werkund Dekorationssteine in der DDR B . - J . Bellmann Böschungsausbrüche im Brfickentiefschnitt des Tagebaus Böhlen und ihre geologischen Ursachen

A K A D E M I E

- V E R L A G

'

B E R L I N

BAND 1 5 / H E F T I V / OKTOBER 1 9 6 9 SEITE 5 0 3 - 5 5 8

CONTENTS

INHALT

COflEPJKAHME

Ü b e r die Quellen der S u b s t a n z endogener E r z l a g e r s t ä t t e n

0 6 HCTOHHHKax BemecTBa 3H^oreHHbix MecTopomfleHHñ nonesHiix HCKonaeMux

On t h e Sources of t h e S u b s t a n c e 503 of E n d o g e n i c Ore Deposits

C. FREESE, W . ZU einem L a g e r s t ä t t e n p l a n u n g s JUNG & G. MEYER modell i m K u p f e r s c h i e f e r b e r g bau

0 MouejiH nnaHHpoBaHHH MecTopOJK^GHHH B pa3paßoTKe MeSHCToro cjiaHna

On a Model for P l a n n i n g Deposits 512 in Copper Schist Mining

J.

J . GtOGOSZOW- F e t t s ä u r e n in Erdölen u n d in der SKI & J . SLIWIOK dispersen organischen S u b s t a n z

JKíipHUe KI1CJI0TLI B He$THX II pacceHHHOM oprammecKOM BemecTBe

F a t t y Acids in P e t r o l e u m s a n d in 523 t h e Disperse Organic S u b s t a n c c

P . DOSTAL & F . MAY

Z u r A n w e n d u n g stabiler Isotope in d e r Geochemie

0 npHMeHeHHH yCTOftHHBHX H30TONOB B reoxHMHH floKnafl o 2-OM CHMII03HyM6

Use of Stable Isotopes in Geochem- 527 istry R e p o r t of t h e Second Symposium

E.STOLLE

A b g r e n z u n g der V o r r a t s k l a s s c n v o n Kaliflözen n a c h d e m m i t t leren Fehler des n u t z b a r e n Flächenanteils

Pa3rpaHHieHHe raiaccoB 3 a n a COB nnacTOB KajmiiHoii COJIH no cpe«Heit oiimóne ROJIH n0Jie3H0ft n n o m a ^ H

D e l i m i t a t i o n of t h e Classes of 530 Reserves of P o t a s h Scams b y t h e Mean E r r o r of t h e Useful Surface Portion

0 . WAGENBRETH

L a g e r s t ä t t e n der W e r k und Dekorationssteine in der D D R

MecTopoHtÄeHHH cTpoHTejibHoro H ÄeKOpaTHBHOrO KaMHH B

Free- a n d D e c o r a t i o n Stone Dc- 53G posits in tlio G. D. R .

B ö s c h u n g s a u s b r ü c h e im B r ü c k e n t i e f s c h n i t t des T a g e b a u s Böhlen u n d ihre geologischen U r s a c h e n

06BAJIBI

Slope Failures in t h e Bridge Deep- 548 Cut of Bohlen O p e n c a s t Mine a n d their Geological Causes

W . I . SMIRNOW

H . - J . BELLMANN

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MOCTOBOM

BHpe3e OTKpblTOÖ paBpaÖOTKII BéjieH H HX reonoriiiecKHe npHHHiibi

Besprechungen und Referate, Informationen, Kurznachrichten

552

Redaktionsbeirat P r o f . Dipl.-Berging. K . B Ü H R I G , N o r d h a u s e n - Prof. Dr. 0 . G E H L , Schwerin — Prof. Dr. R . H O H L , Halle (Saale) — Prof. D r . E . K A U T Z S C H , Berlin — Prof. Dr. R . L A U T E R B A C H , Leipzig - Dr. R . M E I N H O L D , Freiberg (Sa.) - Dr. G. N O S S K E , Leipzig Dr. H . R E H , J e n a — Prof. D r . H . J . R Ö S L E R , Freiberg (Sa.) - Prof. Dr. A. W A T Z N A U E R , Freiberg (Sa.) - Dr. R . W I E N H O L Z Gommern. Die Z E I T S C H R I F T F Ü R A N G E W A N D T E G E O L O G I E b e r i c h t e t s t ä n d i g ü b e r folgende Arbeitsgebiete: Geologische G r u n d l a g e n f o r s c h u n g u n d L a g e r s t ä t t e n f o r s c h u n g / Methodik der geologischen E r k u n d u n g / Ökonomie u n d P l a n u n g der geologischen E r k u n d u n g / T e c h n i k der geologischen E r k u n d u n g / Geologie u n d L a g e r s t ä t t e n k u n d e i m A u s l a n d . I n der Zeitschrift k ö n n e n alle s t r i t t i g e n F r a g e n der p r a k t i s c h e n Geologie b e h a n d e l t w e r d e n . Die A u t o r e n ü b e r n e h m e n f ü r ihre A u f s ä t z e die übliche V e r a n t w o r t u n g .

ZEITSCHRIFT r^l—IT") r U I x

ANQBWANDTE QEOLOQIE

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J f l P B L S ^ f A hv^J&trK M I f r ^ « k X Y i i F

K O L L E K T I V E CHEFREDAKTION Dr. K . K A U T E R (Redaktionssekretär) Dr. K . K A U T E R (Redaktionssekretär) Prof. Dr. F . S T A M M B E R G E R P r o f ' D r - F - STAMM B E R G E R Dr. habü. G. X I S C H E N D O R F

Trägerder Ehrennadel in Gold

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B A N D 15 • O K T O B E R 1 9 6 9 - H E F T 10

Über die Quellen der Substanz endogener Erzlagerstätten W . I . SMIKKOW, Moskau

Gegenwärtig sind wir in der Lage, in erster Annäherung drei Gruppen von Quellen der E r z s u b s t a n z , die in die B i l d u n g endogener E r z l a g e r s t ä t t e n einging, anzun e h m e n : 1. eine juvenile Gruppe, die m i t dem subk r u s t a l e n Mugina hasultoider Zusammensetzung verk n ü p f t ist;; 2. eine Assimilationsgruppe, die in geringerer T e u f e a u f t r e t e n d e n palingenen Magmen der E r d k r u s t e vorzugsweise granitoidischer Zusammensetzung ents t a m m t ; 3. Infiltrationserzkörper, die durch Mobilisation erzführender S u b s t a n z e n auf den Zirkulationswegen aggressiver, h y d r o t h e r m a l e r Lösungen unterschiedlicher E n t s t e h u n g ( m a g m a t o g e n , m e t a m o r p h o g e n , exogen) e n t s t a n d e n . W i r sind noch n i c h t in der L a g e , alle endogenen Lagers t ä t t e n diesen drei Gruppen zuzuordnen, j e d o c h b e s t e h t bereits die Möglichkeit, c h a r a k t e r i s t i s c h e Beispiele von Bildungen a n z u g e b e n , die ziemlich sicher zu diesen Gruppen gehören. Zur ersten L a g e r s ü l t t e n g r u p p e , deren S u b s t a n z in der 1 l a u p t s a c h c juveniler E n t s t e h u n g ist und die m i t dem subkrustalen M a g m a z u s a m m e n h ä n g t , gehören Lagers t ä t t e n , die m i t basaltoiden F o r m a t i o n e n m a g m a t i s c h e r Gesteine der frühen Stadien des geosynldinalen Zyklus sowie m i t analogen F o r m a t i o n e n a k t i v i e r t e r P l a t t f o r m e n assoziiert sind. Zur zweiten L a g e r s t ä t t e n g r u p p e , deren S u b s t a n z aus palingenen M a g m e n s t a m m t , gehören die besonders charakteristischen postmagmatischen Erzlagerstätten der G r a n i t f o r m a t i o n e n m i t t l e r e r und später Stadien der geosynldinalen E n t w i c k l u n g . Zur dritten Gruppe a u ß e r m a g m a t i s c h e r Quellen von i n f i l t r a t i o n s e h a r a k t e r gehören möglicherweise einige schiehtförmige L a g e r s t ä t t e n der abschließenden Stadien des Geosynklinalzyklus und der P l a t t f o r m e t a p p e der geologischen E n t w i c k l u n g .

Die juvenile Gruppe E n d o g e n e L a g e r s t ä t t e n mineralischer Rohstoffe, die sich u n t e r Zuführung i h r e r mineralischen S u b s t a n z aus juvenilen Quellen des subkrustalen basaltoiden Magmas Umgang des Manuskripts in der Redaktion: 5. 6 . 1 9 6 9 . Erweiterter Text eines Berichtes für die gemeinsame Sitzung der Sektion Geowissenschaften der Akademie der Wissenschaften der UdSSR vom 19. November 1908. Ubers.: W. TOBIAS. 1

Angewandte Geologie, Heft 10/69

bilden, t r e t e n im R a h m e n v o n Zerrungen in Teilen der E r d k r u s t e auf. Derartige Bedingungen t r e t e n im R a h m e n eines normalen Zyklus der E r d k r u s t e n e n t w i c k l u n g zweimal a u f : zunächst in einem frühen, dem eigentlichen Geosynklinalstadium der Geosynklinaletappe — in den Trögen der Eugeosynklinalen — , zum zweiten in der P l a t t f o i m e t a p p e in den großen Tiefenbruchzonen. In beiden F ä l l e n zeichnet sich die E r d k r u s t e in den Zonen der E r z b i l d u n g durch eine verringerte Mächtigkeit, d. h. durch eine s t a r k e Ausbildung der B a s a l t s c h a l e und eine Verringerung der Granitschale, örtlich bis zur vollständigen U n t e r d r ü c k u n g der letzteren, aus. Der A b s t a n d bis zur MOHOBOVIÖIÖ-Diskontinuität bleibt in den Trögen der Eugeosynklinalen unter 2 5 — 3 5 k m . Längs der P l a t t f o r m b r ü c h e , welche den basaltoiden Magmatismus und die Erzbildung b e s t i m m e n , ist diese Tiefenlage ebenfalls n i c h t bedeutend, nämlich 2 5 — 2 7 , 5 k m (STRACHOW 1968). Magmatismus und endogene Erzbildung in den frühen Stadien des Geosynklinalzyklus t r e t e n nur u n t e r den Bedingungen der Eugeosynklinalen auf. In diesem S t a d i u m bilden sich vier H a u p t f o r m a t i o n e n m a g m a t i scher Gesteine und durch sie bedingte m a g m a t o g e n e E r z l a g e r s t ä t t e n : 1. die perioditische m i t m a g m a t i s c h e n E r z l a g e r s t ä t t e n des Chromits, Osmiums und Iridiums; 2. die gabbroide m i t m a g m a t i s c h e n L a g e r s t ä t t e n an T i t a n o m a g n e t i t , P l a t i n und P a l l a d i u m ; 3. die plagiogranit-syenitisehe m i t S k a r n l a g e r s t ä t t e n des Eisens und des K u p f e r s ; 4. die vulkanogene s u b m a r i n e SpillitK e r a t o p h y r - F o r m a t i o n m i t L a g e r s t ä t t e n v o n Eisen-, Kupfer- und Zinksulfiden sowie oxydischen E i s e n und Manganerzen. Zu den basaltoiden F o r m a t i o n e n der a k t i v i e r t e n P l a t t formen gehören: 1. die T r a p p f o r m a t i o n m i t m a g m a tischen L a g e r s t ä t t e n sulfidischer und Kupfer-NickelE r z e ; 2. die kimberlitische m i t D i a m a n t v o r k o m m e n m a g m a t i s c h e r H e r k u n f t ; 3. die F o r m a t i o n ultrabasischer alkalischer Gesteine m i t L a g e r s t ä t t e n von B u n t m e t a l l e n und seltenen E l e m e n t e n in K a r b o n a t i t e n . U b e r die juvenilen t i e f e n m a g m a t i s c h e n , wahrscheinlich subkrustalen Quellen des Eisens, Mangans, V a n a diums, T i t a n s , Chroms und der P l a t i n m e t a l l e in magm a t i s c h e n L a g e r s t ä t t e n früher S t a d i e n , die Fazies von aus großer Tiefe s t a m m e n d e n basischen Gesteinen darstellen, k ö n n e n k a u m Zweifel bestehen. E i n e sorgfältige Untersuchung erfordert die H e r k u n f t der erzbildenden

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 15 (196»), Heft l ü

SauKN'OW / Substanz endogener Erzlagerstätten

504 S u b s t a n z der Kies- und der S k a m l a g e r s t ä t t e n dieses Stadiums. F ü r die Kieslagerstätten k a n n bei derartigen Untersuchungen Schwefel als guter Indikator dienen. Zur Zeit h a t sich ein ziemlich umfangreiches Material über die Variationen der Schwefelisotope in Kieslagerstätten, wie in A b b . 1 wiedergegeben, angesammelt. In den unterpaläozoischen Kieslagerstätten des Urals liegt das Verhältnis der Isotope 3 2 S zu 3 4 S in Pyriten und anderen Sulfiden nach den Angaben von A. P. WISTOGBADOW, M. S. TSCHUPACHTN & W. A. GRINENKO (1956) sowie nach

Meteoriten—Sulfide Sulfide basischer£ruptiva —Schwefelwasserstoff sedimentäre Sulfide hydrothermale Sulfide telethermale Sulfide Sulfide von Cu-NiLagerstätten

Sudburry (1) Petschenga (2) Norilsk (3)

N . W . P E T R O W S K A J A & L . N . GRINENKO (1962) u . a. i m

Bereich von 22,10—22,20. In den paläozoischen, mesozoischen und känozoischen Kieslagerstätten des K a u k a s u s liegt es nach den Angaben von N. S. SKRIPTSCHENKO u. a. (1963), E . A. SAGATELJAN & L. N. GEINENKO (1964), W. A. BUADSE U. a. im Bereich von 22,11—22,42. In den Sulfiden der miozänen Kieslagerstätten J a p a n s (Typ „ K u r o k o " ) b e t r ä g t dieses Verhältnis nach den Materialien v o n W . AULT & L . KAPL (1960), T. TATSUMO (1965), W. I. SMIRNOW (1968) u. a. 2 2 , 0 6 - 2 2 , 3 3 . N a c h T . TATSUMO ist dieser Bereich bereits für die alten Kieslagerstätten J a p a n s in Hitachi mit 22,14—22,16 typisch. In den proterozoischen Kieserzen Schwedens (Boliden) schwankt dieses Verhältnis nach S. GAVELIN u. a. (1960) etwa zwischen 22,10 und 22,30. Auf diese Weise ist das Verhältnis der Schwefelisotopc in den Sulfiden der Mehrzahl von Kieslagerstätten durch einen engen Variationsbereich gekennzeichnet, der in Annäherung an den S t a n d a r d von Meteoriten durch einen etwas höheren Gehalt der schweren Isotope und ihre isolierte L a g e außerhalb des Bereiches biogenen Schwefels gekennzeichnet ist. All dies bezeugt eindeutig die primär-juvenile m a g m a t o g e n e , höchstwahrscheinlich im Mantel gelegene Quelle des Schwefels von Kieslagerstätten. In Verbindung mit dem über die Variationen der Schwefelisotope Dargelegten sind zwei Beispiele interessant. D a s erste betrifft die Variation des Schwefelisotopenverhältnisses in den Kieslagerstätten von R a m m e i s b e r g und Meggen. Hier ist nach den Angaben von

G. ANGER,

H . N I E L S E N U. a . ( 1 9 6 6 ) ,

F . BUSCHEN-

DORF, H. NIELSEN U. a. (1963) die S p a n n e des Schwefelisotopenverhältnisses breiter und liegt zwischen 22,80 und 22,40, unter Einschluß des Bereichs biogenen Schwefels. J e d o c h weichen diese L a g e r s t ä t t e n von den klassischen Kieserzen dahingehend ab, daß sie nicht in vulkanogenen, sondern in sedimentären Gesteinen auftreten, die deren entfernte fazielle Analoga darstellen. Im Zus a m m e n h a n g d a m i t ist. wie G. ANGER U. a. annehmen, ein Teil des Schwefels in diesen Kieslagerstätten, die sich auf dem Boden des Devonmeeres gebildet haben, an die sulfatreduzierende Tätigkeit von Bodenbakterien gebunden. Des weiteren sei daran erinnert, daß die Variationen der Schwefelisotope in den Sulfaten v o n Kieslagerstätten wie Gips und B a r y t immer geringer sind als in den Sulfiden. E s ist dies ein besonderes, ziemlich kompliziertes geochemisches Problem, das hier nicht behandelt werden soll. E s sei lediglich auf den Versuch verwiesen, jenes Problem durch Fraktionierung der Isotope dieses Elements infolge des thermodynainischen und genetischen E f f e k t e s zu erklären (WINOGRADOW 1966). W a s die anderen Elemente der Kies- und S k a m l a g e r stätten betrifft, so muß m a n sich mit ihnen besonders

kiesige Lagerstätten

Utschali (4) , Sibaj (5) ' südlicher Ural (6) mittlerer Ural (7) nördlicher Kaukasus (8) Kleiner Kaukasus (9) Schwarzerze Japans-Miozän (10) ältere Lagerstätten Japans (11) Boliden (12) —1 Rammeisberg (13) Meggen (14)

21,202140 21,60 21,80 22,00 2220 22,40 22,60 22,80 230023.20 23.40 S 3 2 / S 3 4 Sulfatschwefelbereich —i j — biogenerSchwefelbereich

Abb. 1. Variation des Scliwefelisotopenbestandes von Sulfiden 1 - I I . JENSEN ( 1 9 5 9 ) ; 2 - L . GKINENKO, W . GKINEXKO, I . LJACIIXIT/,LIAJA ( 1 9 6 7 ) ; 3 - A . WINOGKADOW, L . GEINENKO ( 1 9 6 4 ) ; 4 - N . PETHOAVSKAJA, L . GEINENKO ( 1 9 6 2 ) ; 5 - L. GEINENKO ( 1 9 6 3 ) ; 6 - A . WINOGEADOTT, M . TSCHUPACHIN u . a . ( 1 9 5 6 ) ; 7 — d e s g l . ; 8 — ST. SKRIPTSCHENKO, N . WESSELOWSKIJ U. a . ( 1 9 6 3 ) ; 9 - E . SAGATEL.TAN, L. GMNENKO ( 1 9 6 4 ) ; 1 0 - W . BUADSE, J . L . K U L P ( 1 9 6 0 ) ; 11 - TATSUO XATSTOU ( 1 9 6 5 ) , SMIKNOTV ( 1 9 6 8 ) ; 12 - S . GAVELIN U. a . ( 1 9 6 0 ) ; 13 - G. ANGEE, H . N I E L SEN u . a . ( 1 9 6 6 ) ; 14 - F . BUSCHENDOIIE, H . N I E L S E N U. a . ( 1 9 6 3 )

beschäftigen. Die juvenile H e r k u n f t von K u p f e r und Zink ist im Lichte des Obendargelegten für diese Gruppe von L a g e r s t ä t t e n hinreichend wahrscheinlich. Komplizierter sieht die Angelegenheit bei Eisen aus. E s wird die Meinung geäußert, daß das Eisen sowohl bei der B i l d u n g von Kies- als auch von S k a m l a g e r s t ä t t e n aus den umliegenden Gesteinen s t a m m t . So stellen nach Meinungeiniger Geologen Kieslager eine Anreicherung der K o m ponenten dar, die aus den ursprünglichen Gesteinen bei deren Verdrängung durch quarz-serizitische Neubildungen ausgelaugt wurden. Hierbei wird angenommen, daß das Eisen der Sulfide aus dem Nebengestein ausgelaugt und in die Kieslager übergeführt wurde. J e d o c h stößt eine solche Konzeption auf eine Reihe ihr widersprechender F a k t e n : 1. E s existieren Kieslagerstätten, die nicht von einer Serizitisierung begleitet werden, sondern von einer Chloritisierung, die nicht durch E i s e n a b f u h r , sondern durch Eisenzufuhr charakterisiert ist ( L a g e r s t ä t t e n der Türkei nach H . BORCHERT 1960). 2. Die Abmessungen der Kieserzkörper und der Serizitisierungszonen (deren E r s t r e c k u n g m a n c h m a l insgesamt nur 0 , 2 — 0 , 4 % der Mächtigkeit der Erzkörper beträgt, z. B . B l j a w a im Ural) stehen nicht im E i n k l a n g miteinander. 3. Die E i s e n a b f u h r wird durch die Gesamtelementbilanz der betreffenden U m l a g e r u n g s p r o d u k t e in Verbindung mit der Veränderung der Nebengesteine nicht

Zeitschrift tür angewandte Geologie, Bd. 15 (1969), Hett 10

SMIRNOW / Substanz endogener Erzlagerstätten

bestätigt. Der Eisengebalt b e t r ä g t nach den Angaben einer Vielzahl von Analysen (in % ) i n : Porphyritcn und Andesiten Albitophyren Quarzit-Serizit-Sehiefern Chlorit-Schiefern

8,5 5,2 1,8 15,7

Aus diesen Angaben geht hervor, daß aus einer Tonne sauren Gesteins während der U m b i l d u n g in QuarzSerizit-Schiefer etwa 30 k g und aus einer Tonne basischen Gesteins 70 kg Eisen fortgeführt werden. Dagegen ist zur Bildung v o n Chlorit-Schiefern eine Zufuhr von Eisen erforderlich, die für saure Gesteine etwa 100 k g und für basische etwa 70 k g pro Tonne Ausgangsgestein beträgt. Hierbei wird bei ungefähr gleicher Mächtigkeit der Quarz-Serizit- und der Chloritschieferzonen alles Eisen, das aus dem vulkanischen Gestein im Verlauf seiner U m w a n d l u n g in Quarz-Serizit-Schiefer ausgelaugt wird, in R i c h t u n g der fortschreitenden Metasomatose in die dahinter gelagerten Chlorit-Schiefer übergeführt. Somit k a n n das Eisen, das sich infolge der Umwandlung vullcanischer Gesteine in Quarz-SerizitSchiefer abscheidet, nicht als Quelle der B i l d u n g v o n Kieserzen betrachtet werden. Zu dieser Schlußfolgerung g e l a n g t e n a u c h W . A . PROKIN, W . M. RUDAKOW & N . N .

SOLODKIJ (1963) für S i b a j a im Ural auf Grund einer G e s a m t s t o f f b i l a n z der E r z e und der veränderten Gesteine nach der Volumenmethode. Dies erscheint noch wahrscheinlicher, wenn m a n berücksichtigt, daß sich die Quarz-Serizit-Schiefer gewöhnlich etwas früher bilden, d. h. noch vor Beginn der kiesigen Mineralisation unter verändertem physikochemischem Regime der Mineralbildung (SMIRNOW 1968). In Verbindung mit dem Dargelegten ist für die Kieserzbildungen die magm a t o g e n e Quelle des Eisens a m wahrscheinlichsten. Oben wurde darauf hingewiesen, daß verschiedene Skarn- bzw. skarnähnliche Eisenerzlagerstätten von Nebengesteinen begleitet werden, die in bezug auf ihren Eisengehalt v e r a r m t sind. In Verbindung d a m i t wurde die Ansicht der Konzentration des Eisens bei der Bildung derartiger L a g e r s t ä t t e n aus den Begleitgesteinen geäußert. Diese Möglichkeit wurde z. B . v o n G. W. POLJAKOW (1967) für die m a g m a t i s c h e n L a g e r s t ä t t e n im S ü d e n Sibiriens in B e t r a c h t gezogen. Diese L a g e r s t ä t t e n sind mit basnltoiden Gesteinen früher Stadien des kaledonischen geosynlclinalen Zyklus assoziiert. Sie werden von drei T y p e n leukokratisierter Gesteine begleitet: 1. granitisierten Neubildungen; 2. Albititen und amphibol-skapolithischen M e t a s o m a t i t e n ; 3. Diopsid-PIagioklasiten und Epidot-Aktinolith-Plagioklasiten. In allen Fällen ergibt diese Leukokratisierung eine erhebliche F o r t f ü h r u n g von Eisen aus den basischen Intrusiv- und Effusivgesteinen (Tab. 1). Auf diese Weise wurden infolge aktiver E x t r a k t i o n des Eisens durch p o s t m a g m a t i s e h e Lösungen bei Zersetzung petrogener femischer Minerale, z. B . bei der B i l d u n g der apogabbroiden Albitite von Ansas, aus j e d e m K u b i k kilometer Gestein etwa 200 Mill. Tonnen freien Eisens a b g e f ü h r t . Die Ausmaße, in denen dieser Prozeß auftritt, sind bedeutend. Bei Flächen albitisierter Gesteine, die nach Q u a d r a t k i l o m e t e r n messen und einer Teufe bis zu 900 m, ist die gesamte Eisenmenge, die bei der Leukokratisierung des Gesteins freigesetzt wird, bei weitem 1*

505 in der L a g e , die Eisengehalte der S k a r n l a g e r s t ä t t e n der betrachteten Erzprovinz zu kompensieren. J e d o c h auch dann, wenn ein Teil des Eisens der Skarnlagerstätten aus benachbarten Eruptivgesteinen s t a m m t , erweist sich schließlich die primäre Quelle dieses Elementes als m a g m a t i s c h . Entsprechend dem engen Z u s a m m e n h a n g von sulfidischen Kupfer-Nickel-Lagerstätten mit aus der Tiefe s t a m m e n d e n basischen Gesteinen und dem engen Variationsbereich der Schwefelisotope ihrer Sulfide, der nahe dem S t a n d a r d von Meteoriten liegt, ist die Quelle solcher Erzbildungen sicher das subkrustale M a g m a . Zu dieser Schlußfolgerung gelangten auch R . N. CROCKETT& R . MASON (1968) bei der Untersuchung der Genese sulfidischer Kupfer-Nickel-Lagerstätten der Afrikanischen P l a t t f o r m . Nur m a n c h m a l , wie z. B . in Norilsk, wo eine Abweichung des Schwefelisotopenverhältnisses nach links a u f t r i t t (Abb. 1), wird die Möglichkeit einer Assimilation von Gips auf den Aufstiegswegen des erzführenden M a g m a s in B e t r a c h t gezogen (WINOGRADOW & GRINENKO 1964).

Die H e r k u n f t der Kimberlite aus großen Tiefen ist offensichtlich. Die D i a m a n t e n in den Kimberlitpipes aller Gebiete der E r d e zeigen eine erstaunliche K o n s t a n z des Verhältnisses der Kohlenstoffisotope, das durch eine geringe Variationsbreite charakterisiert ist. Untersuchungen des Isotopenverhältnisses 1 2 C/ L 3 C von Diamanten aus Kimberliten der U d S S R und anderer L ä n d e r und ihre Gegenüberstellung mit den Variationen der Isotope dieses Elementes in anderen kohlenstoffhaltigen natürlichen Verbindungen ergibt folgende Werte (KROPOTOWA 1966): Diamant 89,24—89,78, im Mittel 89,44 Karbonate der Kimberlite 89,49—89,69, ,, „ 89,60 Steinmeteorite ,, ,, 89,61 marine Karbonate ,, ,, 88,56 Bitumina der Kimbcrlilc ,, ,, 91,1 Erdöl „ „ 91,50 Aus diesen Angaben folgt, daß nach dem Verhältnis der Kohlenstoffisotope die D i a m a n t e n und die karbonatische S u b s t a n z der Kimberlite den Steinmeteoriten nahestehen und sich erheblich von marinen sedimentären K a r b o n a t e n auf der einen Seite und der B i t u m i n a in Kimberliten und dos Krdöls andererseits unterscheiden

Tab. 1. Eiscnabfuhr bei der Leukokratisierung basischer Gesteine, die an die Eisenerzlagerstätten Südsibiriens angrenzen (nach G. W. POLJAKOW)

Lagerstätte

Prozeß der Leukokratisierung

Eisenabfuhr 1 0 kg/t > 5 kg/t ~ 5 - 2 0 kg/t 2 0 - 4 0 kg/t > 40 lig/t

582 525 54 180 215

836 770 82 175 663

523 560 74 171 607

0,63 0,72 0,90 0,98 0,02

Sicherheit

(S'fiest) Ii

H

>99 >99 90-95 90-95 >99

>99 >99 95 — 99 95-99 >99

T a b . 1 zeig t, d a ß n u r f ü r d e n B e r e i c h > 0, > 5 u n d > 4 0 kg/1 g e s e t z m ä ß i g e Anteile gesichert sind.3) D a s V e r h ä l t n i s von R e s t v a r i a n z ( s 2 K e s t ) zu G e s a m t v a r i a n z (s2gl,„) i s t j e d o c h in d e n T e i l b e r e i c h e n ( K l a s s e n ) 5 — 2 0 kg/t, 2 0 - 4 0 kg/t u n d > 4 0 kg/t so h o c h , d a ß d i e V e r t e i l u n g d e r K u p f c r g e h a l t e als r e i n z u f ä l l i g angenommen werden kann.

515

Streuung berechnet. B e i dieser B e r e c h n u n g e x t r e m hohe W e r t e ( M a m m u t g e h a l t e ) n a c h x

>

n + 1

X +

wurden

4)

k s

(3)

eliminiert und anschließend die geologische Position dieser W e r t e u n t e r s u c h t . D a b e i stellte sich heraus, daß ein großer Teil der hochvererzten Einzelprofile in u n m i t telbarer Nähe tektonischer Störungen a u f t r i t t . D a die Vererzung dieser Störungszonen prinzipiell einer anderen Verteilung angehört, wurde durch diese H a n d h a b u n g die , , R ü c k c n " - V e r e r z u n g aus den B e t r a c h t u n g e n herausgenommen. F ü r den 2 5 0 - m - P r o b e n a b s t a n d sind die Kennziffern m i t und ohne E x t r e m w e r t e in T a b . 2 aufgeführt. In der L a g e 3 sowie in der R e i c h e r z p a r t i e > 4 0 kg/t liegen keine E x t r e m w e r t e vor. In den übrigen L a g e n s c h w a n k t die Anzahl der E x t r e m w e r t e in den einzelneu Klassen von 0,7 bis 2 , 7 % . Nach den bereits vorliegenden E r f a h r u n g e n m u ß t e die Streuung des Kupfergehalts in den R e i c h e r z p a r t i e n a m größten sein (s. hierzu auch T a b . 2). E s lag daher nahe, eine Beziehung zwischen den Streuungen und den Mittelwerten zu suchen. Die graphische Darstellung dieser Zahlen b e s t ä t i g t e diese A n n a h m e , wobei in einem s—xD i a g r a m m der Anstieg eine lineare A b h ä n g i g k e i t zeigt (Abb. 6). W i e diese Abbildung weiter veranschaulicht, ist unabhängig von der Höhe der Vererzung der Anstieg in allen L a g e n annähernd gleich. Dadurch vereinfachte sich das P r o b l e m auf das Herausfinden des linearen Zusammenhangs sämtlicher P u n k t e zu einer einzigen Regressionsgeraden, die eine gesetzmäßige B i n d u n g des zufälligen Anteils der Streuung an die Höhe der Vererzung in der G e s a m t l a g e r s t ä t t e widerspiegelt. Die durchgeführte Regressionsrechnung nach

s

=

a

+

b

(4)

• x

3.3. Mittelwert, Varianz und Streuung'

Zur weiteren V e r d i c h t u n g des Zahlenmaterials wurden von den Teilbereichen und entsprechenden Zusammenfassungen der Teilbereiche Mittelwert, Varianz und Die Kegressionsrechnung wurde maschinell vom Kechenzcutruin des Kombinates durchgeführt. ') Abweichungen der Gesamtvarianz von Tab. 1 zu Tab. 3 in der Kupferschieferlage 2 sind auf die unterschiedliche Behandlung der Extremwerte zurückzuführen.

ergab für die K o n s t a n t e a = 3,17 und den Regressionskoeffizienten b = 0 , 3 5 2 für den ökonomisch interessierenden Bereich > 5 kg/t. Die Regressionsgerade ist in e i n e m « — » - D i a g r a m m in Verbindung m i t den Gesamtstreuungen für die B e r e i c h e 4 ) Nach GRAF & HENFISÖ 1958 Werte für k dort tabelliert, Größenordnung von k angenähert 4.

T a b . 2. Vergleich der P a r a m e t e r m i t und ohne E x t r e m w e r t e b e i m P r o b e n n e t z v o n 250 m

Klasse (l;g/t)

Lage

mit Extremwert ohne Extremwert Extremwertanteil %

4

mit Extremwert ohne Extremwert

3

mit Extremwert ohne Extremwert Extremwertanteil %

2

mit Extremwert ohne Extremwert Extremwertanteil %

1

3

>20 Ii

331 327 1,2

X

6-

18,6 17,8

12,8 10,7

n.

120 118 1,7

>40 s

Ii

X

27,4 25,9

16,4 11,5

_

_

_

-

-

-

-

-

476

33,8

25,0

319

44,9

23,0

187

526 522 0,8

42,4 42,1

28,7 27,7

424 421 0,7

49,4 48,9

26,6 26,3

-

417 411 1,5

24,9 24,0

22,4 21,2

211 207 1,9

36,5 35,3

24,5 23,0

-

Angewandte Geologie, Heft 10/69

-

20-40

X

-

-

-

227 -

59

-

55,7 .

-

63,6 -

57,9

s

11

120 118 1,7

5-20

X

s

27,4 25,9

16,4 11,5

8,0 6,8

_

_

7,6

16,2 12,9

102 101 1,0

14,2 13,4

12,1 8,1

19,0 15,0

206 204 1,0

12,9 12,5

11,0 10,2

8,8

197 194 1,5

32,9 31,8

152 148 2,7

28,2 26,2

-

13,6 13,1

11,1

-

29,7

24,3

s

-

-

132

25,6

211 209 1,0

X

157

-

23,8 -

11

-

Zeitschrift f ü r angewandte Geologie, B d . 15 ( 1 9 6 9 ) , H e f t 10

516

Autorenkollektiv / Lagerstättcnplanungsmodell im Kupl'erschieferbci'gbau Tabelle 3

30

Kupferschieferlage

20-

10-

30

©

©

X

5

«2 gcs.

ges.

«2

ö

z s

S

'"gcs.

Bestimint- Korreheitsmaß lations(i koeffi,2 6 4 0 , > 2 0 , > 5 und > 0 kg/t jeder L a g e in Abb. 7 dargestellt. In bezug auf die P r o b e n a h m e p u n k t e stellen die Ordinatenabschnitte unterhalb der Regresionsgeraden den zufälligen Anteil und die Ordinatenabschnitte zwischen der Gesamtstreuung und der Regressionsgeraden den gesetzmäßigen Anteil an der Gesamtstreuung dar. Aus dem Verlauf der Gesamtstreuungen wird deutlich, daß dieser P a r a m e t e r im wesentlichen von der Reicherzpartie — hier dem Bereich > 4 0 kg/t — bes t i m m t wird. Die Größe des untersuchten Feldes spielt hiernach offensichtlich für die Höhe der Streuung (s) und d a m i t der Varianz (s 2 ) keine oder nur eine außerordentlich untergeordnete Rolle. Diese T a t s a c h e steht im Widerspruch zu der in der Literatur häufig zu findenden A u s s a g e (s. z. B . STAMMBERGER 1966, S. 45), daß die Varianz der L a g e r s t ä t t e n vornehmlich von der Größe des Feldes beeinflußt wird. F ü r den Kupferschiefer muß diese Feststellung zumindest stark eingeschränkt werden. Die S t ä r k e der Ausgleichung durch eine Trendfunktion, die hier a p p r o x i m a t i v durch die Isolinienkonstruktion in F o r m einer diskreten Funktion auftritt,

s ) Durch die ltegressionsreelmung mit linearem Ansatz ist für den vergleichbaren Bereich > 5 kg/t der Lage 2 lt. Tab. 1 ein Quotient von 0,75 berechnet worden. Daraus ist zu ersehen, daß die Isolinienmethode (Treppenfunktion) für die hier vorliegenden Verhältnisse eine bessere Ausgleichung erbringt.

Der gesetzmäßige Anteil in der Verteilung der K u p fergehalte wird also u m so deutlicher, je differenzierter die K u p f e r f ü h r u n g in einer L a g e ist. B e d i n g t durch die Reicherzpartien ist die Differenzierung in den untersten drei Kupferschieferlagen am ausgeprägtesten. Die unterschiedliche Tendenz der Kupferführung' in den einzelnen Flözlagen kann durchaus mit Hilfe des Abscheidungsmechanismus der H a u p t m e t a l l e im K u p ferschiefer erklärt werden. Die Fixierung der Metalle K u p f e r , Blei und Zink ist vor allem eine Funktion des Verhältnisses von Metallzufuhr und H 2 S - P r o d u k t i o n . Die Redoxbedingungen entsprechen während der ges a m t e n Flözsedimentation den für die F ä l l u n g der Sulfide von K u p f e r , Blei und Zink s t a r k negativen Werten. Auf Grund der unterschiedlichen Löslichkeitsprodukte der Sulfide von K u p f e r , Blei und Zink k a m es bei begrenzter H 2 S-Produktion zu einer selektiven Sulfidfällung, wobei durch den verfügbaren H 2 S die Metalle in der Reihenfolge K u p f e r — B l e i — Z i n k abgeschieden wurden. In kupferreichen Meeresteilen k a m zunächst nur K u p f e r oder überwiegend K u p f e r als Sulfid zur Abscheidung, während Blei und Zink auf Grund von l l 2 S Mangel nicht gefällt wurden. Bei der weiteren Flözsedimentation reicherten sich somit Blei und Zink relativ im Meerwasser an, so daß durch den Verbrauch des K u p f e r s eine K u p f e r v e r a r m u n g einsetzte. Diese

k a n n n a c h A L L E N & KRUMBEIN 1 9 6 2 (s. THIERGÄRTNER 1968,

S. 568,

und

KNAPE &

LIEBSCHBB

1968)

halb-

q u a n t i t a t i v durch den Koeffizienten aus der Varianz des zufälligen Anteils (,s,2z) zur G e s a m t v a r i a n z ( s 2 g e s ) eingeschätzt werden. Unter Berücksichtigung der ermittelten Regressionsbeziehung h a t dieser Koeffizient die F o r m «»„

(a +

20-

b-xf 10-

In T a b . 3 sind die wichtigsten Ergebnisse (Bereich > 5 kg/t) zusammengestellt. D a s Modell wird als hinreichend gut betrachtet, wenn der Wert des Verhältnisses von s 2 z :-s 2 g e s hinreichend klein ist. Von H. KNAPE & K . LIEBSOHER (1968) wird als Grenze für den Koeffizienten m a x i m a l 0,5 angegeben. Wie aus T a b . 3 hervorgeht, wird diese Grenze in den L a g e n 1 — 3 unter- und lediglich in der L a g e 4 überschritten.

20

30

x [kg/t]

©

®

®

40

60

©

Abb. 7. Vergleich der Gesamtstreuung (sg8S) in den vier unteren Kupferschieferlagen mit der Regressionsgeraden 1 — Feine Lette, 2 — Grobe Lette, 3 — Kammschale, 4 — Schieferkopf

Zeitschrift f ü r angewandte Geologie, B d . 1 5 ( 1 9 6 9 ) , H e f t 10

Autorenkollektiv / Lagerstättenplanungsmodell im Kupferschieferbergbau

517

Abb. 8. Feine Lette: Statistische Verteilungskurven

Abb. 10. Kammschale: Statistische Verteilungskurven

1 - Bereich > 0 ltg/t, 2 - Bereich 5 - 2 0 kg/t, 3 - Bereich 20 - 40 kg/t, 4 - Bereich > 40 kg/t

1 - Beieich > 0 k g / t , 2 - Bereich 5 - 2 0 kg/t, 3 - Bereich 2 0 - 4 0 kg/t, 4 — Bereich > 40 kg/t

K u p f e r v e r a r m u n g setzt offensichtlich zur Zeit der Sedimentation der L a g e 4 ein. D a m i t k a n n das Verhältnis von K u p f e r a n g e b o t und der Möglichkeit der K u p f e r abscheidung durchaus für den Charakter des Mischtyps in den einzelnen Flözlagen verantwortlich gemacht werden. Theoretisch läßt sich d a r a u s noch folgern, daß bei entsprechendem Blei-Zink-Angebot in den oberen L a g e n des Kupferschiefers sich eine ähnliche Verteilung ergeben würde wie für K u p f e r in den unteren Flözlagen. Dann könnte die für K u p f e r gefundene Beziehung auch auf Blei—Zink angewendet werden. Infolge mangelnder Proben für diese Metalle kann eine solche Hypothese jedoch in dem ausgewählten Untersuchungsgebiet nicht nachgeprüft werden und muß späteren Arbeiten vorbehalten bleiben.

linksschiefe und mehrgipflige Verteilungen vorliegen, die sich prinzipiell nur durch unterschiedliche Anteile höherer K u p f e r g e h a l t e unterscheiden. Vergleicht m a n ferner die Gesamtverteilungskurven mit denen der Teilbereiche, so k a n n m a n bereits ohne Schwierigkeiten feststellen, daß die Schiefe der Verteilungskurve s t a r k zurückgetreten und die Anzahl der Gipfel reduziert worden ist. A m Beispiel der L a g e 2 wurde deshalb mit Hilfe des Chi-Quadrat-Testes auf Normalverteilung geprüft. Kriterium für signifikante Unterschiede zur Normalverteilung ist bekanntlich: ^Tabelle

Zur Veranschaulichung der statistischen Verteilung des K u p f e r g e h a l t s wurden in den A b b . 8 — 1 1 Verteilungskurven lagenweise für das gesamte Untersuchungsgebiet sowie für die durch die Isolinien ausgehaltenen Teilbereiche bzw. Kupfergehaltsklassen gezeichnet. B e t r a c h t e t m a n zunächst die Gesamtverteilungskurven untereinander, so ist festzustellen, daß grundsätzlich

Abb. 9. Grobe Lette: Statistische Verteilungskurven 1 3*

Bereich > 0 kg/t, 2 - Bereich 5 - 2 0 kg/t, 3 - Bereich 2 0 - 4 0 kg/t, 4 — Bereich > 40 kg/t

X2emp.

(5.1.)

Tabelle 4 Bereich

3.4. Verteilungskurven


5 >40 20-40 5-20

kg/t kg/t kg/t kg/t

*2Tab.,0',01

3£3emp.

37,6 20,1 21,7 11,3

127,5 14,5 30,0 25,6

Mit A u s n a h m e des Bereiches über 40 kg/t sind signifikante Abweichungen zur Normalverteilung gesichert, jedoch ist die Annäherung an eine Normalverteilung besser als beim Gesamtbereich > 5 kg/t.

Abb. 11. Schieferkopf: Statistische

Verteilungskurven

1 - Bereich > 0 k g / t , 2 - Bereich 5 - 2 0 k g / t , 3 -

Bereich 2 0 - 4 0 kg/t

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 15 ( 1 9 6 9 ) , Heft 10 A u t o r e n k o l l e k t i v / L a g e r s l ä U c i i p l a n u n g s m o d o l I im

518

Kiipl'eiseliicfcrbergbau

Eine Überprüfung der Logarithmen der Kupfergehaitc zeigte ebenfalls keine bessere Annäherung an die Normalverteilung. Die Ursachen dürften darin liegen, daß die Abweichungen nicht nur auf die Schiefe, sondern vor allem auch auf die Schlankheit der Verteilungskurven zurückzuführen sind.

3.5. Simulierung mehrerer l'robenalistiüide

Aus dem vorhandenen Probennetz (Abb. 1) wurden Probenabstände von 500 m, 750 m und 1000 m simuliert und die Abweichungen der Mittelwerte für jede Flözlage zu denen aus dem 250-m-Abstand berechnet. Die Abweichung v, angeführt in % , ist in Abb. 12 in Abhängigkeit von der Probenanzahl n dargestellt. Unter Berücksichtigung der vorgegebenen Sicherheitsschwelle von 9 5 % sind die hier empirisch gefundenen Abweichungen innerhalb der Vcrtrauensintervalle zu erwarten, die aus der für den Kupiergehalt in Abschnitt 3.3. gefundenen Beziehung zwischen Streuung und Mittelwert resultieren. Die halbe Breite des Vertrauensintervalls wurde nach der bekannten Beziehung

v =

X

]/»

• 100

(6)

berechnet. Da eine Abhängigkeit zwischen Streuung und Mittelwert besteht, ergeben sich für jeden Mittelwert andere Vertrauensintervalle. Berechnet wurden die Vertrauensintervalle für ä; = 8 kg/t und x — 20 kg/t Cu (s. Abb. 12). Abb. 12 zeigt, daß von den untersuchten 59 Punkten 56 innerhalb der Vertrauensintcrvalle und lediglich drei in der Nähe dieser Grenze liegen bzw. diese überschreiten. Damit überspannen die geschätzten \ertrauensintervalle für eine Sicherheit von 9 5 % sehr gut die durch die Simulierung des ISemusterungsabstandes gefundenen Mittelwertab weichungen. Das hier vorgeschlagene Lagerstättenmodell zur Bestimmung des Veränderlichkeitstyps eines Lagerstättenparameters hat den Vorteil, daß es ohne maschinelle Hilfsmittel und mit relativ geringem Arbeitsaufwand zu u. E. brauchbaren Ergebnissen führt.

ol

»2

Probenanzahl

A b b . 1 2 . A b w e i c h u n g d e r M i t t e l w e r t e ¡35) iin V e r g l e i c h m i t d e n für v e r s c h i e d e n e M i t t e l w e r t e b e r e c h n e t e n V c r t r u u u n s g r e u z e n (a = 0 , 0 5 ) b e i u n t e r s c h i e d l i c h e m Abstand der .Beniusterungsiietzc 1. — Abweichungen innerhalb der Vertrauensgrenzeu, ü — Abweichungen, die die Vertrauensgrenzen überschreiten

Schwellensellüttuiig von 5,5 kg/m2 Cu sowie eine Minimalmächtigkeit von 10 cm zur Grundlage. Der durchschnittliche Bohrlochabstand betrug 1000 m und wurde zur Berechnung von Cj-Vorräten für ausreichend erachtet. An den durch die letzten bilanzwürdigen Bohrungen gezogenen inneren Umriß erfolgte meistens eine Extrapolation von C 2 -Vorräten mit einem Abstand von 250 m. Hinsichtlich des ßolu-locbabs Landes sanktionierte die 1. Kupferinstruktion der ZVK vom 5. 3. 1957 die eingebürgerte Verfahrensweise. In der 2. Kupferiristruktion vom 27. 3. 1963 wurden dagegen Bedenken angemeldet und zu den Richtwerten für den Abstand von Erkundungsarbeiten bemerkt: „Es handelt, sich um Orientierungswerte, die nicht sehematisch übernommen werden dürfen; ihre Uber- und Untersehreitung ist durchaus zulässig.'' Ferner wurde die Aufgabe gestellt, den Bohrlochabstand grundsätzlich zu begründen. Methoden zur Optimierung der Bohrlochabstäude sind bereits mehrfach in der Literatur diskutiert worden. Vielfach wird die vorstehende Beziehung (6) nach n umgestellt und als Bestimmungsgröße

4. Zum Planungsinodell 4.1. Vorbemerkungen

Das Lagerstättenmodell gibt zwar Auskunft über die Parameter der Lagerstätte und deren Verteilung und Veränderlichkeit, läßt jedoch keine Entscheidung über die bereits in der Einleitung angeführten Problemkreise zu. Die auf diesem Gebiet bisher überwiegend isolierte und betont empirische Arbeitsweise konnte den komplexen und dynamischen Charakter auch kaum sichtbar machen. Dies wird durch folgende Situationsskizze aus dem Kupferschiefer deutlich: Die in den zurückliegenden zwei Jahrzehnten durchgeführten Erkundungsarbeiten auf Kupferschieferlagerstätten hatten als Richtwerte einen geologischen Schwellengehalt von 5,5 kg/t Cu und eine geologische

verwendet. Die unabhängigen Variablen in (6.1.), die Parameter t und v, werden in dieser Gleichung vom Bearbeiter vorgegeben. Die Sieherheitsschwellc i wird im allgemeinen in Analogie zu ähnlich gearteten Problemen in der Qualitätskontrolle bzw. in der Ökonomie mit 9 5 % , seltener 9 9 % , angenommen. Der Parameter v nimmt in der Beziehung (6.1.) die Gestalt einer Genauigkeitsanforderung an. Es wurde versucht, die Genauigkeitsanforderung v von den Vorratsklassen abzuleiten, also rein geologisch zu sehen. In Tab. 5 sind (vgl. B e n k ö 1964, SouKur 1967, S t o l l e 1968) die Auffassungen von Fachkollegen aus der DDR, der UdSSR, der VR Polen, der Ungarischen V R und der GSSR zusammengestellt.

Zeitschrift tür angewandte Geologie, Bd. 15 (1969), Helt 10 Autorenkollektiv / Lagerstättenplanungsmodell im Kupferschieferbergbau 519 4.2. Yerfalirensschema

Tabelle 5

Autor

BO«AOKI KKAJEWSKI

Erlaubte Fehlergrenzen in ± % bei den Vorratsklassen A

13 .10

B

c,

C.

23

33

45

12,5

15

25

OELSNER

8

20

30

50

REH BENKÖ

5

20

40

60

12

15

27

49

5-10

10-20

20-40

40-80

15

25 12

45

SOüictrr STOLIK

7

> 45 nach Fläche — nach KjO-Geh.

-

Man erkennt mühelos, wie stark die A u f f a s s u n g e n auseinandergehen. D a s ist als ein Zeichen für das Fehlen von objektiven Kriterien zur F e s t l e g u n g dieser Grenzen zu werten. D a s Meinungsspektrum zum G e s a m t p r o b l e m wird noch größer, wenn m a n die Auff a s s u n g der Z V K der D D R (vgl. Richtlinien und Instruktionen zur Berechnung mineralischer Vorräte) und die in mehreren Publikationen dargelegte persönliche A n s c h a u u n g STAMMBERGERS einbezieht, die Vertrauensintervalle für Vorratsklassen nicht für notwendig erachten. E i n e Reihe in jüngster Zeit vorgelegter Veröffentlichungen zeigt bereits Lösungswege zur B e s t i m m u n g der Genauigkeitsanforderung als geologisch-ökonomisches Problem. Die A u f g a b e ist aber für den B e r g b a u noch komplexer, da die technologisch-ökonomische Situation einzubeziehen ist. Aus den bisherigen Darlegungen folgt, daß die Genauigkeit des Erkundungsergebnisses als Funktion der Verteilung der geologischen P a r a m e t e r sowie von Beprobungs-, Meß- und Auswertefehlern und die Genauigkeitsanforderung als F u n k t i o n technologisch-ökonomischer Betrachtungen aufgefaßt werden müssen. Beide A u s s a g e n m ü s s e n in eine Relation gebracht werden, die dem Ziel der jeweiligen E r k u n d u n g s e t a p p e genügt. D a s heißt, es muß nach einem Modell gesucht werden, das diesen G e s a m t k o m p l e x u m f a ß t und hier als Lagerstättenplanungsmodell bezeichnet wird.

Zur Veranschaulichung der G e s a m t p r o b l e m a t i k ist in A b b . 13 der Versuch unternommen worden, in F o r m eines Blockschaltbildes die Teilkomplexe des Modells darzustellen. A n h a n d von Abb. 13 werden die einzelnen Bearbeitungsstufen im folgenden beschrieben. Zur Auswertung der Erkundungsergebnisse werden die Vorräte nach Grenzwerten des K u p f e r g e h a l t s und der K u p f e r s c h ü t t u n g und u.U. auch anderer geologischer P a r a m e t e r klassifiziert. Dabei fließen Erfahrungen, die m a n bei in A b b a u stehenden gleichartigen oder ähnlichen L a g e r s t ä t t e n gemacht hat, als Grundsatzvarianten mit ein. Die Berechnung der Vorräte der einzelnen Varianten erfolgt entsprechend der Aufgliederung in Vorratsblöcke nach den bekannten Funktionsbeziehungen:

QE™,A

Erkundung

Vorläufige Konditionen

1.2.

Aufwand

Stand der Technik 1.3.

Staatl. A n f o r d e - i . rungen

1 0 0 0 k ''•trae

i

r

Anforder an die Lagerst, ^ { m i n i m a l e u. maximale)

f

^

r

ü

(7.2.;

+

B

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a

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Bh

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i B n . l

'

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+

k

A

]

s )

a

Fh

kFh,Kg

t

Cu„

(8)

—Bergbaukosten wie Abbau-, Förder-, Betriebsund Gemeinkosten sowie Umlagen (in M/m 2 Abbaufläehe); T — T r a n s p o r t k o s t e n Schacht — Rohhütte (in M/t Erz);

kB

kA

i B r n . L

.

Abb. 13. Blockschaltbild zur Beurteilung von Vorräten mineralischer Rohstoffe

QA

'

Dabei sind:

istErlösMC IIpHcyTCTBHe yr,rieBoaopoj];oB B Hei|)THx, cipyrcrypy KOTOpBIX qaeTO HaSUBaiOT , ,pejIHKTOBOft CTpyKTypOit", HBJIHeTCH ORHHM H 3 ßOBOAOB B IIOJIb3y TeopHH OpraHHH e c K o r o npoHcxoMtneHHH HeiJiTH. n p M c y r c T B H e 3THX Bem e c T B CTHTaeTCH OAHHM HS a o K a a a i e n h c T R 3NAQHTENBHORO yiaCTHH HtupHBIX KHCJIOT, npOHCXOAHmHX OT nepBHHHOI'O o p r a m w e c K o r o BemecfBa, n p n 0 6 p a 3 0 B a n n n opraHHMecKoro B e m e c T B a HeijiTeii. B HELHHOÜ p a ß o T e onHCUBaeTCH n p o c T o i i MeTOfl BBineneHHH, paaßejieHHH h onpeflejiennH npnCYCTBYIOMHX B He$THX H pacceHHHOM opramwecnoM B e m e c T B e n o p o n t i » u i p H b i x KHCJIOT. 9TOT MeTofl OCIIOBHBaeTCH Ha n p e n a p a r a o f i h a H a j m T i m e c K o i t TOHKOcjioäHOfi xpoMaTorpaifiHH. CooßmaioTCH npeftBapHTejibiibie H a m m e o c o a e p w a n n H m n p H b i x KHCJIOT neiJiTeÄ, B C T p e i e i r a b i x B

Zeitschritt für angewandte Geologie, Bd. 15 (1969), Heft 10 527

MejIOBtIX, KipCKHX, nepMCKHX, HeBOHCKHX OTJIOJKeHHHX H

B OTjiomeHHHX opflOBirea—CHJiypa. ß a j i e e «aeTCH xapaKTepncTHKa m a p H t i x KHCJIOT, Bti^cjieHHbix H3 ojinronenoBoro H KaMemroyrojibHoro B03paer0B.

ocajjKOB

Summary The occurrence of hydrocarbons in petroleums, whose structure is often designated as "relict structure", is one of the arguments supporting the theory of the biogenic origin of petroleum. The presence of these substances is regarded as one of the proofs of the essential part which play f a t t y acids coming from the primitive organic substance in the formation of the organic substance of petroleums. In the present paper a simple method is described for eliminating, separating and identifying f a t t y acids present in petroleums and in the disperse organic rock substance. It is based on the preparative and analytical thin-film chromatography. Preliminary informations are given on the content of f a t t y acids of petroleums found in the Cretaceous, Jurassic, Permian, Devonian and Ordovician—Silurian. F a t t y acids from sediments of the Oligocene and Carboniferous are also characterized.

Literatur BESTOUGEIT, M. A. : Petroleum hydrocarbons. — NAGY-COLOMBO Fundamental Aspects of Petroleum Geochemistry, Amsterdam 1967. BOGOMO&OW, A. I. : Geochimiczeskije reakeji i processy ciklizacji lipidow w naftenowo-aromatieceskije uglewodorody i optyty po ich modelirowanju, — Genesis Nefti i Gasa, Sbornik dokladow Wsjesoj. Sowieszcz. — Moskau 1968. BRAY, E. E., & E. D. EVANS: Distribution of n-paraffins as a clue to recognition of source beds. — Geochim. et Cosmochim. Acta, 22 (1961). BROOKS, B. T. : Evidence of catalytic action in petroleum formation. — Ind. Eng. Chem., 44, 11 (1952). COOPER, J. E. : Fatty acids in recent and ancient sediments and petroleumreservoir waters. — Nature (1963). EISMA, E., & .T. W. .TURG: Fundamental aspects of the diagenesis of organic matter and the formation of hydrocarbons. — VII, World Petrol. Congr. Proceedings, Vol. 2, Mexico 1967. GÏ.OGOCZO\VSKIJ, J. J., & J. SLIWIOK: Les acides gras dans le pétrol brut et dans la substance organique dispersée. — Materialien des 4 th meeting polska on Organic Geochemistry, Amsterdam 1968. GTOGOSZOWSKI, J . J., J . SLIWIOK & Z. KWARXIEWSKI: Anwendung der Dünnschichtchromatographie zum Nachweis und ZUT Identifizierung von in den Gesteinen dispergierten Fettsaurespuren. — III OgölnoKonierencja Analityczna Materialy (1968). JURG, J. W., & E. EISMA: Petroleum hydrocarbons: Generation from fatty acid. - Science, 144, 3625 (1964). MclVER, U. D.: Maturation of oil, an important natural process. — Geol. Soc. Am. Ann. Meeting (1963); (wg. U. C0L03IB0 in: Fundamental Aspects of Petroleum Geochemistry, Amsterdam 1967). PETRO"\V, A. A. : Strojenije nieftianych uglewodorodow i problema proischzdienija niefti. — Genesis niefti i gas sbomik dokladow Wsjesoj. Sowieszcz. — Moskau 1968.

Zur Anwendung stabiler Isotope in der Geochemie Bericht über das 2. Symposium (Moskau, Oktober 1968) PETER DOSTAL, Institut für stabile Isotope, Leipzig, & FRATSTZ MAY, Forschungsinstitut für die E r k u n d u n g und Förderung von Erdöl und Erdgas, Gommern

1. Allgemeines Alle zwei J a h r e veranstaltet das Wernadskij-Institut für Geochemie und analytische Chemie der Akademie der Wissenschaften der UdSSR (Direktor: A. P. WINOGBADOW) Symposien über Isotopengeochemie. Die weitaus meisten Teilnehmer sind sowjetische Wissenschaftler, so daß die Vorträge und Diskussionen recht gut den Entwicklungsstand dieses Fachgebietes in der UdSSR widerspiegeln. Das 2. Symposium berücksichtigte besonders methodische Eingang des Manuskripts in der Redaktion : 22. 4. 196!).

Probleme (Probenchemie, Messung und Standardfragen), während die Interpretation der Meßdaten im Vergleich zum 1. Symposium weniger R a u m einnahm. Den wachsenden Anforderungen der Geologie an die Analytik muß durch Verfeinerung der Methoden Rechnung getragen werden. In der Massenspektrometrie gelingt dies durch problemangepaßte Änderungen der üblichen sowjetischen Massenspektrometer. Schwierigkeiten treten noch bei der probenchemischen Umarbeitung der Meßproben auf. Auch konnte die Diskussion über Standards, vor allem über einheitliche Substandards, bisher noch keine verbindlichen Resultate erbringen; deshalb wurde eine dafür zuständige Kommission gebildet.

DOSTAL & M A I

/ Zur Anwendung stabiler Isotope in der Geochemie

Ursprungs. Sie bildet jedoch keinen genügenden Beweis dafür, daß alle Bestandteile der organischen Substanz der Erdöle auch biogener Herkunft seien. Eine Klärung erfordert noch die Tatsache, daß in allen untersuchten, sogar ältesten Erdölen stets Fettsäuren, obwohl nur in Spurenmerigen, gefunden wurden. Kann die Anwesenheit dieser Säuren in so geringen Mengen nicht als Beweis eines gewissen Gleichgewichts zwischen der ursprünglichen Muttersubstanz und den Produkten ihrer U m w a n d l u n g unter den natürlichen Verhältnissen angesehen werden?

Zusammenfassung Das Vorkommen von Kohlenwasserstoffen in Erdölen, deren Struktur oft als „Reliktstruklur" bezeichnet wird, bildet eines der Argumente, das die Theorie von der biogenen Herkunft des Erdöls stützt. Die Anwesenheit dieser Substanzen wird als einer der Beweise für den wesentlichen Anteil der aus der organischen Ursubstanz stammenden Fettsäuren bei der Entstehung der organischen Substanz von Erdölen angesehen. In der vorliegenden Arbeit wird eine einfache Methode zur Ausscheidung, Trennung und Identifizierung der in Erdölen und in der dispersen organischen Gesteinssubstanz vorhandenen Fettsäuren dargestellt. Diese Methode beruht auf der präparativen und analytischen Dünnschichtchromatographie. Es werden vorläufige Informationen über den Fettsäuregehall; der in der Kreide, im J u r a , Perm, Devon und Ordovizium — Silur gefundenen Erdölen angegeben. Gleichfalls werden die Fettsäuren aus Sedimenten des Oligozäns und Karbons charakterisiert.

Pe3H>MC IIpHcyTCTBHe yr,rieBoaopoj];oB B Hei|)THx, cipyrcrypy KOTOpBIX qaeTO HaSUBaiOT , ,pejIHKTOBOft CTpyKTypOit", HBJIHeTCH ORHHM H 3 ßOBOAOB B IIOJIb3y TeopHH OpraHHH e c K o r o npoHcxoMtneHHH HeiJiTH. n p M c y r c T B H e 3THX Bem e c T B CTHTaeTCH OAHHM HS a o K a a a i e n h c T R 3NAQHTENBHORO yiaCTHH HtupHBIX KHCJIOT, npOHCXOAHmHX OT nepBHHHOI'O o p r a m w e c K o r o BemecfBa, n p n 0 6 p a 3 0 B a n n n opraHHMecKoro B e m e c T B a HeijiTeii. B HELHHOÜ p a ß o T e onHCUBaeTCH n p o c T o i i MeTOfl BBineneHHH, paaßejieHHH h onpeflejiennH npnCYCTBYIOMHX B He$THX H pacceHHHOM opramwecnoM B e m e c T B e n o p o n t i » u i p H b i x KHCJIOT. 9TOT MeTofl OCIIOBHBaeTCH Ha n p e n a p a r a o f i h a H a j m T i m e c K o i t TOHKOcjioäHOfi xpoMaTorpaifiHH. CooßmaioTCH npeftBapHTejibiibie H a m m e o c o a e p w a n n H m n p H b i x KHCJIOT neiJiTeÄ, B C T p e i e i r a b i x B

Zeitschritt für angewandte Geologie, Bd. 15 (1969), Heft 10 527

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Summary The occurrence of hydrocarbons in petroleums, whose structure is often designated as "relict structure", is one of the arguments supporting the theory of the biogenic origin of petroleum. The presence of these substances is regarded as one of the proofs of the essential part which play f a t t y acids coming from the primitive organic substance in the formation of the organic substance of petroleums. In the present paper a simple method is described for eliminating, separating and identifying f a t t y acids present in petroleums and in the disperse organic rock substance. It is based on the preparative and analytical thin-film chromatography. Preliminary informations are given on the content of f a t t y acids of petroleums found in the Cretaceous, Jurassic, Permian, Devonian and Ordovician—Silurian. F a t t y acids from sediments of the Oligocene and Carboniferous are also characterized.

Literatur BESTOUGEIT, M. A. : Petroleum hydrocarbons. — NAGY-COLOMBO Fundamental Aspects of Petroleum Geochemistry, Amsterdam 1967. BOGOMO&OW, A. I. : Geochimiczeskije reakeji i processy ciklizacji lipidow w naftenowo-aromatieceskije uglewodorody i optyty po ich modelirowanju, — Genesis Nefti i Gasa, Sbornik dokladow Wsjesoj. Sowieszcz. — Moskau 1968. BRAY, E. E., & E. D. EVANS: Distribution of n-paraffins as a clue to recognition of source beds. — Geochim. et Cosmochim. Acta, 22 (1961). BROOKS, B. T. : Evidence of catalytic action in petroleum formation. — Ind. Eng. Chem., 44, 11 (1952). COOPER, J. E. : Fatty acids in recent and ancient sediments and petroleumreservoir waters. — Nature (1963). EISMA, E., & .T. W. .TURG: Fundamental aspects of the diagenesis of organic matter and the formation of hydrocarbons. — VII, World Petrol. Congr. Proceedings, Vol. 2, Mexico 1967. GÏ.OGOCZO\VSKIJ, J. J., & J. SLIWIOK: Les acides gras dans le pétrol brut et dans la substance organique dispersée. — Materialien des 4 th meeting polska on Organic Geochemistry, Amsterdam 1968. GTOGOSZOWSKI, J . J., J . SLIWIOK & Z. KWARXIEWSKI: Anwendung der Dünnschichtchromatographie zum Nachweis und ZUT Identifizierung von in den Gesteinen dispergierten Fettsaurespuren. — III OgölnoKonierencja Analityczna Materialy (1968). JURG, J. W., & E. EISMA: Petroleum hydrocarbons: Generation from fatty acid. - Science, 144, 3625 (1964). MclVER, U. D.: Maturation of oil, an important natural process. — Geol. Soc. Am. Ann. Meeting (1963); (wg. U. C0L03IB0 in: Fundamental Aspects of Petroleum Geochemistry, Amsterdam 1967). PETRO"\V, A. A. : Strojenije nieftianych uglewodorodow i problema proischzdienija niefti. — Genesis niefti i gas sbomik dokladow Wsjesoj. Sowieszcz. — Moskau 1968.

Zur Anwendung stabiler Isotope in der Geochemie Bericht über das 2. Symposium (Moskau, Oktober 1968) PETER DOSTAL, Institut für stabile Isotope, Leipzig, & FRATSTZ MAY, Forschungsinstitut für die E r k u n d u n g und Förderung von Erdöl und Erdgas, Gommern

1. Allgemeines Alle zwei J a h r e veranstaltet das Wernadskij-Institut für Geochemie und analytische Chemie der Akademie der Wissenschaften der UdSSR (Direktor: A. P. WINOGBADOW) Symposien über Isotopengeochemie. Die weitaus meisten Teilnehmer sind sowjetische Wissenschaftler, so daß die Vorträge und Diskussionen recht gut den Entwicklungsstand dieses Fachgebietes in der UdSSR widerspiegeln. Das 2. Symposium berücksichtigte besonders methodische Eingang des Manuskripts in der Redaktion : 22. 4. 196!).

Probleme (Probenchemie, Messung und Standardfragen), während die Interpretation der Meßdaten im Vergleich zum 1. Symposium weniger R a u m einnahm. Den wachsenden Anforderungen der Geologie an die Analytik muß durch Verfeinerung der Methoden Rechnung getragen werden. In der Massenspektrometrie gelingt dies durch problemangepaßte Änderungen der üblichen sowjetischen Massenspektrometer. Schwierigkeiten treten noch bei der probenchemischen Umarbeitung der Meßproben auf. Auch konnte die Diskussion über Standards, vor allem über einheitliche Substandards, bisher noch keine verbindlichen Resultate erbringen; deshalb wurde eine dafür zuständige Kommission gebildet.

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 15 (1969), Heft 10 528

DOSTAL & MAI / Zur A n w e n d u n g stabiler Isotope in d e r Geochemie

2. Spezielle Probleme Massenspektrometrie SADOROSHNYJ (1) b e r i c h t e t e ü b e r die B e s t i m m u n g v o n Edelgasen in f e s t e n K ö r p e r n . D a s m i t I o n e n g e t t e r p u m p e n versehene G e r ä t MI 1305 erreicht ein V a k u u m v o n 5 • 1 0 - 9 T o r r u n d a r b e i t e t i m s t a t i s c h e n Betrieb. Der vorgeschaltete R e a k t o r e n t h ä l t eine Probenschleuse. Die Mindestmenge der P r o b e n ist 0,1 g. D u r c h H F - E r h i t z u n g w e r d e n die Edelgase freigesetzt u n d gleichzeitig gereinigt. Die endgültige Reinig u n g u n d T r e n n u n g erfolgen an A k t i v k o h l e bei verschiedenen T e m p e r a t u r e n . Es lassen sich noch 1 0 - 9 N c m 3 H e u n d Ar sowie 1 0 - 1 2 N c m 3 X e messen. TSCHUPACHIN u n d POLJAKOW (2) d i s k u t i e r t e n d i e U r s a c h e n

v o n I n s t a b i l i t ä t e n der I o n e n s t r ö m e aus f e s t e n S u b s t a n z e n . Sie schlagen ein neues V e r f a h r e n zur Stabilisierung vor, b e g r ü n d e n dieses d u r c h den Vergleich der Meßergebnisse m i t einem S t a n d a r d u n d u n t e r s u c h e n die A n w e n d u n g der K o m p e n s a t i o n s m e t h o d e f ü r die m a s s e n s p e k t r o m e t r i s c h e Isotop e n a n a l y s c an festen Stoffen. Bei der Bleiisotopenanalyse m i t t e l s Aluminiumsilikate m i t t e r v e r s u c h e n LEWSKIJ U. a. (3) den Ionenbildungsm e c h a n i s m u s zu klären. Sie k o n n t e n zeigen, d a ß die Ionena u s b e u t e p r a k t i s c h n i c h t v o m B ä n d c h e n m a t e r i a l (Ta, Nb, P t , W) a b h ä n g t . Sie h a l t e n d e n V o r g a n g n i c h t f ü r eine Oberflächen-, sondern f ü r eine Thermoionisation. Die Bleiionen e n t s t e h e n aus Bleisilikat. Es w u r d e u n t e r a n d e r e m a u c h noch ü b e r den I o n e n b i l d u n g s m e c h a n i s m u s bei Li b e r i c h t e t . Der Bleiisotopenanalyse w a r a u c h ein V o r t r a g v o n TSCHERNYSCHEW u n d SCHAKEN (4) g e w i d m e t . U n t e r A n w e n -

d u n g einer D r e i b ä n d c h e n - I o n e n q u e l l e , einer besonderen M e t h o d e zur Stabilisierung des I o n e n s t r o m s , eines S E V u n d D i g i t a l v o l t m e t e r s m i t Z i f f e r n d r u c k e r k ö n n e n Probeneinw a a g e n von 50 n g gemessen werden. Das v e r w e n d e t e MI 1311 ist a u ß e r d e m m i t verschiedenen impulselektronischen Zus a t z g e r ä t e n versehen, z. B. z u r Triggerung des V o l t m e t e r s u n d des M a g n e t s t r o m s . P r o Analyse e r h ä l t m a n ü b e r 300 D a t e n , die in einem R e c h n e r v e r a r b e i t e t w e r d e n k ö n n e n . USTINOW u. a. (5) u n t e r s u c h t e n die Ionisation v o n Ca u n d Mg m i t E l e k t r o n e n s t o ß - u n d Dreibändchenionenquclle. In beiden Fällen erweist sich die V e r w e n d u n g der Halogenide als v o r t e i l h a f t . Bei der B ä n d c h e n i o n c n q u e l l e k o m m t m a n u n t e r A n w e n d u n g der K o m p e n s a t i o n s m e t h o d e auf einen m i t t l e r e n Fehler v o n ¿ 0 , 6 % . Eine hohe Genauigkeit m i t d e m M a s s e n s p c k t r o m e t e r MI 1305 erzielen JAKUBOWSKIJ u n d Mitarbeiter (6) bei der B e s t i m m u n g des D c u t e r i u m g e h a l t s n a t ü r l i c h e r W ä s s e r . Die U m a r b e i t u n g in H 2 erfolgt direkt a m M a s s e n s p e k t r o m e t e r , dessen Spalte wesentlich v e r b r e i t e r t w u r d e n u n d dessen Kollektor f ü r die Masse 2 d u r c h einen Spezialkollektor ersetzt ist. Die H J - I o n e n b i l d u n g ist niedrig, d a n k V e r b r e i t e r u n g des Ionenquellenspalts, o p t i m a l e r J u s t i e r u n g des H i l f s m a g n e t e n u n d V e r w e n d u n g m a x i m a l e r S p a n n u n g e n in der Ionenquelle. Bei 9 5 % statistischer Sicherheit b e t r ä g t der relative Meßfehler 2%0. PRILUZKIJ (18) hielt einen v i e l b e a c h t e t e n V o r t r a g ü b e r Theorie u n d Verbesserungen der K o r n p e n s a t i o n s m e t h o d e a m MI 1305. Eine besondere S c h a l t u n g dient der o p t i m a l e n J u s t i e r u n g des Geräts. A n d e m g e k r ü m m t e n Teil des Peaks lassen sich die S c h w a n k u n g e n des I o n e n s t r o m s messen. Die M e ß b r ü c k e wird d u r c h F r e m d s p a n n u n g e n geeicht. Theoretische U n t e r s u c h u n g e n ü b e r N i c h t l i n e a r i t ä t e n der W i d e r s t ä n d e , V e r s t ä r k e r s t u f e n u n d a n d e r e Fehlerquellen f ü h r e n zu K o r r e k t u r f o r m e l n . Auf diese Weise ist es möglich, s y s t e m a tische Fehler bei ¿-Messungen bis auf 0,03% o zu eliminieren. A u c h ü b e r ein M a g n e t r e s o n a n z - M a s s e n s p e k t r o m e t e r w u r d e b e r i c h t e t (33). Es dient z u r B e s t i m m u n g v o n n a t ü r l i c h e m H e l i u m u n d erfüllt alle die d a f ü r nötigen F o r d e r u n g e n wie: hohe E m p f i n d l i c h k e i t , hohes A u f l ö s u n g s v e r m ö g e n zur Trenn u n g des T r i p l e t t s 3 He+/ 1 H 3 +/HD+ u . a . m . Niciitmassenspektrometrische Isotopenanalyse Die P h o t o n e u t r o n e n m e t h o d e zur

Deuteriumbestimmung

b a s i e r t a u f d e r R e a k t i o n D (y, N P H . BKESGÜNOW u n d SOJFER

(7) analysierten n a t ü r l i c h e W ä s s e r m i t einem h a l b a u t o m a t i s c h e n V e r f a h r e n u n d 2 4 Na als G a m m a q u e l l e . Die P r o b e n -

menge war 400 ml, die Genauigkeit 2 % ; n a c h jeder P r o b e wird ein S t a n d a r d gemessen. Die Meßergebnisse s t i m m e n g u t m i t m a s s e n s p e k t r o m e t r i s c h e n D a t e n überein. D a der N e u t r o n e n s t r o m der Anzahl der D e u t e r i u m k e r n e p r o p o r t i o n a l ist, l ä ß t sich das V e r f a h r e n a u c h zur d i r e k t e n D - B e s t i m m u n g an E r d ö l v e r w e n d e n (8). W e g e n der N e u t r o n e n v e r l a n g s a m u n g bzw. - a b s o r p t i o n werden a b e r ein k o n s t a n t e r Wassersl.offgehalt u n d das F e h l e n v o n N e u t r o n e n a b s o r b e r n gefordert. MOLOTSCHNOWA U. a. (9) u n t e r s u c h t e n die Fehlerquellen der P h o t o n e u t r o n e n m e t h o d e bei der Analyse des W a s s e r s u n d geben ein V e r f a h r e n an, das den E i n f l u ß v o n gelösten N e u t r o n e n f ä n g e r n berücksichtigt. Die Meßgenauigkeit h ä n g t v o n der A k t i v i t ä t der G a m m a q u e l l e , d e m W i r k u n g s g r a d der R e g i s t r i e r a n o r d n u n g , der S t a b i l i t ä t der A p p a r a t u r u n d der Meßzeit a b . V o n SHIGLINSKIJ u. a. (10) wird ü b e r den F o r t g a n g der S t u d i e n an g e k ü h l t e n H o h l k a t h o d e n b e r i c h t e t . I n einem weiteren der S p e k t r a l a n a l y s e g e w i d m e t e n V o r t r a g b e f a ß t e n sich A L E K S A N D R O W u n d MALYSCHEW (11) m i t d e r E r h ö h u n g

der

Genauigkeit bei Bleiisotopenanalysen m i t t e l s der FABRYPEROT-Interferometrie. Standards DONZOWA (14) setzt sich m i t S t a n d a r d s f ü r Sauerstoff auseinander. Sie d i s k u t i e r t die F o r d e r u n g an S a u e r s t o f f s t a n d a r d s , ihre H e r s t e l l u n g u n d A u f b e w a h r u n g . Man k a n n drei G r u p p e n n a t ü r l i c h e r S a u e r s t o f f t r ä g e r u n t e r s c h e i d e n u n d aus jeder G r u p p e einen S t a n d a r d a u s w ä h l e n . L. N. GRINENKO u n d

W . A. GRINENKO

(15)

fordern

min-

destens drei S t a n d a r d s f ü r Schwefel: einen m i t meteoritischer I s o t o p e n z u s a m m e n s e t z u n g , einen zweiten aus S u l f a t v o n Ozeanwasser u n d einen d r i t t e n m i t 3prozentiger Anreicherung des Isotops 3 2 S. Der S t a n d a r d s c h w e f e l m u ß in m e h r e r e n F o r m e n vorliegen, n ä m l i c h als sorgfältig gereinigtes S 0 2 in abgeschmolzenen Glasampullen, als Silbersulfid u n d als Schwefelpulver. E i n solches S y s t e m v o n S t a n d a r d s e r l a u b t , sowohl die m a s s e n s p e k t r o m e t r i s c h e n Vorgänge als a u c h die probenchemische ¡Methodik zu kontrollieren u n d genaue M e ß d a t e n zu liefern. Ebenfalls drei S t a n d a r d s schlägt GALIMOW f ü r die P r ä zisionsisotopenanalyse a m Kohlenstoff v o r :