Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 36, Heft 10 [Reprint 2021 ed.] 9783112517741, 9783112517734

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ZEITSCHRIFT FOR

ANGEWANDTE

GEOLOGIE

10 B A N D 36 O K T O B E R 1990

ISSN 0044-2259 Z. angew. Geol., Berlin 36(1990) 10, 3 6 1 - 3 9 6

AKADEMIE-VERIAG BERLIN

Herausgeber : Gesellschaft für Umwelt- und Wirtschaftsgeologie mbH Berlin

Zeitschrift für angewandte Geologie BAND 36

HEFT 10

1990 INHALT

COflEPJKAHHE

CONTENTS

HOTH, K . ; WEYER, D. ; KAHLERT, E . ; DÖRING, H .

Das Standardprofil des Oberkarbons von Vorpommern S. 361 - 3 6 8 , 3 Abb., 2 Taf., 1 Tab., 16 Lit.

C i a H f l a p T H H Ä pa3pe3 B e p x H e r o KapöoHa ceBepo-BocTona r,n,P CTp. 3 6 1 - 3 6 8 , 3 m m . , 3 TaOji.,

The standard section Upper Carboniferous r e g i o n of t h e G D R

LINDERT, W . ; WARNCKE, D ; STUMM, M.

Probleme der lithostratigraphischen Korrelation des Oberrotliegenden (Saxon) i m N o r d e n der D D R S. 3 6 8 - 3 7 5 , 7 Abb., 1 Tab., 18 Lit.

IIpoSjieMbi jiHTocTpararpaijMlecKoS KoppeJIHIJHH BepxHero poTJiHreHj;eca (caKcoHa) Ha ceßepe T f l P CTp. 3 6 8 - 3 7 5 , 7 HJIJI., 1 TaSjI , 18 JIHT. HCT.

P r o b l e m s of l i t h o s t r a t i g r a p h i c a l c o r r e l a t i o n of t h e Sajxonian i n t h e N o r t h of t h e G D R pp. 3 6 8 - 3 7 5 , 7 Figs., 1 Table, 18 Kefs.

HAEERKORN, B. ; MANHENKE, V . ;

Hydrogeologische Großraummodelle des V E Braunkohlenkombinates Bitterfeld S. 3 7 6 - 3 8 0 , 2 Abb., 2 Tab., 5 Lit.

THsporeonormecKHe ManpoMONENH, PA3PA6OTAHHHE B E y -

Hydrogeological large-spaced mod e l s of t h e „ V E B r a u n k o h l e n kombinat Bitterfeld" pp. 3 7 6 - 3 8 0 , 2 Figs., 2 Tables, 5 Reis.

BLESCHERT, K . - H . SCHRETZENMAYR, S. ; RASCH, J . ; ZAGORA, K . ; SCHREYER, C.

E n t w i c k l u n g der K o h l e n w a s s e r stoff-Prospektion im Zechstein auf d e m T e r r i t o r i u m der D D R S. 381 - 3 8 8 , 6 Abb., 18 Lit.

1/ICTOpHH pa3BHTHH pa3Bej(KH YRJIEBONOPOAOB B u e x u n e i i H e Ha TeppHTopHH r ^ P CTp 381 — 388, 6 HJIJI , 18 JIHT. HCT.

D e v e l o p m e n t of h y d r o c a r b o n prospection in Zechstein at the t e r r i t o r y of t h e G D R pp. 3 8 1 - 3 8 8 , 6 Figs., 18 Refs.

BARTHOLOMÄUS, L .

B e s t i m m u n g des Gaskappenverhältnisses — Problem und Diskussion S; 3 8 8 - 3 9 1 , 7 Abb. 8 Lit.

Determination of t h e gas-cap ratio — problem and discussion of a s o l u t i o n pp. 3 8 8 - 3 9 1 , 7 Figs., 8 Refs.

RIEMSCHNEIDER, B

Genetische Zuordnung von Bekk e n b i l d u n g s m o d e l l e n zur Ents t e h u n g der N o r d d e u t s c h - P o l nischen Senke S, 3 9 1 - 3 9 3 , 14 Lit.

ONPEREJIEHNE OTHOIHGHHH HaHaJibHoro oôieMa raaoBoft rnanKH K HAIAJIBHOMY o ô t e M y HeiJlTH MeCTOpOJKßGHHH. I I p O ÔJieMM h o ö c y w a e H H e o R H o r o H3 p e m e H H ü CTp. 3 8 8 - 3 9 1 , 7 HJIJI., 8 JIHT. HCT. TeHeTHiecKaH npHBflSKa Mo;n;ejieS o6pa30BaHHH ôacceftHa B CBH3H c reHe3HC0M CeBeporepMaHCKo-IIoJibCKOÄ BnaÄHHbl CTp. 3 9 1 - 3 9 3 , 14 JIHT. HCT. ü o p o B b i e pa3Mepbi THxooKeaHCKHx } K e j i e 3 o - M a p r a H i ; e B b i x n o p . Kparaoe cooßmeHHe CTp. 3 9 3 - 3 9 5 , 2 HJIJ1 , 1 TaßJI., 4 JIHT. HCT.

P o r e s i z e s of P a c i f i c m a n g a n e s e ore c r u s t s Short information pp. 393 - 395, 2 Figs., 1 Table, 4 Refs.

UHLIO, E.

DIETRICH, P . G.

Tagungsberichte

Porengrößen pazifischer Manganerzkrusten — Kurzmitteilung S. 3 9 3 - 3 9 5 , 2 Abb., 1 Tab., 4 Lit.

1 6 JIHT. HCT.

poyrojibHOM KOMÔHHâTe BHT-

Tep^ejibp; CTp. 3 7 6 - 3 8 0 , 2 HJIJI., ! TaßJi.. 5 JIHT. HCT.

of in

the NE-

pp. 3 6 1 - 3 6 8 , 3 Figs., 2 Plates, 1 Table, 16 Refs.

G e n e t i c a l c l a s s i f i c a t i o n of b a s i n i n g m o d e l s t o t h e o r i g i n of t h e North German-Polonian depression pp. 3 9 1 - 3 9 3 , 14 Refs.

S. 3 9 5 - 3

Buchbesprechungen

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 is i n d e x e d i n C u r r e n t C o n t e n t s / P C & E S .

Titelbild: Fiederspalten i m Jura (Oxford) bei T e t e r e v / B u l g a r i e n Aufnahme: G. MÖBUS, Greifswald

Bezugsmöglichkeiten der „Zeitschrift für angewandte Geologie" Bestellungen sind zu richten — in der DDR an den Postzeitungsvertrieb unter Angabe der Kundennummer des Bestellenden oder an den Akademie-Verlag Berlin, Leipziger Str 3 - 4 , DDR -1086 Berlin; — in der BRD und Berlin (West) an eine Buchhandlung oder die Auslieferungsstelle KUNST UND WISSEN, Erich Bieber GmbH, ein Unternehmen der Faxon-Gruppe, Postfach 102844, D 7000 Stuttgart 10, — in den übrigen Ländern an den internationalen Buch- und Zeitschriftenhandel bzw. an die Auslieferungsstelle KUNST UND WISSEN, Erich Bieber GmbH, ein Unternehmen der Faxon-Gruppe, Stampfenbachstr. 73, Postfach, CH-8035 Zürich, oder an den zuständigen Postzeitungsvertrieb des Landes bzw an den Akademie-Verlag Berlin, Leipziger Str. 3 - 4 , DDR-1086 Berlin. Zeitschrift für angewandte Geologie Herausgeber: Gesellschaft für Umwelt- und Wirtschaftsgeologie mbH Berlin i. G. Chefredakteur: Doz. Dr sc. Bernd Kölbel; Fernruf 2363997; Verantw Redakteurin: Dipl.-Geoln. Andrea Sobe; Redakteure Dipl.-Geol. Berthold Dorn, Dipl.-Min. Anne Krüger. Anschrift der Redaktion. Kastanienallee 69, DDR-1054 Berlin, Fernruf 280 6334. Verlag. Akademie-Verlag Berlin, Leipziger Str 3 - 4 , DDR 1086 Berlin, Stellv. Cheflektor Zeitschriften Armin Beck, Fernruf 2236201 oder 2236229, Telex-Nr 114420, Bank: Staatsbank der DDR, Berlin, Kto.-Nr 6836-26-20712. Veröffentlicht unter der Registriernummer 1279. Gesamtherstellung: Maxim Gorki-Druck GmbH, DDR-7400 Altenburg. Erscheinungsweise. Die Zeitschrift erscheint jährlich in einem Band zu 12 Heften. Bestellnummer dieses Heftes: 1047/36/10. © 1990 by Akademie-Verlag Berlin. Printed in the German Democratic Republic. AN (EDV) 46337 00650

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ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE

B A N D 36 / 1990 / H E F T

10

Das Standardprofil des Oberkarbons von Vorpommern KLAUS HOTH, F r e i b e r g ; D I E T E R W E Y E R , E B E R H A R D K A H L E R T , H A R R Y DÖRING, B e r l i n

Vorbemerkungen Mit der tol lschreitenden und zunehmend differenzierteren Bearbeitung der vorliegenden Tiefenaufschlüsse im Bereich der Mitteleuropäischen Senke werden die Kenntnisse über tiefbegrabenß Einheiten auch in diesem Gebiet ständig verbessert. Das betrifft die Ränder der Senke verständlicherweise in stärkerem Maße als ihre zentralen Teile. War schon 1975 über die Kenntnisfortschritto in der Gliederung des höheren Westfal bis Stefan im Bereich der Inseln Rügen und Hiddensee berichtet worden (HIRSCHMANN, H O T H & K L E B E R 1 9 7 5 ) u n d h a t t e n SCHMIDT & F R A N K E ( 1 9 7 7 )

die

allgemeine Entwicklung des Oberkarbons im Norden der D D R dargestellt, so ist es heute möglieh, ein einigermaßen differenziertes stratigraphisches Schema (overall-seetion) für das gesamte Oberkarbon Vorpommerns vorzulegen. Dieses Schema diente seit 1977 den Belangen der praktischen Erkundungstätigkeit und der Forschung und ist in allen seinen wesentlichen Teilen auch heute noch gültig. Es war in der ersten Hälfte der achtziger J a h r e für den in Abb. 1 skizzierten Raum auch eine der Grundlagen für eine Einschätzung der Steinkohleführung, wobei sich allerdings keine wirtschaftlich interessanten Ressourcen ergaben. Grundlage des Standardprofils sind die schon 1975 beschriebenen Verhältnisse in 18 Aufschlüssen von Rügen/Hiddensee und weitere 10 Aufschlüsse südlich davon, die sich im wesentlichen auf den Raum zwischen dem Darß und Usedom verteilen. Off-shoreBolxrungen und ein neuer Aufschluß auf Usedom sind nicht berücksichtigt. Die o. g. Aufschlüsse wurden auf die gleichc Art und Weise bearbeitet wie 1975 für die Rügen/Hiddensee-Bohrungcn skizziert. Die Nachbearbeitung der älteren Bohrungen bzw. die zusammenfassende Bearbeitung der Ergebnisse der neueren Bohrungen erfolgte für das Oberkarbon stets mit Kenntnis der Erstbearbeitungsergebnisse der verschiedensten Bearbeiter, vor allem des V E B Erdöl/Erdgas Grimmen, und ist insofern auch Teil ihrer Arbeit. Natürlich kann das vorgelegte Standardprofil bei weitem nicht mit dem Gesamtschichtenschnitt des Niederrheinisch-Westfälischen Steinkohlegebietes konkurrieren, hinter dem eine mehr als hundertjährige bergmännisch-geologische Untersuchungserfalirung stellt, aber es kann Bindeglied sein zwischen diesem Teil des europäischen „Steinkohlengürtels" und dessen in der Republik Polen gelegenen Teilen. Die Basis des v o r p o m m e r s c h e n Oberkarboiis In weiten Teilen des b e t r a c h t e t e n Gebietes liegt das Oberk a r b o n m i t größerer L ü c k e auf den unterlagernden E i n h e i t e n . Das ist aus dem R a u m R ü g e n / H i d d e n s e e gut belegt. D o r t transgi'ediert n ä m l i c h das W e s t f a l A m i t den T o p b e r e i c h e n der Oberen B a r t h e r S c h i c h t e n z u n ä c h s t nach Hiddensee, während seine h o h e n Teile (Hiddenseer S c h i c h t e n ) auch Mittelrügen und S ü d w i t t o w erfassen. I m W e s t f a l B wird dann zun ä c h s t Zentralwittow, während der Bildungszeit der L o h m e r S c h i c h t e n auch ' J a s m u n d v o n der S e d i m e n t a t i o n e r f a ß t (HIRSCHMANN, HOTH & KLEBEE 1975). Dieses M a x i m u m der Transgression hielt während des g e s a m t e n besonders pelitreichen A b s c h n i t t e s der Nordrügen-Folge an, wogegen sich zur Zeit der 1 Oberen J a s m u n d e r S c h i c h t e n auf W i t t o w bereits Eingang des Manuskripts iu der Redaktion: 1 6 . 1 . 1 9 9 0 1

K. Angcw. G col. 36 (1990) 10

regressive Tendenzen zeigen. Das Liegende dieses Oberkarbons ist in allen F ä l l e n m e h r oder weniger k a r b o n a t i s c h e s Obervisé, in der R e g e l unterschiedlich vollständig erhaltenes mittleres Obervisé (Asbian = V 3 b ) . E s fehlt also sowohl auf R ü g e n als auch auf Hiddensee das B r i g a n t i a n = V 3 c (HOFFMANN, LINDERT u. a. 1975). Auch das u n t e r s t r e i c h t die B e d e u t u n g dieser nainurisch bis intrawestfalischen S c h i c h t l ü c k e . — Obwohl südwärts, also i m F e s t l a n d s b e r e i c h , das tiefere W e s t f a l A ( B a r t h e Folge) in b e d e u t e n d e r M ä c h t i g k e i t ausgebildet ist (300 bis 3 5 0 m), liegt selbst dort noch eine L ü c k e zwischen diesem W e s t fal A und dem im Liegenden a u f t r e t e n d e n N a m u r (mindestens R 2 b , eventuell R 2 c ) , so d a ß wenigstens Teile des Y e a d o n i a n fehlen. Auch dieses festländische N a m u r geht nun n i c h t lückenlos aus dem unterlagernden Visé hervor. Mindestens a m S - R a n d des Greifswalder B o d d e n s ( ? N W - F l a n k e des m a g n e t i s c h e n Hochs v o n Usedom) liegt der Grenzbereich N a m u r A / B ( = Grenzbereich H 2 / R 1 ) m i t teilweiser K o n g l o meratl'ührung oberem Obervisé (V3c).auf (SCHMIDT & FRANKE 1977). E s fehlt hier fast das gesamte N a m u r A (Pendlenian = E l , Arnsbergian = E 2 , Chokierian = H l ) . Die B a s i s f l ä c h e des v o r p o m m e r s c h e n O b e r k a r b o n s ist also prinzipiell ein von Süd nach Nord s t i a t i g r a p h i s c h ansteigendes Niveau, das auf dem F e s t l a n d N a m u r H 2 / R l - A l t e r , auf Mittelrügen hohes W e s t f a l - A - A l t e r und auf' J a s m u n d W e s t f a l - B - A l t e r h a t . E s ergibt sich also selbst bei dem derzeit l ü c k e n h a f t e n K e n n t n i s s t a n d das Bild einer v o n S ü d e n nach Norden transgredierenden oberkarbonischen Schichtenfolge, w o b e i . i m m e r j ü n g e r e E i n h e i t e n auf einen i m m e r älteren U n t e r g r u n d übergreifen. Solche V e r h ä l t n i s s e waren zuerst von STILLE (Z. B . 1 9 3 0 , A b b . 1) als t y p i s c h für den N - R a n d des subvariszischen O b e r k a r b o n s postuliert worden, allerdings h a t t e m a n sie im B e r e i c h seines vorvariszischen Außenrahmens bisher nirgends gefunden. Mit der STlLLEschen Definition von 1 9 3 0 läge der N - R a n d der subvariszischen Vor- bzw. S a u m t i e f e i m Z e n t r a l a b s c h n i t t d e r ' M i t t e l e u r o p ä i schen S e n k e auf R ü g e n und demzufolge a u c h a m S - R a n d v e r w a n d t e r K r u s t e n e i n h e i t e n (z. B . R i n g k ö b i n g - F y n - H o c h ) . Mit der Definition von PAPROTH & TEICHMÜLLER (1961) ist das aber nur der N - R a n d des oberkarbonischen „ V o r l a n d b e c k e n s " (HEDEMANN & TEICHMÜLLER 1971).

Namur 1 Chokierian/Alportian Als tiefstes O b e r k a r b o n ist i m nordöstlichen F e s t l a n d s g e b i e t der D D R eine rd. 15 m m ä c h t i g e pyr'itführende Tonsteinfolge nachgewiesen, in der Ilomoceras? sp. und Homoceratoides? sp. den Grenzbereich zwischen h ö c h s t e m Alportian und b a s a l e m K i n d e r s c o u t i a n belegen. Auch die übrige F a u n a dieses B e reiches (vgl. A b b . 3 — E i n s c h l a g t a f e l ) b e s t e h t m i t P r o d u e t a c e a , o r t h o c o n e n Nautiloidea, Crinoida u. a. aus teilweise

Z. angew. Geol., 3 6 ( 1 9 9 0 ) 10

HOTH U. a. / Standardprofil des Oberkarbons — Vorpommern

362

Dofnöusch Lohme Hiddensei

30 hm

•flambm

©Barth STRALSUND®

Abb. 1. Oberkarbonaufschlüsse in Vorpommern bis 1985

Greifswalder

oStahlbcode

oRichtenberg

Bodden

• ° Gahikow loissin Greifswald

to

Oemmin

Oderhaff

hochmarinen Formenkreisen. Die Tonsteinfolge, die im oberen Teil einzelne bis 0,2 m mächtige Anthrazitlagen enthält, wird nach unten hin durch eine Feinsandsteinlage und schließlich durch ein rd. 4 m mächtiges Quarz- und Spilitgerölle führendes Grobkonglomerat begrenzt. Das ganze ca. 20 m mächtige Sedimentpaket ist der tiefste bisher biostratigraphisch belegte Horizont der oberkarbonischen Molasse im Norden der D D R . Unklar ist die stratigraphische Stellung des tieferen, im wesentlichen nur durch Bohrlochmessung und Spülproben bekannten Profilabschnittes, nämlich einer rund 27 m mächtigen kohlefreien, offenbar marinen Tonsteinfolge mit karbonatischen und siltigen Lagen (Korrelationseinheit 4), eines darunter folgenden calcitischen Mittelsandsteins (Korrelationseinheit 3/5) und einer kohleführenden, karbonatischen Tonstein-Siltstein-Folge (Korrelationseinheit 3/4)*), beide zusammen reichlich 10 m mächtig. Eine Einstufung als PChokierian/Alportian oder nur als PAlportian wird erwogen. — Unterhalb dieses unsicheren Profilabschnittes folgt eine wechselnd karbonatische Feinsandstein/Siltstein-Wechsellagerung, die in ihrem tieferen Teil durch KohlenkalkForaminiferen als höchstes Vise (Brigantian) belegt ist. Da eine Strulcturdiskoidanz zwischen dem Alportian/Kinderscoutian-Grenzbereich und dem stratigraphisch unsicheren Profilabschnitt bzw. zwischen diesem und dem sicheren Vise nicht nachgewiesen werden konnte, wurde die Vise/NamurGrenze mit dem Einsetzen der ersten mächtigeren Anthrazitlage, d. h. an der Basis von Korrelationseinheit 3/4 gezogen (vgl. Abb. 3). Damit ergäbe sich für den Raum am S-Rand des Geifswalder Boddens eine Maximalmächtigkeit des hier' tiefsten Namurs von 58 m. — Natürlich ist die Begrenzung des Namurs an der Basis des oben genannten Spilitkonglomerates und eine weit geringere Mächtigkeit ebenso möglich. In jedem Falle ist das höchste Namur A im nordöstlichen Festlandsgebiet der D D R eine weitgehend feinklastische Schichtenfolge, in die nur gelegentlich Grobklastika einge*) Wegen der UnVollständigkeit des Oberkarbonprofils und aus historischen Gründen ist die Numerierung der Korrelationseinheiten des Oberkarbons nach unten offen

schaltet sind. Von diesen wird das genannte Spilitkonglomerat auf ein Westusedomer Hochgebiet bezogen, in dessen Bereich unterlcarbonische basische Effusiva häufig sind. Die bisher nur geringe bekannte Mächtigkeit des skizzierten Namur A muß durchaus nicht für das ganze nordöstliche Festlandsgebiet der D D R typisch sein. So könnte die am S-Rand des Greifswalder Boddens große Lücke, die fast das gesamte Namur A umfaßt (s. o.), in anderen Teilen des Festlandsgebietes wesentlich kleiner sein und mit Annäherung an die zentraleren Teile der Mitteleuropäischen Senke ganz fehlen.

Kinderscoutian

Mit dem Kinderscoutian (Reticuloceras-Stufe 1) ist ein Zeitabschnitt belegt, über den bereits wesentlich bessere Kenntisse vorliegen. Die Abgrenzung der Stufe ist durch die bereits genannte Fauna des Alportian/Kinderscoutian-Grenzbereiches im Liegenden und durch Faunen mit Reticuloceras cf. reticulatum (PHILLIPS 1836) ( R l c ? ) in der Nachbarschaft des bis 25 m mächtigen Sandsteins der Korrelationseinheit 19 gegeben. Gewisse Unsicherheiten existieren an der Obergrenze (vgl. Abb. 3). Das sichere R 1 hat damit eine Mächtigkeit von mindestens 480, wahrscheinlich 540 m am S-Rand des Greifswalder Boddens und von mindestens 300 m in der Prignitz, d. h. im Raum nordöstlich von Wittenberge. Die Mächtigkeit liegt also deutlich höher als im Bergischen Land (ca. 150 m) oder gar im Münsterland (HEDEMANN, FABIAN u. a. 1972). Mindestens 9 bis 10 marine Horizonte und mindestens 2 bis 3 brackisehe Niveaus sind bisher aus dem hier behandelten R 1 bekannt. Wesentlich für die Aufstellung des Standardprofils im mittleren Namur und für die Beurteilung der Beckensituation war die lithostratigraphische Korrelation des Aufschlusses Loissin 1 mit der weit entfernten Bohrung Parchim 1. Dadurch ließen sich die Nachweise von Reticuloceras subreticulatum (FOOKD 1903), R. cf. gulincki (BOUCKAERT 1960), R. cf. todmordenense (BISAT & HUDSON 1943), Vallites henkei (SCHMIDT 1934) im Liegenden des mächtigen Sand-

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

HOTH U. a. / Standardprofil des Oberkarbons — Vorpommern steins der Korrelationseinheit , , 1 1 " in der Prignitz in einen größeren R a h m e n stellen. L i t h o s t r a t i g r a p h i s c h sind im Kinderscoutian des nordöstlichen F e s t l a n d s g e b i e t e s der D D R zwei wesentliche Abschnitte zu unterscheiden, nämlich ein flözführender Tonsteinkomplex m i t zahlreichen Siltstein- und Sandstein-Einschaltungen im unteren Teil und eine kohlefreie grobzyklische SandsteinSiltstein-Tonstein-Wechsellagerung i m oberen Teil. Der flözführende T o n s t e i n k o m p l e x wird in der Prignitz durch eine flözfreie Siltstein-Sandstein-Folge vertreten; hier machen sich die S c h ü t t u n g s b a h n e n aus dem Variszidenraum bereits deutlich b e m e r k b a r . Dabei muß allerdings darauf hingewiesen werden, daß in der Prignitz der untere Profilabschnitt nur teilweise aufgeschlossen ist (vgl. A b b . 3). Die S a n d s t e i n e der Korrelationseinheiten 15 und 19 und die Grobklastika an der B a s i s v o n R l b ( = Korrelationseinheit 11) sind als kräftige Lieferimpulse zur Fernkorrelation geeignet. Im S t a n d a r d p r o fil w u r d e der untere flözführende Tonsteinkomplex 1977 als „ L o i s s i n e r S c h i c h t e n " bezeichnet und definiert und die obere Siltstein-Sandstein-Folge als „ P a r c h i m e r S c h i c h t e n " ausgewiesen. Die teilweise Uberschneidung mit der Rotliegendstratigraphie (nach 1977 auch unterer Teil der Havel-Folge als „Parchim Schich-

t e n " bezeichnet., v g l . KATZUNG, FISCHER U. a . 1977) wird b a l d be-

hoben sein, da die strittige Bezeichnung für die Verwendung im Rotliegenden ungeeignet ist und in Kürze aufgegeben wird. Ungeeignet ist auch E. BERGMANNS Versuch, das gesamte HL im nordöstlichen Festlandsgebiet der DDR als Loissiner Schichten i. w. S. zusammenzufassen. Die A n t h r a z i t f ü h r u n g des unteren Profilabschnittes ist trotz der geringen Mächtigkeit der Kohlelagen und Flöze (0,1 bis 0,5, m a x i m a l 0,75 m) und ihres oft schwierigen Nachweises durch Bohrlochmessungen in großen Teufen doch so charakteristisch, daß m a n ihr wesentliche lithostratigraphische Bed e u t u n g zugestehen muß.

Pa 1/68

363 Marsdenian Durch den F u n d eines marinen N i v e a u s mit der L e i t f o r m des mittleren Marsdenian, Bilinguites bilingue (SALTER 1864) ( R 2 b l ) in der B o h r u n g B a r t h 1, das mit einem entsprechenden Niveau in der B o h r u n g Parchim 1 korrespondiert, war hohes N a m u r B im Oberkarbon des nordöstlichen Festlandsgebietes der D D R nachgewiesen. In der B o h r u n g Loissin fehlt dieser Oberkarbonbereich lücken- oder störungsbedingt (vgl. Abb. 2 und 3). Lithologisch handelt es sich bei den Gesteinen des weiteren Fundbereiches um eine unregelmäßig zyklische Siltsteinfolge mit einzelnen Tonsteinlagen und Sandsteinb ä n k e n und geringer Pyrit- und Anthratzitstreifenführung. Tiefer und höher im Profil sind Siderit und eine gewisse K a r b o n a t f ü h r u n g charakteristisch. In der Prignitz zeigt sich bei monotonerem P r o f i l a u f b a u eine v e r s t ä r k t e Sandsteinf ü h r u n g (linke Seite Lithologiegraphik v o n Abb. 3). Die ges a m t e Siltsteinfolge wird als Marsdenian ( R 2 b + R2c?) betrachtet und ist dann mindestens 120 m mächtig. D a der R 2 b l - N a c h w e i s nahe der Untergrenze dieses Profilabschnittes liegt, war auch im oberen Teil der „ P a r c h i m e r Schichten", d. h. in Korrelationseinheit 22, noch R 2 v e r m u t e t worden; Bilinguites gracilis (BLSAT 1924) beweist d a s inzwischen. Die Mächtigkeit des Marsdenian liegt d a m i t bei ca. 170 m und ist deutlich geringer als im Bergischen L a n d und im Münsterland, wo 480 bis 500 m nachgewiesen sind (HEDEMAIS N, FABIAN u. a. 1972). D a s ist ein Hinweis auf eine ständige Verlagerung der Subsiclenzzentren im mitteleuropäischen N a m u r t r o g .

Der Grenzbereich N a m u r / W e s t f a l Auf die durch eine L ü c k e bestimmten Verhältnisse an der Wende N a m u r / W e s t f a l ist schon hingewiesen worden. Mangels ausreichend eng datierbarer Faunennachweise sind die speziellen Verhältnisse allerdings nicht ganz klar. L e t z t e

Bth 1/63

Loss 1/70

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—

H0TH/WEYER 1975

Abb. 2. Korrelation des Namurs zwischen Vorpommern und Priegnitz 2

Z. angew. Geol. 36 (1990) 10

Z. nngcw. Gcol., 3ß (1900) 1« HoTn u. a. / Standardprofil des Oberkarbons — Vorpommern

364

sichere faunistische Anhaltspunkte für die Fixierung der genannten Lücke sind im liegenden Namur die o. g. R2bFaunen, im sicheren Wcstfal belegen erst die Brackwasserhorizonte in den Oberen Barther Schichten (nach D. WEYER mit Anthracunaia cf. perlongata PASTIELS 1960, Curvirimula cf. bélgica (HISD 1912), C. cf. subovata (DEWAR 1939), Naiadites äff. produetus (BROWN 1849), N. äff. stockmansi PASTIELS 1960 u. a. sowie mit Conchostraken wie Isaura striata (auet. n o n M Ü N S T E R i n G O L D F U S S 1 8 4 0 ) I.

simoni

(PEUVOST

1911)

die lenisulcata-Zone sensu stricto oder die communis-Zone. Für die betreffende Lücke und die im fraglichen Bereich vorkommenden Sedimente besteht also nach der Fauna theoretisch für den Raum am S-Rand des Greifswalder Boddens ein Spielraum von Namur (R2c) bis Westfal (Grenzbereich lenisulcatal communis-Zone).

Westfal Während der Kenntnisstand über die Ausbildung und Verbreitung des Namurs wegen des geringen Aufschlußgrades (SCHMIDT & FRANKE 1977) noch recht lückenhaft ist, liegen für das vorpommersche Westfal schon weit besser abgesicherte Erkenntnisse vor. Auf Grund der „erzgebirgischen" Lücke an der Wende Namur/ Westfal sind die basalen Teile des Westfal A möglicherweise z. T. noch unbekannt. Dennoch ist das Westfal im nordöstlichen Festlandsgebiet der D D R mit ca. 1200 bis maximal 1800 m relativ mächtig. Paläontologisch sind heute CwA, CwB, CwC und CwD belegt. Das ergab auch schon früher die lithostratigraphische Analyse. Die jetzt vorliegende eingehende lithostratigraphische Gliederung erlaubt eine enge Korrelation der Westfal-Profile des nordöstlichen Festlandsbereiches und der Profile aus dem Raum Rügen/Hiddensee. Dadurch lassen sich 9 lithostratigraphische Einheiten im Range von Schichten ableiten (Abb. 3). Eine Zusammenfassung von jeweils mehreren dieser Schichten zu Folgen ist erforderlich, weil die teilweise nicht so sehr markanten Zusammensetzungsunterschiede benachbarter Schichtkomplexe beckenwärts verschwimmen können.

Innerhalb des so umgrenzten Bereiches ist außer den sandbetonten Unteren Barther Schichten (wahrscheinlich CwA) eine vermutlich brackische, mindestens 80 m mächtige Tonsteinfolge (Gahlkower Schichten) das einzige Schichtglied. E s enthält einzelne geringmächtige Flöze sowie Siltstein- und Sandsteineinschaltungen. Nach den non-marinen Bivalvia der zwei Faunenniveaus ist keine Datierung möglich, und die nachgewiesene Makroflora mit Sigillaria mamilaris BRGT. und Lepidodendron wortheni LESQU. läßt nach der bisher bekannten Verbreitung dieser Arten am ehesten eine Einstufung als CwA zu. Nach der bei einer Nachbearbeitung (1983) nachgewiesenen Mikroflora (Schulzospora rara Kos., S. cf. ocellata (HORST) POT. & KR., Bugensipollenites cf. bisaccatus DYB. — JACH., Grumosisporites varioreticulatus ARTÜZ, Ibrahimispores brevispinosus NEV., Florinites sp., Laevigatosporites sp.) ist eine Zuordnung zum Namur B als gesichert anzusehen (H. DÖRING), obwohl CwA nicht völlig ausgeschlossen werden kann. — Im Standardprofil wurde versucht, die geschilderte Situation zum Ausdruck zu bringen.

Das sichere Westfal A beginnt mit dem sog. MecklenburgSandstein, einem bis zu 80 m mächtigem Paket deltoider Fein- bis Mittelsandsteine, die etwa im Raum der Oderbucht bzw. im R a u m des Plantagenet-Grundes ihren Ursprung haben. Der Sandsteinkomplex könnte stratigraphisch etwa den Sandsteinen im Bereich Kreftenscheer bis Finefrau an der Ruhr entsprechen. E r ist das Basisglied der etwa 200 bis 235 m mächtigen Unteren Barther Schichten, einer fas^

Tafel 1

Fig. 4. Ahrensisporites

Westtal A

guerickei

HORST — Präp. Rügen 2: 89/4

Fig. 1. Pecopteris Integra ANDRAE 1849; Originalgröße

(20,2/109,6) Ahrensisporites-Abschn.,

Fig. 2. Lepidodendron

Fig. 5. Lycospora paulula ART. — Präp. Rügen 2: 88/5 (7,2/120,6)

wortheni LESQUERKUX 1866; 3 : 1

Fig. 3. Asterophyllites charaeformis

STERNBERG 1820; 2:1

F i g . 4 . Eusphenopteris nummularia nummularia v a n AMEROM 1 9 7 5 ; 2 : 1 F i g . 5. Asterophyllites

1913; 2:1 Fig. 6. Sigillaria

equisetiformis

mamilaris

F i g . 8 . Neuropteris

Originalgröße

obliqua

f. typica

1835)

NOVIK

f.

JONOMANS & KUCKUK

BRONGNIART 1828; 2:1

F i g . 7. Sphenophyllum emarginatum e m e n d . BATENBURG 1 9 7 7 ; 2 : 1

F i g . 9 . Paripteris

(GUTBIER

Lycospora-Abschn.,

(BRONGNIART 1 8 2 1 ) BRGT. 1 8 2 8

(BRGT. 1 8 2 8 GOEPFERT 1 8 4 1 ; 2 : 1

scheuchzeri

(HOFFMANN 1 8 2 3 / 2 9 ) GOTHAN 1 9 2 3 ;

Fig. 1. Reinschospora (18,0/116,5) Fig. 2. Microsporites

Westfal A

Fig. 6. Apiculatisporites

cf. setulosus (Kos.) PT. & KR. — Präp.

R ü g e n 2 : 88/6 ( 1 9 , 7 / 1 2 0 , 0 ) Lycospora-Abschn.,

Westfal A

Fig. 7. Vestipora tortuosa (BALME) BHARD. — Präp. Rügen 2: 49/2 (4,9/116,7) Endosporites

globiformis-Abschn.,

triangularis

Kos. — Präp. Rügen 2: 89/6

Westfal A

radiatus (IBR.) DIJKSTRA — Präp. Rügen 2:

Westfal B

F i g . 8 . Microreticulatisporites nobilis (WICHER) R ü g e n 2 : 15/2 ( 7 , 8 / 1 0 0 , 5 ) Microreticulatisporites jioircif's-Abschn., Westfal B

KNOX

nobilis-Abschzi.,

Fig. 3. Secarisporites 101,3) Ahremisporües-Abschn.,

Westfal A

remotus NEV. — Präp. Rügen 2: 91/3 (18,8/ Westfal A

Präp.

W i e k 1 0 1 : 59/1 ( 1 3 , 2 / 1 0 8 , 2 ) Microreticulatisporites nobilis-Abschn.,

Fig. 11. Radiizonates

Westfal B

clarus (DYB. & JACH.) JACH. — Präp. Westfal B

tenuis (LOOSE) BUTTW. & SM. — Präp. Wiek

1 0 1 : 23/2 ( 1 9 , 0 / 1 0 6 , 0 ) Microreticulatisporites jio&ifri-Abschn., Westfal B

89/5 ( 2 3 , 5 / 1 0 8 , 3 ) Ahrensisporites-Abschn.,

—

Fig. 9. Camptotriletes corrugatus (IBR.) POT. &• KR. — Präp. Rügen 2: 15/2 (6,5/99,6) Microreticulatisporites

Fig. 10. Westphalensisporites

Tafel 2

Ahrensisporites-Abschn.,

Westfal A

ca. lOOOfache Vergrößerung bei den Fig. 1 und 3 bis 11, ca. llOfache Vergrößerung bei Fig. 2 Beide Tafeln stehen auf der Rückseite der beigefügten Einschlagtafel

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

365

HOTH U. a. / Standardprofil des Oberkarbons — V o r p o m m e r n

kohlcffeieii Sandsl.ein/Siltstein-Wechsellagerutig mit gelegentlicher Sideritführung (Abb. 3). Auch die ca. 120 m mächtigen Oberen ßarther Schichten, die mittlere lithostratigraphische Einheit des CwA, sind kohlearm, obwohl sie eine Siltstein-/ Tonstein-Wechsellageiung mit nur geringer Sandsteinführung darstellen. Geringmächtige, unreine flözartige Kohlelagen mit lokaler Verbreitung treten erst in den Hiddenseer Schichten, also im oberen Westfal A auf. Diese Schichten sind eine im allgemeinen 40 bis 75 m mächtige konglomeratführende Sandstein/Siltstein-Wechsellagerung, wobei die Konglomerate nach bisheriger Kenntnis insbesondere im Raum Hiddensee— Westrügen—Barth verbreitet sind. Auf Hiddensee. wuiden bisher maximal 6 Konglomerathorizonte nachgewiesen (HIRSCHMANN,

HOTH

&

KLEBER

1975),

denen

mindestens

vier Foraminiferenniveaus mit mariner Begleitfauna zwischengelagert sind. Bemerkenswert ist die Sideritführung der Konglomerate und der mit ihnen verknüpften Psammite, da das auf relativ küstennahe Bildungsbedingungen weist. — Entgegen der bedeutenden Flözführung des CwA an der Ruhr (HEDEMANN,

FABIAN

U. a .

1972)

ist

die

Kohleführung

des

vorpommerschen Westfal A außerordentlich gering. Für den stratigraphischen Beleg des CwA und die Einstufung seiner Teile besitzt die Makro- und Mikroflora bereits besonderes Gewicht. Vor allem Sigillaria elegans BRGT. weist auf CwA, die Form überschreitet an der Ruhr Flöz Katharina nicht. Die in Abb. 3 genannten Sporen belegen CwA, und zwar im tieferen Teil (CnB/C-)tieferes CwA, im mittleren Teil die Hiddenseer Sporenabschnitte WH1 und WH2 = mittleres CwA und im höheren Teil die Sporenabschnitte WH3 und W H 4 = höheres CwA (DÖRING 1975). Innerhalb des vorpommerschen Westfal A sind bisher mindestens 6 bis 7 brackische und 2 bis 3 marine Horizonte nachgewiesen. Sie weisen auf paralische Verhältnisse hin, die sich mit dem Westfal auch im nordöstlichen Küstengebiet der D D R durchgesetzt haben. Vier dieser non-marinen Bivalvia-Niveaus gehören nach dem gemeinsamen Auftreten von Carbonicola und Anthracosia in die communis- oder in die untere modiolaris-Zone, für zwei andere mit reicherer Fauna kommen nur die lenisulcata-Zone (sensu stricto) oder die communis-Zone in Betracht. — Die 2 bis 3 marinen Horizonte, die in den Unteren Barther Schichten bekannt sind, führen nur Ophthalmichnium, Lingula und Selenimyalina und sind infolgedessen nicht datierbar. Es ist nicht unwahrscheinlich, daß sie dem Bereich Finefrau Nebenbank bis Girondelle an der Ruhr entsprechen könnten. Allerdings wird man die geringere Marinität der Faunenbänder in unserem Raum immer in Rechnung stellen müssen. Die Gesamtmächtigkeit des vorpommerschen Westfal A beträgt 400 bis 500, maximal 590 m, und liegt damit deutlich unter der des Rhein-Ruhr-Reviers (dort 900 bis 1100 m). Subsidenzzentren im Westfal A des nordöstlichen Küstengebietes der D D R sind der Raum südwestlich von Barth und der Raum am S-Rand des Greifswalder Boddens.

Westfal B

Das CwB im nordöstlichen Küstengebiet der D D R ist ein oberkarboner Profilabschnitt, der im Vergleich zu den entsprechenden Bildungen des Lippe-Gebietes und Niedersachsens besonders geringmächtig ist (80 bis maximal 245 gegenüber 800 m). Ob extreme Profilkondensation oder kleinere Lücken dafür verantwortlich sind, ist unbekannt. Lithologisch ist das vorpommersche Westfal B deutlich zweigeteilt: Der untere Teil (Wieker Schichten) ist eine siltsteinreiche Wechsellagerung aus Sandstein, Siltstein und Tonstein, die einzelne geringmächtige Karbonatgesteinshorizonte führt und gelegentlich unreine, lokal verbreitete flözartige Kohle2

lagen enthält; der obere Teil (Lohmer Schichten) ist recht tonsteinreich und relativ reich an Kohle. Der Anteil der Steinkohle an der Schichtmächtigkeit beträgt 2 bis 4, maximal 5 % . Es treten im Höchstfall vier z. T. mehrgliedrige Flöze auf (Flöze I bis IV), wobei die Mächtigkeit der Kohlelagen und (Teil)flöze zwischen 0,1 und 1,2 m schwankt und Gesamtflözmächtigkeiten von maximal 1,8 m erreicht werden. Der Aschegehalt der Kohle ist mit 5 bis 9 % relativ gering, die bestimmten Heizwerte schwanken zwischen 6300 und 6800 kcal (ca. 26400 bis 28500 k J ) . Bei den Kohlen dieser Flöze handelt es sich im N-Teil von Rügen und Hiddensee gewöhnlich um Gas- bis Gasflammkohlen. Nach Süden hin treten bei größerer Tiefenlage auch Gas- und Fettkohlen auf, die in der Nachbarschaft von Diabas-Gangschwärmen und im Kontakthof des bis auf das Festland ausgedehnten „Südrügen-Plutons", eines granophyrischen, randlich porphyrartigen Granitlakkolithen, in Anthrazit umgewandelt sind. Im südlichen und westlichen Festlandsbereich nimmt die Flözführung anscheinend ab. Marine Horizonte sind trotz guter Aufschlußverhältnisse im vorpommerschen Westfal B nicht bekannt geworden, dafür liefern zwei Brackwasserhorizonte in den Wieker Schichten gute stratigraphische Anhaltspunkte. Der nahe der Basis der Wieker Schichten gelegene Brackwasserhorizont (Korrelationseinheit 43/2) ist durch non-marine Bivalvia (HIRSCHMANN, HOTH & K L E B E R 1 9 7 5 ) e i n d e u t i g a l s o b e r e

modiolaris-

Zone und darüber hinaus mit großer Wahrscheinlichkeit als Niveau der ovum-Fauna ( = basales CwB) belegt. E r ist im Raum Rügen—Hiddensee vielfach nachgewiesen. — Der zweite nahe der Obergrenze der Wieker Schichten in Korrelationseinheit 46 auftretende Brackwasserhorizont enthält Anthracosia äff. concinna (WRIGHT 1929), Naiadites cf. angustus

TRUEMAN & W E I R 1 9 5 6 , N.

ä f f . produetus

(BROWN

1849), N. cf. obliquus DlX & TRUEMAN 1932 und ist damit eindeutig als untere similis-pulchra-Zone, und zwar wahrscheinlich als deren unterer bis mittlerer Teil belegt. Im Raum Hiddensee und ? Rügen treten in diesem Niveau nur karbonatische Lagen und ein limnischer Frischwasserhorizont mit Spirorbis auf. Die „Rügener Hauptflözzone" ( = Lohmer Schichten) ist damit stratigraphisch als oberer Teil der unteren similis-pulchra-Tjonc einzustufen, d. h. als Äquivalent des höheren Teiles der. Horster Schichten im Lippe-Gebiet. Die Makroflora des vorpommerschen Westfal B ist arten- und individuenreich (DABER 1969). Charakteristische Taxa, die z. T. in Verknüpfung miteinander Westfal B repräsentieren sind: Neuropteris hollandica STOCKMANS, N. obliqua (BRGT.) GOEPP.,

Mariopteris

nervosa

(BRGT.)

ZEILLER,

Sigillaria

ovata SAIJV., Annularia microphylla SAUV., Asterophyllites charaeformis STERNB. Die in Abb. 3 angegebene Mikroflora belegt die Sporenabschnitte WH5 und WH6 (DÖRING 1975), also unteres bis oberes CwB.

Westlal C

Mit dem hochmarinen Agirhorizont (Korrelationseinheit 49), der letzten großen marinen Überflutung im mitteleuropäischen Oberkarbonbecken, beginnt auch im nordöstlichen Küstengebiet der D D R das Westfal C. Der durchschnittlich 3,9 bis 7,4 m, maximal ? 16 m mächtige Horizont ist im Raum Rügen/ Hiddensee mehrfach nachgewiesen und andernorts durch Bohrlochmessungen wahrscheinlich gemacht. Die Datierung des Horizontes, der eine reiche Fauna führt (HIRSCHMANN, HOTH & KLEBER 1975), basiert auf einer gewissen Vorgabe des überhaupt möglichen Alters innerhalb des Oberkarbonprofils (Position über der oberen modiolaris-Zone und über der Sporenassoziation des oberen CwB) und auf dem Auftreten ökologisch besonders anspruchsvoller Fossilgruppen wie Levipustula und Dictyoclostus-artigen Productiden, Crinoiden,

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

366

HOTH U. a. / S t a n d a r d p r o f i l des Oberitarbons — V o r p o m m e r n

(z. T . in cank-Lagen), Conodonten, Bryozoen und taxodonten Bivalvia. Das lithostratigraphisch zweigliedrige CwC (Untere und Obere Jasmunder Schichten) ist insgesamt eine tonsteinreiche Schichtenfolge (Abb. 3) und erreicht eine Mächtigkeit von maximal 460 bis 675 m (Ruhr-Lippe-Gebiet 700 bis 850 m). Kaolin-Kohlentonsteine im mittleren Teil der Unteren Jasmunder Schichten und Lagen tuffitischen Tonsteins im unteren Teil der Gesamtfolge sind ebenso charakteristisch wie einzelne absetzige Kohlelagen oder kleine Flöze (V bis X I I I ) . Im Gegensatz zum Sandsteinreichtum des Westfal C in Nordrhein-Westfalen liegt hier der Psammitanteil unter 2 5 % . Die Makroflora, im wesentlichen in den Unteren Jasmunder Schichten konzentriert, mit Neuropteris scheuchzeri HOFFM. (Hauptverbreitung CwC, Häufigkeitsrückgang CwD), Eusphenopteris nummularia GUTB. (höheres CwB-CwD), Sph. cf. mikroskopia (Belgien, Frankreich CwC, Ruhr CwB) ist in Kombination für CwC typisch. Die in Abb. 3 angegebenen Sporen sind im allgemeinen für das CwC charakteristisch. Triquitrites sculptilis BALME, Florinites millotti BuTTW. & W I L L , u n d Guthörlisporites

incertus

BAKTH r e i c h e n m i t z. T .

eingeschränkter Häufigkeit auch ins CwD hinauf. Cirratriradites annuliformis K o s . kennzeichnet die Sporenzone W H 7 (DÖRING 1975), d. h. den tiefsten Teil des CwC. Innerhalb des CwC erfolgt der Ubergang von der humiden Graufazies zur t e r r e s t r i s c h - a r i d e n R o t f a z i e s (HIRSCHMANN, HOTH &

KLEBER

1975). Im Festlandsbereich endet die Übergangszone zwischen „Grauer" und „ R o t e r F o l g e " erst im oberen Teil der Oberen Jasmunder Schichten.

Während noch 1975 die Existenz von Westfal D umstritten und seine Abgrenzung zum Liegenden hin problematisch war (HIRSCHMANN, HOTH & K L E B E R 1 9 7 5 ) , k a n n d u r c h

Sporen-

funde im Bereich von SE-Rügen und am S-Rand des Greifswalder Boddens die Existenz von CwD jetzt als bewiesen gelten. Damit gehören die lithostratigraphischen Einheiten Dornbusch-Schichten und Tr'enter Schichten ohne Zweifel zum Westfal D. Nahe der Basis des Dornbusch-Sandsteins und damit der Dornbusch-Schichten wurde in SE-Rügen eine Mikroflora mit Vestispora fenestrata (Kos.) W I L S . & V E N K . , Torispora laevigata BHARDW., T. securis BALME und Punctatosporites granifer POT. & KR. nachgewiesen, die nach der Sporenfolge im SaarLothringer Karbon in den Grenzbereich CwC/D (entsprechend CwD-Untergrenze Karbon-Kongreß Paris 1963) bzw. ins tiefste CwD (PRUVOST 1934) gehört. Im Zwickauer CwD-Profil ist diese Mikroflorengesellschaft vor allem für den Sporenabschnitt WZ1 (-Beginn WZ2), also die tiefsten mikrofloristisch Profilabschnitte

charakteristisch

(DÖRING,

HOTH

& KAHLERT 1988). Die Basis des vorpommerschen Westfal D wird also berechtigt mit der Basis des Dornbusch-Sandsteins gezogen. Im tiefsten Bereich des CwD treten in SE-Rügen auch die letzten Wurzelböden und die letzte rd. 0,2 m mächtige Kohlelage (Flöz „Rumpelstilzchen" = X V ) auf; das entspricht etwa dem Bereich von Flöz Dickenberg bei Osnabrück. — Die höchsten bisher einstufbaren Mikrosporen im Oberkarbon des nordöstlichen Küstenbereiches stammen aus den Trenter Schichten am S-Rand des Greifswalder Boddens. Die Sporengesellschaft mit Endosporites zonalis (LOOSE) K N O X b i s Punctatosporites

rotundus

BHARDW.

( v g l . A b b . 3)

spricht wegen des häufigen Vorkommens der Gattung Triquitrites unter Berücksichtigung der Profilposition für Westfal D. Wiederum findet sich ein Teil dieser Sporen auch im CwD von Zwickau. Die nachgewiesene Makroflora mit Sphenophyllum tum

Sph.

(BRONG.)

BRONG.

emend.

BATENBURG

emargina-

(Dominanz

im

(BRONG.)

emarginatum

und Pecopteris

BRONG.

emend.

BATENBURG

integra ANDRAE (Dominanz CwD2—CsA; vgl.

HIRSCHMANN, HOTH & K L E B E R 1 9 7 5 ) i m o b e r e n T e i l

stützt

den mikrofloristischen Befund. Von der spärlichen Mikrofauna her ergeben sich kaum Altershinweise. Die Foraminiferenfunde im höheren Teil der Dornbusch-Schichten und in den Trenter Schichten des Raumes Richtenberg (Ammodiscus roessleri (ScHMlD 1867), Hemidiscus sp.; leg. et det. KIRSCHNER) werden als allochthon diskutiert. Das höchste Vorkommen von cf. Ophthalmiehnium ophihalmoides (JESSEN 1950) im Bereich der Korrelationseinheiten 68 bis 70 weist zunächst nur auf eine schwach marine Beeinflussung hin. Da die letzte schwach marine Einschaltung im Raum Osnabrück maximal 180 m

über der C w D - B a s i s

l i e g t (HEDEMANN, F A B I A N u . a .

1972, S. 38/40 = Itterbeck-Niveau), könnte das ein Hinweis auf CwD sein. Die Lage der Obergrenze des CwD im lithostratigraphischen Profil bleibt problematisch, zumal das Itterbeck-Niveau Niedersachsens noch in den unteren Teil des dortigen CwD gehört. So ist nicht mit Sicherheit auszuschließen, daß Teile der Rambiner Schichten, vielleicht sogar die ganze Zentralrügen-Folge ins CwD gehören. Die Walchienfunde in den Rambiner Schichten (vgl. nächsten Abschnitt und IILRSCHMANN, HOTH & K L E B E R 1 9 7 5 ) s i n d n i c h t u n b e d i n g t e i n G e g e n -

argument, da Walchienvorläufer bereits im Westfal auftreten (SCOTT 1 9 7 5 ) .

Die lithologische Charakteristik und die Mächtigkeit von Dornbusch- und Trenter Schichten gehen aus Abb. 3 hervor und

Westfal D

belegten

CwC2—CwD) und Asterophyllites equisetiformis f. typica YONG. et KUCKUK (Dominanz im CwB —CwC) im unteren Teil sowie

sind

für

den

Raum

Rügen

bei

HIRSCHMANN,

HOTH

& KLEBER (1975) beschrieben. Die Gesteine sind weitgehend rot gefärbt. Es ist darauf hinzuweisen, daß im Festlandsbereich die Unterschiede zwischen Trenter und Rambiner Schichten bis zur Unkenntlichkeit verschwimmen, da der auf Rügen charakteristische Sandsteinreichtum der Rambiner Schichten festlandwärts zurücktritt und die Karbonatlagen in den Trenter Schichten zunehmend fehlen. — Hervorzuheben ist das Auftreten erster Glieder des „Autun"-Vulkanitkomplexes der Mitteleuropäischen Senke im CwD des nordöstlichen Festlandsgebietes der D D R (tiefer Rhyolithoid im Raum Prerow). Stefan Auf Rügen geht aus den Trenter Schichten durch Zunahme des Sandgehaltes eine sandsteinreiche Sandstein/Siltstein/Tonstein-Wechsellagerung hervor, deren Äquivalente im Raum Stahlb rode —Richtenberg Walchien führen (HIRSCHMANN, HOTH & K L E B E R 1 9 7 5 ) .

D i e G a t t u n g Wa-lchia

hat ihr

Ver-

breitungsmaximum im Stefan bis Rotliegenden, weshalb die Funde unter den gegebenen Umständen als Hinweis für das stefanische Alter der Fundschichten angesehen werden (vgl. jedoch auch Abschnitt Westfal D). Andere paläontologische Anhaltspunkte fehlen sowohl in den Rambiner als auch in den hangenden Mönchguter Schichten. Hatten SCHMIDT & FRANKE (1977) mindestens für die obere dieser Einheiten noch unterpermisches Alter.erwogen, so ist diese Diskussionsmöglichkeit heute überwunden. Dadurch, daß die basale Andesitoid(Rhyolithoid-)Folge des „Autun"vulkanitkomplexes der Mitteleuropäischen Senke und ihre Äquivalente durch Fossilfunde im Bereich der Flechtinger Scholle und in Ostbrandenburg im wesentlichen ins Stefan C verwiesen werden konnten, müssen die im Verband damit auftretenden Schichtkomplexe ebenfalls ins hohe Oberkarbon gestellt werden. Das trifft auf die Mönchguter und die Rambiner Schichten zu, in denen im Raum Prerow saure Andesitoide der o. g. basalen Andesitoid(Rhyolithoid-)Folge auftreten.

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10 367

HOTH U. a. / Standardprofil des Oberkarbons — Vorpommern Die Lithologie der R a m b i n e r und der Mönchguter Schichten ist in H I B S C H M A N N , H O T H & K L E B E B (1975) ausreichend beschrieben oder geht wie die betreffende Mächtigkeit aus Abb. 3 hervor. Die K o n g l o m e r a t e der Mönchguter Schichten (0,5 bis 2 % der G e s a m t m ä c h t i g k e i t ) sind vor allem i m R a u m Mittelr ü g e n — M ö n c h g u t — S t a h l b r o d e verbreitet, finden sich aber im R a u m P r e r o w — B a r t h . Während des S t e f a n war d a s nordöstliche K ü s t e n g e b i e t der D D R eine quasi in gröberklastischen R o t s e d i m e n t e n ertrinkende L a n d s c h a f t . R a s c h e Mächtigkeitsveiänderungen, L ü c k e n und g e k a p p t e Profile sind daher nicht ungewöhnlich. Einzelnen kleineren Lücken darf daher keine regionale B e d e u t u n g zugebilligt werden.

Zusammenfassung

Schlußbemerkungen Mit der Vorlage eines S t a n d a r d p r o f i l s des Oberkarbons für d a s nordöstliche K ü s t e n g e b i e t der D D R ist die Möglichkeit gegeben, die stratigraphische und paläotektonische Entwicklung des Oberkarbons i m H a u p t t e i l des west- und mitteleuropäischen Oberkarbonbeckens detailliert zu vergleichen. D a s eröffnet gewisse Möglichkeiten einer B e c k e n a n a l y s e mindestens i m zeitlichen Bereich von Teilstufen, z. T . sogar i m Bereich v o n Faunenzonen. In den einzelnen Beckenbereichen sind unterschiedliche Sedimentationsraten belegt, was auf eine unterschiedliche L a b i l i t ä t der verglichenen R ä u m e weist (vgl. Tabelle). Wenngleich im ganz groben Trend eine A b n a h m e der Sedimentationsgeschwindigkeit v mit zunehmender Zeit festgestellt werden k a n n (vgl. I I E D E M A N N & T E I C H M Ü L L E R 1971), liegen die Verhältnisse i m einzelnen doch viel komplizierter. Sowohl in den Midlands als auch im nordöstlichen Küstengebiet der D D R werden die Sedimentationsraten von Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen bei weitem nicht erreicht. Auffällig ist, daß in beiden Gebieten das Westfal A und Westfal C Subsidenzhöhepunkte sind. Auffällig ist auch die extrem geringe S e d i m e n t a t i o n s r a t e im vorpommerschen CwB. Im S t e f a n ist v i m nordöstlichen K ü s t e n g e b i e t der D D R größer als im E m s l a n d , die Verhältnisse sind denen in der südlichen Nordsee (0,67 cm/100 J a h r e ) ähnlicher. E i n e generelle Z u n a h m e des Sandsteingehaltes vom Liegenden z u m Hangenden, wie sie teilweise in

Nordwestdeutschland

nachgewiesen ist, k a n n für das nordöstliche K ü s t e n g e b i e t der D D R nicht b e s t ä t i g t werden. Die Grobklastitzufuhr wechselte mehrfach in der Zeit. M a x i m a waren das R l b bis R l c , das tiefe W e s t f a l A, das tiefe W e s t f a l D und die Mönchguter Schichten. Marine Einschaltungen nehmen v o m N a m u r bis zum mittleren W e s t f a l deutlich a b , von der Phillipsi-Zone

an

fehlen sie ganz. Von hier an herrschen terrestrisch-aride Bedingungen weitaus vor. Während der oberkarbonischen E n t Tabelle Teilstufe*)

Midlands

0

in m

wicklung wanderte die Zone stärkster A b s e n k u n g aus südlichen R ä u m e n bis in d a s Gebiet von V o r p o m m e r n . L a g die Zone stärkster A b s e n k u n g während des N a m u r noch in Nordbrandenburg, die des tiefen Westfal südlich von Trebel und Peene und die des höheren Westfal im Bereich von Peene und oberer Recknitz, so b e f a n d sich d a s Zentrum des StefanTroges im unmittelbaren K ü s t e n g e b i e t (Zingst—Greifswalder B o d d e n ) . D a b e i ist nicht erkennbar, daß die Verbreitung des S t e f a n s anderen tektonischen Leitlinien folgt, als die des Westfals. Der hiesige S t e f a n t r o g stellt die normale Fortentwicklung der oberkarbonischen Beckenentwicklung im Norden der D D R dar.

Nordrhein-Westfalen/ Nledersachsen/(Nordsee) V»«)

Cs

_

_

CwD CwC CwB CwA CnC/CnB CnA

450 700 500 600 600 700

1,5 2,3 1,7 2,0 1,0 1,0

0

in m

260 (600) 700 850 800 900 2000 900

nordöstliches Küstengebiet der DDR in m

V

V

0

0,3 (0,7) 2,3 2,8 2,7 3,0 3,3 1,3

450

0,5

400 600 200 500 700 60

1,3 2,0 0,7 1,7 1,2 0,1

Mit der Vorlage eines Korrelationsprofils für das Oberkarbon im nordöstlichen Küstengebiet der DDR werden vor allem die stratigraphischen Belege für die einzelnen Teilstufen bzw. Faunenzonen besprochen. Die lithostratigraphische Entwicklung des Profils wird skizziert. Heute sind durch Fauna bzw. durch Makro- und Mikroflora belegt: Kinderscoutian, Marsdenian, Westfal A, B, C, D und indirekt auch Stefan. Die Gesamtmächtigkeit des Oberkarbons liegt im besprochenen Raum bei bisher maximal 2900 m. Während die tieferen Profilabschnitte in marinem bzw. paralischem Milieu gebildet wurden, setzten sich ab höherem Westfal C terrestrischaride Verhältnisse durch. Ab Westfal D sind erste Vorläufer des bedeutenden ,,Autun'Vulkanismus den karbonischen Sedimentfolgen eingeschaltet. Auch die Äquivalente des basalen andesitischen Eruptionsstadiums des ,,Autun"vulkanitkomplexes gehören noch ins Stefan. Pe3ioMe Ha npHMepe npejyiomeHHoro KopperaunoHHoro pa3peaa Bepxnero KapöoHa ceBepo-BocToiHoft npHÖpewjioii waera T f l P ocoßeHHoe BHHMaHHe yaenneTCfl CTpaTiirpatjiiiHecKHM noKa3aTenbcTBaM BtmeJieHHH CaMOCTOHTCJLHLIX r0pH30HT0B H (jiayHHCTMMCCKHX 30H. flaeTCH KpaTKHH 0630p JIHTOCTpaTJirpa

CD

-N ) V o r t r a g anläßlich der T a g u n g des A K E r d ö l - E r d g a s der GGW a m 15. 9 . 1 9 8 9 in M a g d e b u r g (unter Mitarbeit von L o t h a r Behrendt, Berlin)

FALK & LÜTZNER 1989) Ende der sechziger Jahre im Gebiet der Altmark zuerst beobachteten Zyklizität ist eine weitere Unterteilung der Eldena- bis Mellin-Schichten in Zyklen möglich (Abb. 5). In den pelitischen Hangendbereichen der fluviátil gesteuerten Zyklen treten geringmächtige Sabhka-Sedimente auf (pelitischkarbonatisch-anhydritische Horizonte), die den Charakter von sedimentologischen Leithorizonten besitzen (Grundbezeichnungen a — j ; BEHRENDT 1990). In den beckenzentralen Räumen werden diese Leithorizonte häufig durch Halit-Bänke vertreten. Auf Grund ihrer regionalen Verbreitung bilden die Leithorizonte das Rückgrad derlithoslratigraphischen Feingliederung der Elbe-Folge. Nachteilig ist, daß die LeiLhorizonte nur in gekernten Profilabschnitten sicher nachweisbar sind, d. 1). eine Erkennung in den Bohrlochmeßkurvcn kaum möglich ist.

Z. angew. (ieol., 36 (1990) 10 LINDERT U. a. / Lithostratigraphische Korrelation des Oberrotliegenden

369

Abb. 1. Mächtigkeitsschema des Oberrotliegenden 1 — Salinarfazies; 2 — pelitische Wechselfolge; 3 — sandige Wechselfolge; 4 — Sandsteinfolge, fluviátil; 5 — Sandsteinfolge, äolisch; 6 — Konglomeratfolge; 7 — ältere Rotliegend-Sedimente; 8 — Vulkanite; 9 — a) Parchim-Schichten, b) Mirow-Schiohten, c) R a m b o w - und Eldena-Schichten, d) Peckensen- und MeilinSchichten; 10 — Isopachen (in m ) ; 11 — Verlauf der Faziesschnitte (Abb. 6 u. 7); 12 — Typusprofile

N a c h lithofaziellen Merkmalen ist analog zu den Verhältnissen in N W - D e u t s c h l a n d (GRALLA 1988) eine R a y o n i e r u n g des A b l a g e r u n g s r a u m e s der Elbe-Folge in drei Hauptfazieszonen — Salinarfazies, alluviale Wechselfolgenfazies, fluviatile R a n d f a z i e s — möglich. Diese R a y o n i e r u n g läßt sich generell in allen Schichtgliedern der Elbe-Folge beobachten. D a b e i zeichnen sich graduelle Unterschiede in Mächtigkeiten und regionaler Verbreitung der Fazieszonen in den einzelnen Schichten ab, die sich aus der expansiven Tendenz der Beckenentwicklung und den Veränderungen des Sedimentationsregimes v o m Liegenden zum Hangenden ableiten: In der tieferen E l b e - F o l g e (Rambow- und Eldena-Schichten) dominieren sandige R a n d f a z i e s t y p e n , in der höheren Elbe-Folge (Peckensen- und Mellin-Schichten) herrschen Wechselfolgenund Salinarfaziestypen vor. Generell ist festzustellen, daß an den Beckenrändern zunehmend jüngere Schichten der ElbeF o l g e über ältere Gesteinskomplexe hinweggreifen und die Fazieszonen sich in den einzelnen Schichten in R i c h t u n g B e c k e n r a n d ausdehnen. Dementsprechend k a n n ein Faziesschema für die Elbe-Folge insgesamt nur synoptischen Charakter besitzen und zur Ableitung von Faziesprovinzen dienen. G e m ä ß der paläogeographischen Grundsituation konzentrie-

ren sich die sandigen Randfaziesentwicklungen auf den Sund E - R a n d des Beckens. Im B e c k e n z e n t r u m sowie a m N - R a n d sind Wechselfolgen- und Salinarfazies d o m i n a n t . Diese Verhältnisse werden in zwei Faziesschnitten durch das Becken (Abb. 6 und 7) deutlich: Im R a u m der A l t m a r k (ebenso wie i m östlich angrenzenden Gebiet) ist eine lithofazielle Untergliederung der Elbè-Folge, analog zum östlichen Niedersachsen (HEDEMANN, MASCHEK u. a. 1984) in einen bis zu 200 m mächtigen E l b e - B a s i s s a n d stein mit gebietsweiser K o n g l o m e r a t f ü h r u n g und eine hangende, zyklisch s t a r k gegliederte sandig-siltig-tonige ElbeWechselfolge mit einzelnen m a r k a n t e n Sandsteineinschüben möglich. Der vorzugsweise fluviatile E l b e - B a s i s s a n d s t e i n entspricht in diesem Gebiet in etwa dem Zeitintervall der R a m b o w - und tieferen Eldena-Schichten und wird in dieser Position als , , H a u p t s a n d s t e i n " bezeichnet. Im Bereich permanenter fluviatiler Zufuhrkanäle (z. B . Bebér-Senke) ist ein kontinuierlicher Anstieg der Grenze zwischen B a s i s s a n d s t e i n und Wechselfolge in jüngere stratigraphische N i v e a u s festzustellen (Abb. 6). In R i c h t u n g auf das Beckenzentrum zeigt sich gegenläufige Tendenz. Der „ H a u p t s a n d s t e i n " löst sich allmählich auf und wird faziell von Wechselfolgensedimenten

Z . a n g e w . Geol., 3 6 ( 1 9 9 0 ) 1 0

370

L I N D E R T U. a . / L i t h o s t r a t i g r a p h i s c h e K o r r e l a t i o n d e s

Oberrotliegenden

A b b . 2. L i t h o f a z i e s s c h e m a d e r E l b e - F o l g e 1 - Halit; 2 - Ton- und Siltstein; 3 - Sandstein; 4 Konglomerat; 5 — Isopachen (in m); 6 — Verbreitung der Salinarfazies; 7 — Verbreitung des Elbe-Basissandsteins; 8 — Verbreitung des Büste-Sandsteins (äolisch); 9 — synsedimentäre Störung; 10 — Haupttransportrichtung (fluviátil); 11 — vorherrschende Paläowindrichtung

5 0 km I

-200—

-P--0-

-o--tr

- r - r

5

6

7

8

— — 9

< 10

« 11

A b b . 3. Folge

Lithofaziesschema

(Mirow-Schichten)

l e g e n d e wie Abb. 2

der

jüngeren

Havel-

Z. angew. GeoL, 36 (1990) 10

LINDEBT U. a. / Lithostratigraphische Korrelation cles Oberrotliegenden

vertreten. Bereits in der Havel-Müritz-Senke entspricht er nur dem Intervall der tieferen Rambow-Schichten. In den beckenzentralen R ä u m e n fehlen sowohl die Fazies des „ H a u p t s a n d s t e i n s " als auch die S a n d s t e i n e innerhalb der ElbeWechselfolge. D a s Profil wird ausschließlich v o n siltigtonigen, in nordwestlicher R i c h t u n g zunehmend halitisch g e p r ä g t e n Sedimenten a u f g e b a u t . Auch a m Beckennordrand sowie auf Schwellenzonen O s t b r a n d e n b u r g s dominiert die Wechselfolgenfazies. Die B a s i s der E l b e - F o l g e wird hier gebietsweise durch meter- bis d e k a m e t e r m ä c h t i g e grobklastische fluviatile S c h w e m m f ä c h e r s e d i m e n t e (Äquivalente des B a s i s s a n d s t e i n s ) unterschiedlichen Alters markiert. In der A l t m a r k , wo der „ H a u p t s a n d s t e i n " auch vereinzelt äolische E i n s c h ü b e aufweist, finden sich an der E l b e - B a s i s dagegen nur sehr geringmächtige K o n g l o m e r a t e (Mächtigkeit kleiner 3 m) bzw. geröllführende Sandsteine. Während die Abgrenzung der diachronen lithogenetischen K o m p l e x e in den Bohrprofilen relativ unproblematisch ist, sind die Grenzen der quasiisochronen lithostratigraphischen Einheiten (Schichten und Zyklen) differenziert zu bewerten: — In der Wechselfolgenfazies der Meilin- und PeckensenSchichten ist auf Grund der Leithorizont- bzw. Halitbankf ü h r u n g in der Regel eine verläßliche Korrelation möglich. In den R a n d p r o v i n z e n werden zur Gliederung auch die m a r k a n t e n S a n d s t e i n b ä n k e an der B a s i s der Zyklen 16, 15, 13 und 9 genutzt. — In der Wechselfolgenfazies der Eldena- und R a m b o w Schichten wird auf Grund des abnehmenden Leithorizontangebotes sowie fehlender H a l i t b ä n k e die F e s t l e g u n g der Grenzen zunehmend problematischer. R e l a t i v gut faßbar ist i m G e s a m t r a u m nur der Zyklus 8 sowie in den R a n d provinzen die B a s i s des Zyklus 7. F ü r die Abgrenzung der Eldena- von den Rambow-Schichten gibt es nur noch in den beckenzentralen R ä u m e n einzelne Leithorizontbelege. 3

Z. angew. Geol. 36 (1990) 10

371

— In der „ H a u p t s a n d s t e i n f a z i e s " ist die Abgrenzung von Eldena- und Rambow-Schichten lithologisch gleichfalls nicht signifikant. B i s l a n g ist kein Aufschluß b e k a n n t , in dem eine Dreiteilung des „ H a u p t s a n d s t e i n s " (EldenaSandstein, Rambow-Wechselfolge, Rambow-Sandstein) nachgewiesen wurde und somit eine sichere Abgrenzung beider Schichten möglich gewesen wäre. Auch die im Profil gelegentlich auftretenden Konglomeratlagen lassen keine Horizontbeständigkeit erkennen und können für diese Zwecke nicht genutzt werden. Die Abgrenzung beider Einheiten erfolgt daher vorzugsweise nach Vorstellungen über die Mächtigkeitsentwicklungen und ist demzufolge unsicher. — Ahnliche lithostratigraphische Zuordnungsprobleme bestehen auch in R a n d p f o v i n z e n , wo die Wechselfolge fehlt und geringmächtige sandig-konglomeratische Bildungen d a s Oberrotliegendprofil bestimmen (z. B . Südostbrandenburg). Unscharf sind auch die Schicht- und Zyklengrenzen im E l b e - B a s i s s a n d s t e i n solcher Gebiete, die als permanente fluviatile Zufuhrkanäle gewirkt haben (z. B . BeberSenke). — Die B a s i s der Elbe-Folge ist im Verbreitungsgebiet des „ H a u p t s a n d s t e i n s " sowie an den Beckenrändern eindeutig festzulegen. Im Beckenzentrum, wo der sandige F u ß fehlt und ausschließlich pelitische L i t h o t y p e n entwickelt sind, ist ihre F e s t l e g u n g jedoch sehr schwierig, da die unterlagernden Mirow-Schichten gleichfalls in Wechselfolgenfazies entwickelt sind. K o r r e l a t i o n j ü n g e r e H a v e l - F o l g e (Mirow-Schichten) In den mehr als 1000 m mächtigen Ablagerungen der Havel-Folge fehlen korrelierbare sedimentologische Leithorizonte analog zu denen der Elbe-Folge. Es sind jedoch einige Vorläufer bekannt (BEHRENDT 1990). Die Gliederung muß daher vorrangig nach lithofaziellen und lithogenetischen Kriterien erfolgen. Die im regionalen

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10 LINDERT U. a. / Lithostratigraphisehe Korrelation des Oberrotliegenden

372 Weser/Elbe-Provinz

Altmark

Abb. 5. Korrelation des Oberrotliegenden B 3 — C4 — Salinare; a —i — sedimentologische Leithorizonte; 1 — 17 — Sedimentationszyklen

(flieh GH ALL A 1988)

Bild faziell stark variierenden Profile werden bisher in zwei lithostratigraphisehe Einheiten unterteilt: Mirow-Schichten und Parchim-Schichten. P r o f i l a u f b a u und Fazieszonierung der bis 6 0 0 m m ä c h t i g e n Mirow-Schichten (Abb. 3) zeigen deutliche Analogien zur E l b e - F o l g e . E s handelt sich um einen fluviátil geprägten Mesozyklus m i t in' d e i R e g e l sandiger bzw. san'dig-konglom e r a t i s c h e r B a s i s (Mirow-Sandstein) und (sandig-) siltigtoniger Wechselfolge im Hangenden (Mirow-Wechselfolge). Die fluviatilen S c h ü t t u n g e n erfolgten vorzugsweise aus südlichen bis südwestlichen R i c h t u n g e n . K o n g l o m e r a t i s c h e Basisbildungen (fluviatile S c h w e m m f ä c h e r ) sind besonders an den B e c k e n r ä n d e r n im Süden und Osten entwickelt. E i n e lithogenetische Sonderstellung besitzen die an der B e c k e n n o r d flanke v e r b r e i t e t e n und bis 4 0 m m ä c h t i g e n B a s i s - K o n g l o m e r a t e (fluviátil ü b e r p r ä g t e S c h u t t s t r o m a b l a g e r u n g e n ) . Das V e r b r e i t u n g s g e b i e t der Mirow-Schichten ist gegenüber der

E l b e - F o l g e deutlich eingeengt. E s b e s c h r ä n k t sich auf das B e c k e n z e n t r u m (Liegendes: P a r c h i m - S c h i c h t e n ) sowie die u n m i t t e l b a r angrenzenden Schwellenzonen in S ü d w e s t m e c k lenburg und O s t b r a n d e n b u r g (Liegendes: P r ä p a r c h i m - S c h i c h ten/Vulkanite/Präperm). Die für die R a n d e n t w i c k l u n g c h a r a k t e r i s t i s c h e Fazies des bis zu 100 m m ä c h t i g e n Mirow-Sandsteins verschwindet in R i c h t u n g B e c k e n z e n t r u m und wird dort faziell v o n pelitischen Wechselfolgesedimenten v e r t r e t e n (Abb. 6). E n t s p r e c h e n d der geringeren B e c k e n a u s d e h n u n g im Vergleich zur E l b e - F o l g e reicht die sandige Fazies j e d o c h wesentlich weiter in das B e c k e n hinein als vergleichbare j ü n g e r e Horizonte (z. B . „Hauptsandstein"). Die Mirow-Schichten sind in der R e g e l gut abgrenzbar. K o r r e l a t i o n s p r o b l e m e ergeben sich nur, wenn keine gravierenden lithologischen bzw. lithogenetischen W e c h s e l an den Grenzflächen zu verzeichnen sind. Das b e t r i f f t insbe-

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10 LINDERT U. a . / L i t h o s t r a t i g r a p h i s c h e K o r r e l a t i o n d e s O b e r r o t l i e g e n d e n

373

A b b . 6. F a z i e s s c h n i t t N o r d — S ü d 1 - Salinarfazies; 2 - politische Wechselfolge; 3 - sandige Wechselfolge; 4 - Sandsteinfolge, fluviátil; 5 - Sandsteinfolge, äolisch; 6 - Konglomeratfolge; 7 - ältere Kotliegend-Sedimente (Präparchim-Schichten); 8 - Rliyolithoide; 9 - Andesitoide; 10 - .Basaltoide; Min - MeUin-Schichten; Pes - Peckensen-Schichten; Edn - EldenaSchichten; Kbw — Rambow-Schlchten

3*

Z. an gew. Geol., 36 (1990) 10

371

LINDERT U. a. / Litliostral¡graphische Korrelation des Oberrotliegonden

sondere die Hangendgrenze in der Wechselfolgenfazies des Beckenzentrums (teilweise auch die Liegendgrenze) sowie die Basis in der fluviatilen Sandsteinfazies der östlichen HavelMüritz-Senke (Abb. 7). Gegen den „ H a u p t s a n d s t e i n " ist meist eine gute Abgrenzung möglich, da in seinem Verbreitungsgebiet der höhere Teil der Mirow-Sehichten zumeist in Wechselfolgenfazies vorliegt. Eine fazielle Sonderentwicklung der Mirow-Schichten findet sich in der östlichen A l t m a r k . Es h a n d e l t sich u m eine bis 50 m mächtige fluviátil (-äolische) Sandsteinserie, innerhalb deren sich die äolischen Anteile auf die oberen Profilabschnitte konzentrieren. An der Grenze zum überlagernden „ H a u p t s a n d s t e i n " der Elbe-Folge sind sehr deutliche Hinweise f ü r eine intraformationelle Schichtlücke v o r h a n d e n . Sie entsprechen

den

Indikationen,

d i e DRONG, P L E I N u . a .

Korrelation ältere Havel-Folge (Parchim-Schichten) A b l a g e r u n g e n der b e r e i c h s w e i s e m e h r als 600 m m ä c h t i g e n Parc h i m - S c h i c h t e n k o n z e n t r i e r e n sich auf die b e c k e n z e n t r a l e n Gebiete s o w i e a n g r e n z e n d e S e n k e n z o n e n (Abb. 4). D a n e b e n g i b t es isolierte V o r k o m m e n in g r a b e n a r t i g e n D e p r e s s i o n e n a u ß e r h a l b des H a u p t v e r b r e i t u n g s g e b i e t e s (z. B. S t r e l a s u n d - S e n k e ) . C h a r a k t e r i s t i k u m der P r o f i l e n t w i c k l u n g ist eine s t ö r u n g s k o n t r o l lierte starke fazielle D i f f e r e n z i e r t h e i t , die die K o r r e l a t i o n z w i s c h e n d e n T e i l g e b i e t e n z. T. sehr s c h w i e l i g g e s t a l t e t . Die V i e l f a l t der lithogenetischen Komplexe, geophysikalisch abgeleitete Mächtigk e i t s a n o m a l i e n s o w i e m a g n e t o s t r a t i g r a p h i s c h e E r g e b n i s s e (111awarra Reversal — M E K S I M , KATZUNG & LÜTZNER 1988) l a s s e n v e r m u t e n , daß in der älteren H a v e l - F o l g e m ö g l i c h e r w e i s e mehrere l i t h o s t r a t i g r a p h i s c h e E i n h e i t e n v e r t r e t e n sind. E i n e A b g r e n z u n g ist z. Z. aber n o c h n i c h t m ö g l i c h .

Zusammenhängen

— F ü r die E - F l a n k e der Altmark-Schwelle und den W-Teil der Havel-Müritz-Senke ist der P r o f i l t y p „Büstesands t e i n " charakteristisch. E r wird als zeitliches Äquivalent d e s F l e c h t i n g e r B a u s a n d s t e i n s (SCHREIBEB 1 9 6 0 ; BERG, F A L K U. a . 1 9 7 6 ) b z w .

des Schneverdinger

ELLENSand-

Fanglomerats

bzw. der Erxlebener

(HEDEMANN, Schichten

MASCHEK

U. a .

1984)

( E L L E N B E R G , FALK U. a .

1976) handeln. — Im E-Teil der Havel-Müritz-Senke und O s t b r a n d e n b u r g wird das Profil b e s t i m m t durch fluviatile Sandstein/ Konglomeratfolgen (Abb. 7), die nach Nordwesten hin von Wechselfolgensedimenten überlagert werden. Nach der regionalen Faziesverteilung (Abb. 4) sind diese fluviatilen Bildungen das Ergebnis von Materialtransporten aus südöstlichen Riehtungen (Barnim-Senke, UckermarkSenke). Außerhalb des Verbreitungsgebietes der ParchimWechselfolge ist die Grenze z u m h a n g e n d e n Mirow-Sandstein n u r schwer f a ß b a r . Die Liegendgrenze ist demgegenüber durch die f l ä c h e n h a f t e E n t w i c k l u n g mächtiger Basiskonglomerate scharf fixiert. ,

(1982)

von der Grenze Slochteren-Hauptsandstein/Schneverdinger Sandstein mitteilten. An der Liegendgrenze (zum äolischen „ B ü s t e s a n d s t e i n " der Parchim-Schichten) sind gleichfalls Anzeichen f ü r einen (geringen) H i a t u s zu registrieren. Die lithostratigraphische Z u o r d n u n g dieser fluviátil (-äolischen) Sandsteinserie zu den Mirow-Schichten ergibt sich aus den deutlichen Grenzflächengefügen und den korrelativen Zus a m m e n h ä n g e n m i t den rein fluviatilen Profilen der HavelMüritz-Senke.

Vier H a u p t p r o f i l t y p e n m i t korrelativen können unterschieden werden:

Es k ö n n t e sich um zeitliche Äquivalente des Schneverdinger

— Aus dem Beckenzentrum sind bisher nur Profile vom T y p Wechselfolge mit Basiskonglomerat b e k a n n t , wobei die Verbreitung der Konglomerate den Verlauf des Beckenrandes nachzeichnet. Eine fluviatile Sandsteinfolge fehlt. Die pelitorientierte Wechselfolge sowie die Konglomeratfolge werden als zeitliches Äquivalent des äolischen „Büstesandsteins" der östlichen A l t m a r k angesehen. Korrelative Z u s a m m e n h ä n g e bestehen zu den fluviatilen Sandstein/ Konglomeratfolgen O s t b r a n d e n b u r g s und der HavelMüritz-Senke. — In isolierten grabenartigen Senkungszonen am E- und NR a n d des Beckens (Tuchener Graben, Strelasund-Senke) wird die ältere Havel-Folge ausschließlich vom Profiltyp Konglomeratfolge vertreten (z. T. m e h r als 100 m mächtig). Über sie hinweg greifen diskordant zum R a n d hin zunehmend jüngere Schichten der Elbe-Folge. Die stratigraphische Z u o r d n u n g dieser Sedimente zu den P a r c h i m Schichten erfolgt vorzugsweise nach stofflichen und textureilen Kriterien (WEGENER 1972) 2 ). I n Teilen des B e c k e n z e n t r u m s f o l g e n u n t e r d e m P a r c h i m - K o n g l o m e r a t m i t scharfer Grenze (Schichtlücke) v o r z u g s w e i s e f e i n k l a s t i sche ältere R o t l i e g c n d - S e d i m e n t e (Priiparchim-Schiehten). V e r gleichbare F o l g e n w u r d e n a u c h in einigen B o h r u n g e n in der A l t m a r k , O s t b r a n d e n b u r g s o w i e in V o r p o m m e r n n a c h g e w i e s e n . Bisher w u r d e n diese bis n a h e z u 500 m m ä c h t i g e n B i l d u n g e n d e m U n t e r r o l l i e g e n d e i i (Antun) z u g e o r d n e t , j e d o c h b e l e g e n in drei B o h r u n g e n g e f u n d e n e Conchost.raken-Assoziationen a u c h die M ö g l i c h k e i t einer E i n s t u f u n g in das Oberrotliegende (Oberrotliegendes I — M ü r i t z - F o l g e n a c h H o m i A S N , KAMPS & SCHNEIDER 1989). A n d e r e r s e i t s g i b t es p u n k t u e l l e b i o s t r a t i g r a p h i s c h e B e l e g e für ein e c h t e s U n t e r r o t l i e g e n d e s ( G r ü n e b e r g - S c h i c h t e n n a c h HOJ'MMANN, KAMPS & SCHNEIDER 1989). D i e bisher v o r g e n o m m e n e p a u s c h a l e Z u o r d n u n g dieser l i t h o l o g i s c h sehr h e t e r o g e n e n , h ä u f i g a u c h gröherklastischen S c h i c h t e n f o l g e n in das U n t e r r o t l i e g e n d e ist also r e v i s i o n s b e d ü r f t i g .

s t e i n s ( D R O N G , P L E I N U. a . 1 9 8 2 ) b e t r a c h t e t . B e i M a x i m a l -

mächtigkeiten von m e h r als 500 m b a u t er sich vorzugsweise aus äolischen Sedimenten m i t gelegentlichen fluviatilen Einschüben auf.. E n t s p r e c h e n d der starken paläomorphologischen Gliederung des U n t e r g r u n d e s variieren Mächtigkeiten und P r o f i l a u f b a u besonders in der östlichen A l t m a r k z. T. e n g r ä u m i g : W ä h r e n d auf Schwellen die äolische Serie u n m i t t e l b a r dem effusiven Rotliegenden auflagert, ist in Senkenzonen u n t e r h a l b der äolischen Serie noch eine fluviatile Sandsteinserie und/oder eine basale Konglomeratfolge entwickelt. Innerhalb dieser Konglomeratfolgen ist zu unterscheiden zwischen echten fluviatilen Basisbildungen der Parchim-Schichten und mächtigeren (z. T. m e h r als 100 m), besonders im Bereich stärkerer paläomorphologischer Gradienten (Flankcnzonen, Gräben) a u f t r e t e n d e n fluviátil überprägten fanglomeratischen Schuttfächersedimenten (z. B. Büste-Graben, Bonese- , Graben). Die stfatigraphische Stellung letzterer, die bereichsweise m i t Basaltoiden v e r k n ü p f t sind, ist noch nicht geklärt (tiefste Havel-Folge oder Oberrotliegendes 1).

Zur Problematik der Schichtlücken Generell ist festzustellen, d a ß das Oberrotliegende im Sinne der hier diskutierten Gliederung (Parchim- bis Mellin-Schichten) i m Norden der D D R gebietsweise unterschiedlich alten Gesteinsfolgen m i t Schichtlücke auflagert. E s h a n d e l t sich vorzugsweise u m diverse T y p e n von Rotliegend-Vulkaniten, lokal auch u m ältere Rotliegend-Sedimente (in Senkungss t r u k t u r e n ) bzw. u m P r ä p e r m (Hochlagen). Die Lücke ist besonders an den Beckenrändern signifikant, wo zunehmend jüngere Schichten des Oberrotliegenden expansiv über den U n t e r g r u n d hinweggreifen, sie l ä ß t sich aber zweifelsfrei auch in den beckenzentralen Profilen an der Basis der Parchim-Schichten belegen. Der Hiatus wird im größten Teil des Ablagerungsraumes durch basale Konglom e r a t p h a s e n nachgezeichnet und besitzt offensichtlich tekE

) Die Rotsedimente der Mittelrügen-Senke (KATZTJNG 1975) werden dem kontinen-

t a l e n O b e r p e r m z u g e o r d n e t (WARNCKE & LINDERT 1989).

Z . angow. Geol., 36 ( 1 » 8 0 ) 10 L I N D E R T U. a . / J j i t h o s t r a t i g r a p h i s c l i e K o r r e l a t i o n d e s

Oberrotliegenden

tonische

HOFFMANN,

Ursachen

(Altmark-I-Bewegungen

KAMPS & SCHNEIDE« Neben des

dieser regional verfolgbaren gibt

formationelle Lücken im

E-

es

N-Rand

Senke)

des

zwischen

in

der

Beckens

des

(sehr

cher

intra-

zwischen

deutlicher gegen

und

expansiv

„Hauptsandstein"

Hiatus)

den

„Büstesandstein"

der

der

entwickelten

sowie

an

vorzugsweise

der

Basis

äolisch

Parchim-Schichten

ent-

(schwa-

Hiatus);

3. in der südlichen A l t m a r k sandstein"

bzw.

(Beber-Senke)

Schichten

„Büstesandstein";

im

der

R a u m

zwischen

jüngeren

Flechtingen

liegen

stein

und

Eislebener Bausand-

(Havel-Folge).

Die

phänomenologische

formationellen zieller

Auswertung

Schichtlücken

Sonderentwicklungen

faziesprövinzen plexe,

der

gebunden

fanglomeratische

an

zeigt,

die

daß

sind

die

intra-

Hangendbereiche

Havel-Folge

in

(äolische

den

fa-

Rand-

Sandstein-Kom-

Schuttfächersedimente)

und

somit

sedimentologisch erklärt werden können. Zu ihrer Genese nicht

zwingend

tektonische

Impulse

HOFFMANN, KAMPS & SCHNEIDER breitungsgebiet

der

erforderlich,

Fazies

der

Im

Regional

meratlagen,

verbreitete,

Rändprovinzen. den

höheren

MANN,

horizontbeständige

die als S c h i c h t l ü c k e n - I n d i k a t i o n e n

ten, gibt es w e d e r i m Das

Beckenzentrum gilt

auch

für

Eldena-Schichten,

KAMPS

&

SCHNEIDER

Basis

des

eine Grenze, (1989)

einzelnen

der

stratigraphischen

beträchtlich. jeweiligen hältnisse Zeit

gröberklastischen

im

durch

die nach

fluviatilen

Fazieszonen

sultiert,

daß

die

hischen

Einheiten

variieren

Faktoren

sind

wechselnde

Milieu

die

sowie

Absenkung

sich

Richtung

Randfaziesbildungen

besitzen als die der

generell

größere

in

Stärke

der

Aus

im

Laufe

den sehr des der

Becken-

Verlagerung letzterem

älteren

regionale

und

Strömungsver-

verändernde

Beckenrand.

in

z. T .

die

die d a m i t z u s a m m e n h ä n g e n d e

in

7

HOFF-

Verbreitung

Impulses,

kontinuierliche

konfiguration und der

Einheiten

Kontrollierende

fluviatilen

Zyklus

Basisbildungen

There are discussed lithostratigraphy and lilhogenetic correlation p o s s i b i l i t i e s a n d p r o b l e m s of t h e E l b e f o r m a t i o n , t h e y o u n g e r p a r t of t h e H a v e l f o r m a t i o n ( M i r o w m e m b e r ) a n d t h e o l d e r p a r t of t h e Havel formation (Parchim member) with two facies sections a c r o s s t h e R o t l i e g e n d e s b a s i n i n t h e n o r t h e r n p a r t of t h e G D R a s well as three facies schemes. It w a s f o u n d t h a t a c o m b i n e d applicat i o n of l i t h o s t r a t i g r a p h y a n d l i t h o g e n e t i c p r i n c i p l e s of s u b d i v i s i o n i m p r o v e the requirements for specific local subdivisions a n d the e v a l u a t i o n of oil- a n d g a s d e p o s i t s . T h e r e g i o n a l a n d t e m p o r a l facies development from the Parchim m e m b e r onwards shows a c o n t i n u o u s s u b s i d e n c e of s e d i m e n t a t i o n a r e a . T h e z o n a l l y o c c u r i n g intraformational gaps can be explained sedimentologically and do n o t r e q u i r e t h e a s s u m p t i o n of t e c t o n i c i m p u l s e s .

könn-

fluviatilen

tektonostratigraphische

B e d e u t u n g h a b e n soll ( A l t m a r k - I I I - I m p u l s ) . Mächtigkeit

Lücken

Summary

Konglo-

dienen

noch in den

die

sie Ver-

Havel-Folge

fehlen, ebenso wie in der Elbe-Folge, echte Beweise für Profil.

sind

wie

(1989) postulieren.

aquatischen

H a ocHOßanMH ßßyx

£

o S OS

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-C

D o . C/5 í o -w

03 O

Digitalseismik

Karbonatsand|> barre

rO=

k j =

Analoaseismik

( c a . 5 0 0 0 Pkm)

Offset- K Vertikalprofil.

-

C d . 5 0 0 0 Pkm:

Lagune

Hochauflösende • — — Seismik —Seismolithol./Seismostratigr.

Abb. 2. Prospektionsziel und Entwicklung des Einsatzes rx-seismisclier Methoden zur Suchvorbereitung P k m — Proiiikilometer

forderung. Es sollte d a m i t versucht werden, einen B e i t r a g zur Substitution des natürlichen Erdgas-Förderabfalles im Saxon der A l t m a r k zu leisten. Daß dafür die geologischen Voraussetzungen bestanden, w u r d e modellhaft bereits Anfang der achtziger J a h r e m i t dem erstmaligen Ausweis prognostischer Erdgasvorräte begründet. Die E n t d e c k u n g der großen ErdgasK o n d e n s a t - L a g e r s t ä t t e Märkisch-Buchholz b e s t ä t i g t e diese Konzeption. Die geophysikalische Vorbereitung von KohlenwasserstoffProspektionsarbeiten wird w e l t w e i t — so auch bei uns — nahezu ausschließlich von der Seismik getragen. Zur Realisierung des strukturell-tektonischen Konzeptes der Fallensuche in den sechziger J a h r e n lieferte die Analogseismik z. T. befriedigende Ergebnisse. Mit der E i n f ü h r u n g der Digitalseismik i m J a h r e 1970 t r a t wegen der nach wie vor anhaltenden Orientierung auf die Suche struktureller Fallen zunächst kein deutlicher W a n d e l ein. Dies w a r erst möglich, nachdem die Fallen i m P l a t t f o r m h a n g bereich und der Karbonatsandbarren-Zone genetisch als definierte paläomorphologische Fallen bzw. karbonatische Reliefs t r u k t u r e n wissenschaftlich begründet werden konnten. Im J a h r e 1979 w u r d e erstmals eine Bohrung (Leibsch 1) auf sogenannte anomale seismische Wellenfelder im Zeitbereich zwischen den zwei Rx-Horizonten (Z t —Z 3 ) angesetzt, die den S e d i m e n t k o m p l e x des basalen Zechsteins eingrenzen. Diesem Versuch w a r sofort Erfolg beschieden. In der Folgezeit wurde diese Konzeption schrittweise ausgebaut und auch die Reflexionen mehr oder weniger lokaler „seismogeologischer Leithorizonte" aus dem Salinar in die Interpretation einbezogen sowie neue Verfahren und Technologien (Offset-Vertikalprofilierung, Migrationswandlung der Zeitschnitte sowie Hochauflösende Seismik zum Eindringen in vormalige Interferenzbereiche und deren Ergebnisinterpretation im Sinne von Seismolithologie/Seismolithostratigraphie u. a.) eingef ü h r t . D a m i t konnte in den letzten zehn J a h r e n eine Trefferr a t e von ca. 8 0 % erreicht werden. Einige B e m e r k u n g e n zur E n t w i c k l u n g der wissenschaftlichmethodischen Kenntnisse und zu deren Einflüssen auf den Prospektionsprozeß (Abb. 3 und 4 ) : Zwangsläufig ist hierbei aus der Vielfalt der Thesen und Modelle eine Auswahl zu treffen. W a n d l u n g e n in den Auffassungen zur Paläogeographie, Fazies, Sedimentgenese, Diagenese und Speichergeologie i m regionalen R a h m e n sind häufig m i t der räumlichen Erweiterung oder Einengung per-

spektiver Zonen verbunden. Dies trifft in SE-Brandenburg/ Niederlausitz insbesondere für die B e w e r t u n g des P l a t t f o r m hanges zu. Die Ü b e r t r a g u n g von Erfahrungen aus der Thüringer Senke f ü h r t e zunächst zu der A n n a h m e (die von 1960 bis 1978 B e s t a n d hatte), daß dieser H a n g schmal, steil und ungegliedert sei und somit Fallen in diesem Bereich nicht zu erwarten wären. Einige wenige Bohraufschlüsse schienen dies auch zu stützen. 1979 konnte diese die P e r s p e k t i v i t ä t s b e w e r t u n g hemmende Auffassung sowohl m i t neuen geologischen als auch geologisch-geophysikalischen A r g u m e n t e n und Befunden zu o. g. lithofaziellen Kriterien korrigiert werden. Allmählich erweiterten und vertieften sich die Kenntnisse zu einem Bild hoher morphologischer und d a m i t faziell-speichergeologischer Differenziertheit m i t einer ganzen Serie potentieller Fallen, von denen sich einige bereits als Kohlenwasserstoff führend erwiesen. Der P l a t t f o r m h a n g b e r e i c h in SE-Brandenburg/Niederlausitz wurde nunmehr z u m Hauptexplorationsgebiet i m Zechstein auf unserem Territorium und ist es bis in die Gegenwart geblieben. Aus dem Kreis der lithologisch-faziell orientierten Kenntnisentwicklung ist speziell die Einführung karbonatgenetischer Klassifikationsmethoden im J a h r e 1980 als bedeutendes Ereignis zu nennen. Auf der Grundlage der W i c h t u n g und W e r t u n g des mikrofaziellen Inventars w u r d e eine völlige N e u i n t e r p r e t a t i o n d u r c h g e f ü h r t (z. B. PLSKE & BLESCHERT 1 9 8 6 ; PISKE & ZAGORA 1986) u n d f o l g e n d e s f e s t g e s t e l l t : 1. Beim Ca2 handelt es sich um allochthone Karbonate, deren Genese weder vorwiegend von chemogenen noch biogenen, sondern von quasiklastischen Faktoren kontrolliert wird, die v o n den Energieverhältnissen im Meerwasser an der Grenzfläche zur sedimentären Unterlage abhängen. Danach können sub-, inter- und supratidale Milieus unterschieden werden. 2. Ihr besonderes Gepräge bezüglich Genese und diagenetischer Veränderung sowie Hohlraumgenese erhalten die K a r b o n a t e durch ihre intrasalinaro Einbettung. 3. Die Flachwasserkarbonate sind zyklisch aufgebaut (PISKE & SCHRETZENMAYR 1984) und unterliegen in aerischer Exposition dem Einfluß der Atmosphärilien. Damit sind teils tiefgreifende synsedimcnläre Lösungsprozesse mit Mikroverkarstung, d. h. wirksame konstruktive Veränderungen des Hohlraumgcfüges verbunden.

Die nach der DUNHAM-Klassifikation gegliederten K a r b o n a t e können unter Berücksichtigung der Gefüge- und T e x t u r m e r k m a l e und paläoökologischer B e f u n d e zu S t a n d a r d m i k r o fazies-Typen im Sinne von FLÜGEL (1978) v e r e i n i g t werden, die i n t e r n a t i o n a l gebräuchlichen und erprobten KarbonatSedimentationsmodellen — wie dem w e l t w e i t a n e r k a n n t e n

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10 BLESCHERT U. a. / Kohlenwasserstoff-Prospektion im Zechstein

385

1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 i 9 6 0 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1976 1979 1960 1901 1962 1963 1964 1965 1966 1967

E n t d e c k u n g : PH breit Postulat:

gegliedert in

.Hang schmal,steil.ungegliedert

p o s i t i v e A n o m a l i e n u. D e p r e s s i o n e n

morpholog.

Neubewertung

earn

„ K a r t i e r u n g " d e s generellen

Fazies/

V e r l a u f s der K a r b o n a t wall -

O )

o

Zone

0) 0 >

Paläogeogr.

Unters.

(regional)

lokaler Objekte

o

1 2 (Ü

f l ä c h e n d e c k e n d e Unters, mit tration

Konzen-

Erschließung

auf r e g i o n a l e S t ö r u n g s s y s t e m e .

E n t d e c k u n g von

eines n e u e n

lagunenteilbecken

Einführung descriptive K a r l o k a l - bonat Fazies* klassifi k a t i o n n. typen THEIIIG (6 Karbonattypen )

W

03

la-

gunenteilbeckens

- Analyse

mikro-

Ein-

paläontol.

führung

Analyse

geneti-

Karbonat Wall

^

.Riff-Fazies

quasiklastische Karbonat - Sedimentation

mikrofazielles

unter Kontrolle

sche Kar-

Inventar - SMF-Typen

bonat -

- Milieuanalysen

( S u p r a - Inter -

Klassifi-

-

k a t i o n n. DUNHAM

Subtidal)

Analyse

Karbonatsande mit z y k l i s c h e m

- g e n e t . Poren -

(allochthone Kar

Energieverhältnisse

paläoökolog.

Profilaufbau

typenklassifik. -

bonate)

Diagenese-

„submarine"

modelle

Karbonate

und

Abb. 3. Entwicklung geologischer und methodischer Erkenntnisse zur Paläogeographie und Fazies des Staßfurtkarbonates L — „Lagune"; K — Karbonatsandbarre; P H — Plattformhang

I960 1961 1962 1963 1964 196S 1966 1967 1966 1969 1970 1 971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1976 1979 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1987

Begründung d. G

®

|iS E e

'S

S co

®

Synsed-

Prinzip d.

Übertrag.

Ausgliederg.

tekton.

progradie-

Karbonat -

von 3 K a r b o -

Steuerg.

renden

plattform -

natsandareal

Kar b.i

Plattform

Modell

Typen

Sulfat sedim.

Begründg.Prinzip

Charakteristik

Begründung ,.Na 1 " Salinartektonik in der ..Lagune"

regionaler

Störungssysteme, lokale

Tektonik

.0)

der

remanenten

Mobilität

des

Schollenbaus

Ti

paläostruktur. Basis

Analyse

auf

p a l ä o b a t h y m . Nullniveau

Ende Ca 2

( A n n a h m e : keine

a .

.52 ¡5 -SÉ (O

>

•istrukturelle

Fallen

im

Karbonatwall

• j s a l i n a r t e k t o n . geprägte Strukturen

Fallen

f p a l ä o m o r p h . Fallen

| — » - f — - f d l ä g e n e t . Fallen

j -

Kluftfallen

I

I "S.

c O) — IS u_

a> N e o je

1 - tektonisches Konzept

paläomorpholog.

und

struktur. - t e k t o n . K o n z e p t

kombiniertes

paläo-

m o r p h o l o g . struktur. tekton

Konzept

Abb. 4. Entwicklung geologischer und methodischer Erkenntnisse zur Sediment- und Fallengenese sowie zur Tektonik einschließlich Suchmethodik (Erläuterung s. Abb. 3)

Z. angew. Oeol., 36 (1990) 10 BLESCHERT U. n. / Kohlenwasserstofi'-Prospeklion im Zcchslcin

386

WlLSON-Karbonatplattform-Modell — zugeordnet werden. Dies erfolgte hier ab 1981. Insgesamt ermöglicht das eine rasche, problemlose und nahezu zvveifclsfreie Verständigungunter den Karbonatgeologen. Unter den tektonisch orientierten Arbeiten (Abb. 4) soll die Entdeckung des synsedimentär-tektonischen Steuerungsmechanismus der Karbonat-Sulfatsedimentation unter Korrektur der Auffassung vom „anorogenen" Zechstein im J a h r e 1 9 7 6 ( R O C K E L & ZIEGENHARDT 1 9 7 9 ) u n d d e r A u s b a u

der

Konzeption bis zum Prinzip der remanenten Mobilität des Schollenbaues im J a h r e 1980 (SCHRETZENMAYR 1981) hervorgehoben werden. D a m i t konnte eine sinnvolle Erklärung für den hohen morphologischen Differenzierungsgrad a m südöstlichen Beckenrand geliefert werden. Von großer Bedeutung war die Überwindung des strukturelltektonischen Suchkonzeptes durch das paläomorphologische Konzept in dafür relevanten faziell-paläogeographischen Zonen ab 1979, d. h., die Suche wurde auf kombinierte, meist paläomorphologische Fallen ausgerichtet. Kritik an der Erstarrung im strukturellen Denken wurde bereits seit Mitte der sechziger J a h r e von verschiedenen Seiten — so z. B . von dem sowjetischen Erdölgeologen SEMBNOWITSCH ( 1 9 7 2 ) u n d d e m A m e r i k a n e r H U B B E E T ( 1 9 6 6 ) — b e -

züglich „ i n v a l i d e r " Strukturkriterien" einschließlich der Warnung von deren absehbarer Krise geäußert. Auch auf dem Gebiet der organischen Geochemie hat es eine erhebliche Dynamik im Erkenntnisprozeß gegeben (Abb. 5). Hier soll als Beispiel auf die These von der „Frühbildung der Kohlenwasserstoffe in K a r b o n a t e n " (ZIEGENHARDT) im J a h r e 1975 hingewiesen werden. Damit wurde versucht, die Spezifik der Kohlenwasserstoff-Bildung in intrasalinaren K a r b o n a t e n gegen das „Durchschnitts"-Tomnodell abzuheben und aus der logischen Kette, daß die Kohlenwasserstoffe vor Abschluß der Karbonatdiagenese in die Karbonatspeicher gelangt sein müssen, auf eine frühe Bildung geschlossen. Dieser vorauseilende Gedankenansatz konnte erst J a h r e später mit geochemischen Argumenten untermauert

und zeil,lieh präzisiert werden, u. a. mit der Typcharakteristik des Kerogens in Muttergesteinen des Ca2 und nach Bestimmung einer sehr niedrigen off-structure-Reife bei Entbindung der Kohlenwasserstoffe aus den Muttersubstanzen über die isotopische Charakteristik des Kohlenstoffes der Gase. Derzeit wird über Pyrologger- und rock-eval-Analysen die volumengenetische Abschätzung des Kohlenwasserstoff-Genesepotentials vorbereitet, um die Prognose weiter zu vervollkommnen. Im Wandel der Perspektivitätsbewertung spiegeln sich die Entwicklungslinien der Thesen und Modelle wie auch die suchpraktischen Ergebnisse wider (Abb. 6). Hervorzuheben sind hierbei besonders die Trends zonaler Gebiete bzw. paläogeographischer Bereiche: — Der P l a t t f o r m h a n g b e r e i c h h a t eine s t e t i g e H ö h e r b e w e r t u n g der H ö f f i g k e i t erfahren. — B e s o n d e r s w a n d e l b a r w a r e n u n d sind die A n s i c h t e n zur Pers p e k t i v i t ä t der K a r b o n a t s and b a r r e n z o n e . Hierin d r ü c k t sich noch eine gewisse U n s i c h e r h e i t in der B e w e r t u n g a u s . — S t e t s w u r d e d a g e g e n der „ l a g u n ä r e " S e d i m e n t a t i o n s r a u m als erdölhöffig betrachtet.

Schlußfolgerungen Insgesamt wurden bisher im Zechstein auf dem Gebiet der D D R 31 Erdöl- und 15 Erdgas- bzw. Erdgas-KondensatLagerstätten erkundet. Die Kohlenwasserstoff-Prospektion in den Zechstein-Schelfrändern — und insbesondere im vorgestellten Gebiet S E Brandenburg/Niederlausitz — ist ein anschauliches Beispiel für die Gestaltung der Explorationstätigkeit in einem Sedimentbecken mit einer Vielzahl relativ kleinflächiger und kompliziert gebauter Fallen, in dem die größten Lagerstätten erst in einem relativ späten Stadium der Erkundungstätigkeit bei hoher „geologischer I n f r a s t r u k t u r " entdeckt wurden. Dies ist einerseits untypisch für Erkundungsabläufe und -historien, stellt aber zugleich optimistische Erwartungen an die künftige

A b b . 5. E n t w i c k l u n g geologischer und m e t h o d i s c h e r E r k e n n t n i s s e zur K o h l e n w a s s e r s t o f f - G e n e s e u n d L a g e r s t ä t t e n b i l d u n g

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10 B l b s c h e r t

u.

a. / Kohlenwasserstoff-Prospektion im Zechstein

i960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1966 1969 1970 1971

387

1974 1975 1976 1977 197» 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1966 1987

I

Plattformhang

D>

-nicht perspektiv

I

•| -

— — nicht perspektiv

I

perspektiv - j (Erdgas)

I '

perspek tiv

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i

...

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(Erdöl)

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1

I

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Nacherkundung

Karbonatsandbarrep>

hochperspektiv

L perspektiv " - j —i

I (Erdöl/

(Erdöl)

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r-perspektiv"

Erdgas) I

|

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Erdöl)

Erschließung neuer Restgebiete Wiederautnahme

Nacherkundung

..Nacherkundung und Resterkundung" ,Lagune"

perspektiv^— (Erdöl)

hochperspektiv (Erdöl)

„restperspektiv"

•

(Erdöl)

perspektiv (Erdöl)

Abb. 6. Entwicklung der Perspektivitätsbewertung nach paläogeograpliischen Bereichen

Kohlenwasserstoff-Prospektion. Dieses P h ä n o m e n hat bereits international reges Interesse erweckt. Zeitweilige Urteile bezüglich einer Aus- oder gar Überexploration sollten m i t kritischer Distanz betrachtet werden. Wenn es — wie voiliegende Historie zeigt — Chancen f ü r eine teilweise oder vollständige Neubewertung geologisch-lagerstättengenetischer B e f u n d e und der Höffigkeitscharakteristik gibt, wenn neue Technologien — insbesondere bei der geophysikalischen Vorbereitung — zur V e r f ü g u n g stehen, dann sollten die d a r a u s ableitbaren Folgerungen auch in der P r a x i s auf ihren R e a l i t ä t s g e h a l t hin g e p r ü f t werden. E s wurde versucht zu demonstrieren, daß die Erfolge bei der Kohlenwasserstoff-Suche bei erheblich reduzierten Bohru m f ä n g e n maßgeblich Ausdruck des erreichten Niveaus der geowissenschaftlichen Vorbereitung sind. Gegenwärtig ist eine Phase erreicht, in der die Forschung zur A u f k l ä r u n g des Detailbaues lokaler Objekte und zonaler Einheiten mit geologisch-geophysikalischen Komplexmethoden i m Mittelpunkt des Interesses steht. Und natürlich wird, wie in der ganzen Welt, an der G r u n d s a t z f r a g e der Erdölgeologie gearbeitet, m i t welcher Wahrscheinlichkeit eine Falle in b e s t i m m t e n Teufen ü b e r h a u p t kohlenwasserstoff-führend sein kann. Als gangbarer Weg dazu erweist sich die Computersimulation geologischer Teil- und Finalprozesse und deren Synthese in beckenanalytischen Modellen. F ü r die z u k ü n f t i g e K o h l e n w a s s e r s t o f f - E x p l o r a t i o n folgendes: — Die Exploration sollte konzeptionell von Bewährtem — u. a. von der strukturell orientierten Nacherkundung in restperspektiven Räumen der „ L a g u n e " — und von Neuem, im wesentlichen der Suche von karbonatischen Reliefstrukturen und diagenetischen Fallen im Plattformhangbcreich und der Karbonatsandharren-Zone ausgehen. — Auf beiden Wegen geht es um die Näherung an das EndlichVerfügbare über die Untersuchung des Gesamtinventars an potentiellen paläomorphologischen und/oder strukturellen Fallen.

— Die Exploration sollte also in möglichst vielen perspektiven Zonen mit dem Prospektionsziel: Suche von Erdgas und Erdöl geführt werden. — Natürlich werden auch in Zukunft volkswirtschaftliche Konditionen und Limite, die Vorgabe von Effektivitätskennziffern u. a. Richtung und Umfang der Arbeiten lenken. Dabei sollte jedoch ein Mindestmaß an Kontinuität sowohl in der Vorlaufforschung mit erfahrenen Bearbeitergruppen als auch in der suchpraktischen Umsetzung gewährt werden. Längerzeitige Unterbrechungen oder diskontinuierliche Arbeiten haben sich erfahrungsgemäß als nachteilig erwiesen.

Zusammenfassung Aus der dargestellten Explorationsgeschichte der Kohlenwasserstoffe im Zechstein auf dem Territorium der D D R wird gezeigt, daß selbst in gut untersuchten Gebieten — speziell in SE-Brandenburg/Niederlausitz — bei wissenschaftlich fundierter Neubewertung der Höffigkeit sowie Entwicklung neuer Suchmethodiken weitere Lagerstättenfunde möglich sind. Die Effektivitätssteigerung ist direkt von der umfassenden und breiten Weiterentwicklung wissenschaftlicher Grundlagen abhängig. So wurden bei deutlich reduzierten Bohrumfängen die bislang größten Lagerstätten in einem späten Explorationsstadium entdeckt. Wissenschaftsmethodische und wissenschaftsorganisatorische Schlußfolgerungen weisen weiterhin Perspektiven für die Kohlenwasserstoff-Suche im Ca2 auf. P63H>MC

Ha npimepe H3Ji0HteHH0ii b paßoTe h c t o p h h paaBcaim yraeBoaopopiOB b ijexurreftHe Ha TeppjiTopMH r ^ P n0Ka3aH0, mto JIAME B xoporno HByieHiiHx paftoHax, b HacTHocTn b K > r 0 - n 0 C T 0 H H 0 M BpaHaeHÖypre h HiiiKHeM .JIay3ime, npH npoBeaeHHH HayiHo oßocHonaHHoft nepecmeHKH nepcneKTHB h npii HcnoJib30BaHHH HOBHX MCTOflOB nOHCKOB MOryT ÖHTb HaÖReHLI HOBHe MeCTOpOJKHeHHH. ÜOBHIIieHHe 3 450 80 < Z < 450 60 < Z < 80 15 < Z < 60 7 < Z < 15 Z < 7

Gaslager Gaskondensatlager ohne Erdölsaum Gaskondensatlager mit kleinem Erdöl- oder Kondensatsaum Gaskondensatlager mit Erdölsaum Erdöl-Gaskondensatlager Erdöllager

Nach GALÖENKO u. a. (1981) gilt für Gaskondensatlager mit Erdölsaum der Bereich 15,5 < Z < 80. Bei dem Versuch, das Z-Kriterium zur Bestimmung der Gaskappenverhältnisse von Zechstein-Kohlenwasserstofflagern der D D R zu nutzen, wurde festgestellt, daß sich keine sinnvolle Korrelation zwischen dem statistisch bzw. durch Materialbilanzmethoden ermittelten Gaskappenverhältnis und dem Z-Kriterium ergibt. Offensichtlich ist das Z-Kriterium für die Bestimmung der Gaskappenverhältnisse der stickstoffreichen Zechstein-Kohlenwasserstofflager der D D R nicht geeignet. Auch die versuchsweise Einbeziehung des Stickstoffgehaltes änderte nichts an dieser Sachlage. Korrelationsbeziehungen m ( K l ) bis m (K7)

Die Zechsteinerdöle NE-Mecklenburgs und der Lausitz weisen in der Zusammensetzung und den Eigenschaften nur relativ geringe Unterschiede auf. Sie besitzen einen paraffinbasischen Charakter. Gas, das im Kontakt mit Erdöl steht bzw. stand, ist entsprechend den Partialdrücken mit Kohlenwasserstoffkomponenten aus dem Erdöl angereichert. Auf Grund des annähernd einheitlichen Charakters der oben genannten Zechstein-Erdöle müßte sich diese Anreicherung um so stärker bemerkbar machen, je größer das Volumen des Erdölsaumes im Verhältnis zum Gaskappenvolumen ist.

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

389

BARTHOLOMÄUS / Bestimmung des Gaskappenverhältnisses

55

2

4

6

8

10

12

14

16

Abb. 1. Abhängigkeit der Gaskappenverhältnisse der ZechsteinKohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskriterium Kl

60

K4

85

75

[%]

Abb. 4. Abhängigkeit der Gaskappenverhältmsse der ZechsteinKohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskritenum /C4 Ki = n w -H n r

Abb. 5. Abhängigkeit der Gaskappenverhältmsse der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskriterium K5 Kb = n r

K5

[%]

Abb. 6. Abhängigkeit der Gaskappenverhältnisse der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskriterium KG KQ = nr + nr

Abb. 2. Abhängigkeit der Gaskappenverhältnisse der ZechsteinKohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskritenum K 2 K4 C, K2 Ii 7 + nr + nr

Abb. 3 Abhängigkeit der Gaskappenverhältmsse der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskriterium K3 KZ = »Cs K 6

Abb. 7. Abhängigkeit der Gaskappenverhältnisse der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz vom Korrelationskriterium Kl K7 = n,

rn

10

12

14

16

18

20

K3

[%]

[%]

2.0 1.8

1.6 1,4 Also m ü ß t e es möglich sein, anhand der Zusammensetzung des initial geförderten Gases auf das Gaskappenverhältms der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der Lausitz zu schließen, unter der Voraussetzung, daß Gaskappe und E r d ö l s a u m eine hydrodynamische Einheit darstellen, d. h., nach der Genese keine Abtrennung eines Teiles der Gaskappe oder des Olsaumes erfolgte.

1.2 1.0 0,8 •0,6

0.4 0,2

0 15

20

25

30

35

40

K7[%]

/ . angew. Geol., 36 (1990) 10 BARTHOLOMÄUS / Bestimmung des Gaskappenverhältnisses

390 E s wurde deshalb versucht, statistische Korrelationsbeziehungen zwischen Einzelkomponenten sowie Komponentenkombinationen des initial geförderten Gases und dem statistisch bzw. mit Materialbilanzmethoden bestimmten Gaskappenverhältnis von 22 Kohlenwasserstofflagern NE-Mecklenburgs und der L a u s i t z aufzustellen. Hierbei wurde auf eine Vielzahl v o n Kriterien orientiert — in unserem Falle 25 —, da im allgemeinen die Aussagesicherheit mit d e i Anzahl der verwendungsfähigen Korfelationsbeziehungen steigt. Von den untersuchten Kriterien ließen sich immerhin noch folgende sieben m i t dem Gaskappenverhältnis der Zechstein-Kohlenwasserstofflager NE-Mecklenburgs und der L a u s i t z korrelieren: K\

=

» n , + npl

(Abb. 1)

»N s + "C,

Kl

nc,

+

nCs

+

nc,

(Abb. 2)

KZ = « c ,

(Abb. 3)

K 4 = n N l + nCl

(Abb. 4) (Abb. 5)

K5

=

KS

=

nc,

+

Kl

=

n c,

+

nc, nc,

n c , + nc,

(Abb. 6) (Abb. 7)

wobei n ^ , nc,, Wc3> K c , u n d « n , die prozentualen Volumenanteile der K o m p o n e n t e n Methan, Ä t h a n , P r o p a n , B u t a n und Stickstoff an d e i Z u s a m m e n s e t z u n g des initial geförderten Gasgemisches bedeuten. Auf die B e d e u t u n g der S u m m e der K o m p o n e n t e n Stickstoff und Methan wurde bereits von WEINLICH (1989) verwiesen, allerdings in einem anderen Z u s a m m e n h a n g . Auf Grund dessen, daß zur E r m i t t l u n g der zwischen dem Gaskappenverhältnis und den oben genannten Kriterien bestehenden Abhängigkeit zur Zeit noch relativ wenig statistisches Material vorliegt, ist es erforderlich, die in den Abb. 1 bis 7 dargestellten Korrelationsbeziehungen an weiteren Zechstein-Kohlenwasserstofflagern NE-Mecklenburgs und der L a u s i t z zu überprüfen und gegebenenfalls zu präzisieren. F ü r die B e s t i m m u n g des Gaskappenverhältnisses mit den Kriterien Kl bis Kl sind nur die Analysen des initial geförderten Gases der L a g e r verwendbar. Aus diesem Grund werden im wesentlichen nur die Gasanalysen der ersten zwei bis drei F ö r d e r m o n a t e nach Inbetriebnahme der ersten Sonde des jeweiligen L a g e r s genutzt (Periode der Freiförderung und des Testes bzw. Testbeginns). Analysen von Ringraum- und Tiefproben, von Kern- und Spülungsdegasierungen sowie von Nachentgasungen werden hierbei a u s g e k l a m m e r t , da sie oftmals stark abweichende Ergebnisse liefern. D a s Gaskappenverhältnis erhält m a n durch arithmetische Mittelung der mit den Korrelationsbeziehungen ml (Kl) bis m-j (Kl) bestimmten Werte. Auf diese Weise werden die Gaskappenverhältnisse der 22 Zechstein-Kohlenwasserstofflager der D D R berechnet und die Abweichung v o n den statistisch bzw. m i t Materialbilanzmethoden bestimmten Gaskappenverhältnissen dieser L a g e r ermittelt. Die Abweichung b e t r u g maximal ¿ 0 , 1 . A m Beispiel von zwei L a g e r n soll an dieser Stelle nochmals die B e d e u t u n g einer frühzeitigen Kenntnis des Gaskappenverhältnisses begründet werden. Die erste Sonde des ersten L a g e r s förderte initial nur Gas. D a kein örtlicher Abnehmer gefunden wurde und die Förderleistung relativ gering war, sollte die Sonde verfüllt werden. Mit heutigem K e n n t n i s s t a n d kann anhand der Zusammensetzung des initial geförderten Gases (Freiförderung, Test) auf ein Gaskappenverhältnis von annähernd 1 geschlossen werden, wonach unter Einbeziehung der Testergebnisse (Gasvorrat) ein relativ großer Olsaum und d a m i t eine wirtschaftliche Erdölförderung zu erwarten waren.

Die erste Sonde des zweiten L a g e r s förderte während Freiförderung und T e s t ebenfalls nur Gas. Zur E r k u n d u n g bzw. Erschließung des Ölsaumes wurde eine weitere B o h r u n g abgeteuft. S p ä t e r wurde Gas aus diesem L a g e r in ein benachbartes L a g e r übergeleitet. Eines der Ziele dieser Gasüberleitung bestand darin, den „ U m s c h l a g " auf Erdölförderung zu erreichen. Mit jetzigem K e n n t n i s s t a n d ist anhand der Analysen des initial geförderten Gases abzuleiten, daß d a s Gaskappenverhältnis des L a g e r s gegen unendlich strebt, der Olsaum also vernachlässigbar klein ist. Orientierungsmäßige B e s t i m m u n g des Gaskappenverhältnisses —. Beispielrechnungen Unter den Voraussetzungen, daß G a s k a p p e und E r d ö l s a u m eine hydrodynamische Einheit darstellen und die Erdöle der jeweiligen L a g e r bezüglich Z u s a m m e n s e t z u n g und Eigenschaften den bisher untersuchten Erdölen ähneln, ist es mit den Korrelationsbeziehungen m1 (ATI) bis m 7 (Kl) möglich, das Gaskappenverhältnis v o n weiteren Zechstein-Kohlenwasserstofflagern NE-Mecklenburgs und der L a u s i t z anhand der Analysen des initial geförderten Gases orientierungsmäßig zu bestimmen, was für 11 L a g e r vorgenommen wurde. Unter Berücksichtigung der m a x i m a l e n Abweichung von ¿ 0 , 1 erhält m a n dann die Erwartungsbereiche für das G a s k a p p e n verhältnis dieser L a g e r . Zusammenfassung Es weiden statistische Korrelationsbezieliungen zwischen Einzclkomponenten sowie Komponentenkombinationen des initial geförderten Gases und dem statistisch bzw. mit iterativen Materialbilanzmethoden bestimmten Gaskappenverhältnis von ZechsteinKohlenwasserstofflagern NE-Mecklenburgs und der Lausitz aufgestellt. Mit den Korrelationsbeziehungen können die Gaskappenverliältnisse dieser Lager berechnet werden. Die Abweichung zwischen berechnetem und wahrscheinlichem Gaskappenverhältnis betrug maximal ± 0 , 1 . Es ist erforderlich, diese Korrelationsbeziehungen an weiteren Zeclistein-Kohlcnwasserstofflagern NEMecklenburgs und der Lausitz zu überprüfen und gegebenenfalls zu präzisieren. Pe3MMe ^ n n MecTopomneHHä: yrjieBORoponoB ceBepo-BOCTOHHoro MeitjieHÖypra w JIay3ima ÖEIJIH BtiHBjieHti CTaTiicTiiMecKiie KoppejiHI^HOHHBie CBH3H MeiKRy OTfleJItHblMH KOMnOHeilTaMH H KOMÖHHäi(hhmh KOMnoneHTOB B nepBOHanaJibHOM cocTaBe HoSbiBaeMoro ra3a h oTHomeHneM HaiaJibHoro oötenia ra30B0ö manKH k naiaJibHOMy oöleMy He$Tn npn nuacTOBbix ycjioBHHX, onpejieJienHbiM c nOMOmbH) CTaTHCTHHeCKHX II HTepaTHBHblX M6TOAOB öajiaHca (j)ji»HROB. C noMombio 3THX KoppenHUHOHHbix CBH3eö cymecTByeT B03M0WH0CTb paCMRTHOTO OnpeaejieHHH OTHOnieilHH HaiajIbHOrO oöieMa ra30B0ii manKH K HaiaJibHOMy o6teiviy He™ HJIH BbimeyKa3aHHbix MecTopomAeHHft. PacxoHtneHHH Mernny pacieTHbiMH H BepOHTHBIMH BeJIHTOHaMH HMeJIH MaKCHMäJIbHyiO BejIHTOHy ± 0 , 1 . Heo6xOÄiiMO B AAJIBIIEKUIEM NPOBEPHTB H B cjiynae neo6XORHMOCTH yTOTOHTb BblHBJieHHbie KOppejIHUHOHHLIC COOTHOmeHHH H JIJIH apyrHX MecTopo«neHnit yrjieiiOAoponou ceBepoBocTowHoro MeKneHÖypra H .Ilayswua. Summary Statistical correlation relations are presented between individual components as well as such ones of the initially produced gases and the original gas-cap ratio of Zechstein hydrocarbon deposits of NE-Mecklenburg and of the Lausitz region which was determined statistically or using iterative material balance methods. The original gas-cap ratios of these deposits can be calculated using correlation relations. The maximum deviation between calculated and probable original gas-cap ratios was ± 0 . 1 . These correlation relations must be checked for further Zechstein hydrocarbon deposits of NE-Mecklenburg and of the Lausitz region and, if necessary, they must be precised.

1 . angew. Geol., 86 ( 1 9 9 0 ) 1 0 391

Literatur AMYX, J . W.; BASS, D. M. J r . ; WHITING, R. L.: Petroleum Engineering. — New York et al.: McGraw-Hill 1960, 610 S. BDRCIK, E. J . : Properties of Petroleum Reservoir Fluids. — New York: John Wiley & Sons, 1957, 190 S. GALCENKO, V. A. U. a . : Nekotorye fiziko-chimiöeskie osohennosti gazokondensatnych i neftjanych zalezej. - Tr. VNIGNI 229 Moskva (1981), S. 1 5 5 - 1 6 3 HAVLENA, D.; ODEH, A. S.: The Material Balance as an Equation of a Straight Line. - Trans. AIME 228, Dallas (1963) 8, S. 8 9 6 - 9 0 0

KOROTAEV, J . P.; STEPANOVA, G. S.; KRITSKAJA, S. L . : Klassifikacija gazovych, gazokondensatnych i neftjanych mestoroidenij po sostavu plastovoj smesi. — Gaz. prom., Moskva (1974) 9, S. 2 3 - 2 4 PLRSON, S. J . : Oil Reservoir Engineering. — New York et al.: McGraw-Hill 1958, 735 S. WEINLICH, F . H . : Die stickstoffgesteuerte differenzierte Entlösung der freien Gase _ des Zechsteins. - Z. geol. Wiss., Berlin 17 (1989) 2, S. 9 7 - 1 1 1 ZDANOV, M. A.: Methoden der Berechnung von Lagerstättenvorräten an Erdöl und Erdgas - Berlin: Akad. Verl. 1963, 172 S.

Genetische Zuordnung von Beckenbildungsmodellen zur Entstehung der Norddeutsch-Polnischen Senke BERND RTEMSCHNEIDER, L e i p z i g -

Einleitung In Ozeanen und auf Kontinenten, den beiden übergeordneten Elementen der Erdkruste sowie in deren Randbereichen existieren verschiedene Typen von Senkungsstrukturen. Die Sedimentbecken der Erdkruste erlangen in zunehmendem Maße Bedeutung, da sie gewaltige Rohstofflagerstätten beherbergen. Dazu zählen nicht nur Kohlenwasserstoff-Lagerstätten, sondern auch feste mineralische Rohstoffe. Um die Mineralressourcen der Sedimentbeckcn umfassend aufzuschließen, ist es notwendig, deren Struktur, Genese und stoffliche Zusammensetzung möglichst lückenlos zu erforschen. Dazu ist eine umfassende Kenntnis der physikalischen Prozesse und der geophysikalischen Bedingungen, die während der Entwicklung der Becken stattgefunden bzw. geherrscht haben, Voraussetzung. Die mathematische Abstraktion dieser Prozesse und Vorgänge führt zu mathematischen Beckenbildungsmodellen. Die Leistungsfähigkeit einiger ausgewählter Modelle soll anhand umfangreichen Datenmaterials des durch die DDR verlaufenden Teilgebietes der Norddeutsch-Polnische Senke geprüft und somit eine Aussage darüber getroffen werden, durch welches Modell diese Senke hinreichend beschrieben wird.

M a t h e m a t i s c h e Beckenbildungsmodelle F ü r die folgenden Berechnungen, die das Ziel der m a t h e m a t i schen Modellierung des S e n k u n g s a b l a u f e s der NorddeutschPolnischen Senke verfolgen, wurde angenommen, daß ihre E n t w i c k l u n g vor etwa 300 Mill. J a h r e n begann. F ü r diesen Zeitraum liegen relativ gut gesicherte Angaben für das Gebiet der S e n k e hinsichtlich Sediment-, Lithosphären- und Krustenmächtigkeiten sowie anderer Theologischer P a r a m e t e r vor. Dies bedeutet aber nicht, daß bis z u m Zeitabschnitt des Rotliegenden keine initialen S e n k u n g s a n l a g e n (z. B . Gräben) existiert hätten. Bezüglich der Entwicklung, die die Norddeutsch-Polnische S e n k e während der letzten 300 Mill. J a h r e durchlaufen hat, unterscheiden JUBITZ, SCHWAB & TESCHKE (1981) und SCHWAB (mdl. Mitt.) vier Entwicklungsstadien, die zeitgleich mit der E n t w i c k l u n g des Deckgebirges verlaufen. E s sind dies: — Anfangsetappe (Stefan — Autun): infolge angreifender Dehnungsspannungen erfolgen Lithosphären- und Krustenausdünnungen mit nachfolgend aufsteigendem heißen asthenosphärischen Material in die Lithosphäre. Als Folge davon kommt es zu Aufwölbungen der Kruste, Bruchbildung über den Aufwölbungen, Grabenbildungen, begrenzter Sedimentation und Absenkungserscheinungen mit Raten von durchschnittlich 100 m/Mill. a. — Hauptabsenkungsetappe (Saxon — Mittlere Trias): auf Grund des Zerfalles der thermischen Störung kühlt sich die Kruste a b ; es erfolgt eine thermische Kontraktion und mithin eine Absenkung. Die Sedimentation geht relativ schnell vonstatten, besonders von 265 bis 250 Mill. a. Die Absenkungsgeschwindigkeit beträgt durchschnittlich ca. 80 bis 100 m/Mill. a. Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 7. 12.1989

— Differenzierungsetappe (Obertrias — Unterkreide): liier sind erneut Absenkungsprozesse zu registrieren, die durch tektonisclie Einflüsse von außen (wahrscheinlich aus dem Bereich des Atlantiks und/oder der Tethys) hervorgerufen werden. Es findet ein Wechsel zwischen schnellen und langsamen Absenkungsraten statt. Die Sedimentationsraten bzw. Absenkungsgeschwindigkeiten betragen durchschnittlich 20 bis 40 m/Mill. a. — Stabilisierungsetappe (Alb — Neogen): vor allem in der Oberlcreide nimmt die Absenkungsrate zu (durchschnittlich ca. 10 bis 20 m/Mill. a). Die tektonischen Ursachen für diese Bewegungen sind unbekannt. E s k o m m t nun darauf an, f ü r den entsprechenden Zeitabschnitt dasjenige Modell zu finden, dessen Voraussetzungen a m besten m i t den im betreffenden Zeitabschnitt stattgefundenen tektonischen Ereignissen vereinbar sind. Auf Grund der vorgenannten Eigenschaften und Merkmale der NorddeutschPolnischen Senke können folgende Modelle zur mathematischen Beschreibung der gesamten bzw. partiellen Entwicklungsstadien der Senke herangezogen werden (RIEMSCHNEIDER 1988): — d a s M o d e l l v o n MCKENZIE ( 1 9 7 8 ) s o w i e d a s M o d e l l v o n JARVIS &• MCKENZIE ( 1 9 8 0 ) , — d a s M o d e l l v o n GARNER &• TURCOTTE ( 1 9 8 4 ) u n d v o n TURCOTTE & EMERMAN ( 1 9 8 3 ) , — d a s M o d e l l v o n S L E E P & SNELL ( 1 9 7 6 ) .

D a einige dieser Modelle die W i r k u n g der S e d i m e n t a u f l a s t nicht berücksichtigen, wurde zusätzlich das Modell von TUECOTTE,

BIRD

&

HAXBY

(1976)

herangezogen.

Eine

aus-

führliche Beschreibung, m a t h e m a t h i s c h e Darstellung und Diskussion dieser Modelle wurde von RIEMSCHNEIDER (1986) gegeben. F ü r den ersten Zeitabschnitt ( S t e f a n — A u t u n , 300 bis 265 Mill. a1) wurden die Gleichungen der Modelle v o n MCKENZIE (1978) u n d v o n JARVIS & MCKENZIE (1980), GARNER & COTTE ( 1 9 8 4 ) u n d v o n T U R C O T T E & E M E R M A N ( 1 9 8 3 )

TUR-

benutzt,

die das initiale bzw. synextensionäle Absinken beschreiben. Dieses Absinken setzt d a s Wirken von Dehnungsspannungen v o r a u s , dem ein Aufsteigen von heißem, asthenosphärischen Material in die Lithosphäre folgt, so daß K r u s t e und Lithosphäre gedehnt bzw. a u s g e d ü n n t werden. Als F o l g e d a v o n k o m m t es zu Absenkungserscheinungen, die mit Bruch- und Grabenbildung einhergehen. Genau diese Ereignisse haben aber i m Abschnitt von Stefan bis A u t u n s t a t t g e f u n d e n , so daß die Anwendung der o. g. Modelle partiell gerechtfertigt ist. F ü r den zweiten Zeitabschnitt (Saxon—Mittlere Trias, 265 bis 210 Mill. a) wurden d a s Modell v o n SLEEP & SNELL (1976) sowie die Teilabschnitte der Modelle v o n MCKENZIE, JARVIS & MCKENZIE, GARNER & TURCOTTE, TURCOTTE &

EMERMAN

benutzt, die thermisch bedingtes Absinken beschreiben. Dieses Absinken wird durch thermisch bedingte K o n t r a k t i o n infolge des Zerfalls der thermischen S t ö r u n g mit nachfolgender A b kühlung des nach oben gedrungenen heißen, asthenosphärischen Materials hervorgerufen. Im vorgenannten Zeitabschnitt

1 . angew. Geol., 86 ( 1 9 9 0 ) 1 0 391

Literatur AMYX, J . W.; BASS, D. M. J r . ; WHITING, R. L.: Petroleum Engineering. — New York et al.: McGraw-Hill 1960, 610 S. BDRCIK, E. J . : Properties of Petroleum Reservoir Fluids. — New York: John Wiley & Sons, 1957, 190 S. GALCENKO, V. A. U. a . : Nekotorye fiziko-chimiöeskie osohennosti gazokondensatnych i neftjanych zalezej. - Tr. VNIGNI 229 Moskva (1981), S. 1 5 5 - 1 6 3 HAVLENA, D.; ODEH, A. S.: The Material Balance as an Equation of a Straight Line. - Trans. AIME 228, Dallas (1963) 8, S. 8 9 6 - 9 0 0

KOROTAEV, J . P.; STEPANOVA, G. S.; KRITSKAJA, S. L . : Klassifikacija gazovych, gazokondensatnych i neftjanych mestoroidenij po sostavu plastovoj smesi. — Gaz. prom., Moskva (1974) 9, S. 2 3 - 2 4 PLRSON, S. J . : Oil Reservoir Engineering. — New York et al.: McGraw-Hill 1958, 735 S. WEINLICH, F . H . : Die stickstoffgesteuerte differenzierte Entlösung der freien Gase _ des Zechsteins. - Z. geol. Wiss., Berlin 17 (1989) 2, S. 9 7 - 1 1 1 ZDANOV, M. A.: Methoden der Berechnung von Lagerstättenvorräten an Erdöl und Erdgas - Berlin: Akad. Verl. 1963, 172 S.

Genetische Zuordnung von Beckenbildungsmodellen zur Entstehung der Norddeutsch-Polnischen Senke BERND RTEMSCHNEIDER, L e i p z i g -

Einleitung In Ozeanen und auf Kontinenten, den beiden übergeordneten Elementen der Erdkruste sowie in deren Randbereichen existieren verschiedene Typen von Senkungsstrukturen. Die Sedimentbecken der Erdkruste erlangen in zunehmendem Maße Bedeutung, da sie gewaltige Rohstofflagerstätten beherbergen. Dazu zählen nicht nur Kohlenwasserstoff-Lagerstätten, sondern auch feste mineralische Rohstoffe. Um die Mineralressourcen der Sedimentbeckcn umfassend aufzuschließen, ist es notwendig, deren Struktur, Genese und stoffliche Zusammensetzung möglichst lückenlos zu erforschen. Dazu ist eine umfassende Kenntnis der physikalischen Prozesse und der geophysikalischen Bedingungen, die während der Entwicklung der Becken stattgefunden bzw. geherrscht haben, Voraussetzung. Die mathematische Abstraktion dieser Prozesse und Vorgänge führt zu mathematischen Beckenbildungsmodellen. Die Leistungsfähigkeit einiger ausgewählter Modelle soll anhand umfangreichen Datenmaterials des durch die DDR verlaufenden Teilgebietes der Norddeutsch-Polnische Senke geprüft und somit eine Aussage darüber getroffen werden, durch welches Modell diese Senke hinreichend beschrieben wird.

M a t h e m a t i s c h e Beckenbildungsmodelle F ü r die folgenden Berechnungen, die das Ziel der m a t h e m a t i schen Modellierung des S e n k u n g s a b l a u f e s der NorddeutschPolnischen Senke verfolgen, wurde angenommen, daß ihre E n t w i c k l u n g vor etwa 300 Mill. J a h r e n begann. F ü r diesen Zeitraum liegen relativ gut gesicherte Angaben für das Gebiet der S e n k e hinsichtlich Sediment-, Lithosphären- und Krustenmächtigkeiten sowie anderer Theologischer P a r a m e t e r vor. Dies bedeutet aber nicht, daß bis z u m Zeitabschnitt des Rotliegenden keine initialen S e n k u n g s a n l a g e n (z. B . Gräben) existiert hätten. Bezüglich der Entwicklung, die die Norddeutsch-Polnische S e n k e während der letzten 300 Mill. J a h r e durchlaufen hat, unterscheiden JUBITZ, SCHWAB & TESCHKE (1981) und SCHWAB (mdl. Mitt.) vier Entwicklungsstadien, die zeitgleich mit der E n t w i c k l u n g des Deckgebirges verlaufen. E s sind dies: — Anfangsetappe (Stefan — Autun): infolge angreifender Dehnungsspannungen erfolgen Lithosphären- und Krustenausdünnungen mit nachfolgend aufsteigendem heißen asthenosphärischen Material in die Lithosphäre. Als Folge davon kommt es zu Aufwölbungen der Kruste, Bruchbildung über den Aufwölbungen, Grabenbildungen, begrenzter Sedimentation und Absenkungserscheinungen mit Raten von durchschnittlich 100 m/Mill. a. — Hauptabsenkungsetappe (Saxon — Mittlere Trias): auf Grund des Zerfalles der thermischen Störung kühlt sich die Kruste a b ; es erfolgt eine thermische Kontraktion und mithin eine Absenkung. Die Sedimentation geht relativ schnell vonstatten, besonders von 265 bis 250 Mill. a. Die Absenkungsgeschwindigkeit beträgt durchschnittlich ca. 80 bis 100 m/Mill. a. Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 7. 12.1989

— Differenzierungsetappe (Obertrias — Unterkreide): liier sind erneut Absenkungsprozesse zu registrieren, die durch tektonisclie Einflüsse von außen (wahrscheinlich aus dem Bereich des Atlantiks und/oder der Tethys) hervorgerufen werden. Es findet ein Wechsel zwischen schnellen und langsamen Absenkungsraten statt. Die Sedimentationsraten bzw. Absenkungsgeschwindigkeiten betragen durchschnittlich 20 bis 40 m/Mill. a. — Stabilisierungsetappe (Alb — Neogen): vor allem in der Oberlcreide nimmt die Absenkungsrate zu (durchschnittlich ca. 10 bis 20 m/Mill. a). Die tektonischen Ursachen für diese Bewegungen sind unbekannt. E s k o m m t nun darauf an, f ü r den entsprechenden Zeitabschnitt dasjenige Modell zu finden, dessen Voraussetzungen a m besten m i t den im betreffenden Zeitabschnitt stattgefundenen tektonischen Ereignissen vereinbar sind. Auf Grund der vorgenannten Eigenschaften und Merkmale der NorddeutschPolnischen Senke können folgende Modelle zur mathematischen Beschreibung der gesamten bzw. partiellen Entwicklungsstadien der Senke herangezogen werden (RIEMSCHNEIDER 1988): — d a s M o d e l l v o n MCKENZIE ( 1 9 7 8 ) s o w i e d a s M o d e l l v o n JARVIS &• MCKENZIE ( 1 9 8 0 ) , — d a s M o d e l l v o n GARNER &• TURCOTTE ( 1 9 8 4 ) u n d v o n TURCOTTE & EMERMAN ( 1 9 8 3 ) , — d a s M o d e l l v o n S L E E P & SNELL ( 1 9 7 6 ) .

D a einige dieser Modelle die W i r k u n g der S e d i m e n t a u f l a s t nicht berücksichtigen, wurde zusätzlich das Modell von TUECOTTE,

BIRD

&

HAXBY

(1976)

herangezogen.

Eine

aus-

führliche Beschreibung, m a t h e m a t h i s c h e Darstellung und Diskussion dieser Modelle wurde von RIEMSCHNEIDER (1986) gegeben. F ü r den ersten Zeitabschnitt ( S t e f a n — A u t u n , 300 bis 265 Mill. a1) wurden die Gleichungen der Modelle v o n MCKENZIE (1978) u n d v o n JARVIS & MCKENZIE (1980), GARNER & COTTE ( 1 9 8 4 ) u n d v o n T U R C O T T E & E M E R M A N ( 1 9 8 3 )

TUR-

benutzt,

die das initiale bzw. synextensionäle Absinken beschreiben. Dieses Absinken setzt d a s Wirken von Dehnungsspannungen v o r a u s , dem ein Aufsteigen von heißem, asthenosphärischen Material in die Lithosphäre folgt, so daß K r u s t e und Lithosphäre gedehnt bzw. a u s g e d ü n n t werden. Als F o l g e d a v o n k o m m t es zu Absenkungserscheinungen, die mit Bruch- und Grabenbildung einhergehen. Genau diese Ereignisse haben aber i m Abschnitt von Stefan bis A u t u n s t a t t g e f u n d e n , so daß die Anwendung der o. g. Modelle partiell gerechtfertigt ist. F ü r den zweiten Zeitabschnitt (Saxon—Mittlere Trias, 265 bis 210 Mill. a) wurden d a s Modell v o n SLEEP & SNELL (1976) sowie die Teilabschnitte der Modelle v o n MCKENZIE, JARVIS & MCKENZIE, GARNER & TURCOTTE, TURCOTTE &

EMERMAN

benutzt, die thermisch bedingtes Absinken beschreiben. Dieses Absinken wird durch thermisch bedingte K o n t r a k t i o n infolge des Zerfalls der thermischen S t ö r u n g mit nachfolgender A b kühlung des nach oben gedrungenen heißen, asthenosphärischen Materials hervorgerufen. Im vorgenannten Zeitabschnitt

Z. iinssow. Gcol., 36 (1990) 10 392

RIEMSCHNEIDER / BeckenbildungsmodellE — Norddeutsch-Polnische Senke

haben nachweisbar aber gerade Absenkungen ¡»folge, thermischer Kontraktion stattgefunden, so daß sieh die Anwendung der o. g. Modelle anbietet. Für den dritten und vierten Zeitabschnitt (Oberlrias—Unterkreide), 210 bis 100 Mill. a und Alb—Neogen, 100 bis ca. 0 Mill. a) sind alle vorgenannten Modelle versuchsweise zur Anwendung gebracht worden, obwohl die ursächlichen Antriebsmechanismen für die Absenkungserscheinungen während der o. g. Zeitabschnitte nicht genau bzw. gar nicht bekannt sind. Es sollte herausgefunden werden, ob eines der vorgenannten Modelle akzeptable Ergebnisse, die mit der geophysikalischen Realität vereinbar sind, liefert. Die Berechnungen beziehen sich einmal auf eine Fläche mit einem Radius von r = 50 km um Rheinsberg. Dieses Gebiet wurde ausgewählt, weil es annähernd im geometrischen Mittelpunkt des durch die D D R verlaufenden Teilgebietes der Norddeutsch-Polnischen Senke liegt. Des weiteren wurde durch den N-Teil der Senke ein Profilschnitt in N E — S W Richtung gelegt, mit dem Mittelpunkt bei Goldberg (Bez. Schwerin). Dieser Schnitt berührt im Südwesten Salzwedel (südwestlicher Endpunkt) und im Nordosten etwa die Stubbenkammer auf Rügen (nordöstlicher Endpunkt). Um Absenkungsberechnungen durchführen zu können, müssen u. a. initiale Lithosphären- und Krustenmächtigkeiten bekannt sein. Die Lithosphärenmächtigkeiten wurden zu 80, 100 und 120 km angenommen, da sie nach der variszischen Faltung im Gebiet der Norddeutsch-Polnischen Senke mit hoher Wahrscheinlichkeit kleiner als 130 km gewesen sein müssen (SCHWAB mdl. Mitt.). Die Krustenmächtigkeit ist für alle Lithosphärenmächtigkeiten mit 23 km angenommen worden. Des weiteren wurden folgende Parameter verwendet: Dichte der Kruste Qc = 2,75 g/cm3 (alle nach PARSON Dichte des Mantels g M = 3,33 g/cm3 & S c L A T E R 1 9 ? 7 ) Dichte des Wassers gvv = 1)00 g/cm3 ' Sedimentdichte Q& = 2,46 (Mittelwert nach KOPF 1976) thermischer Ausdehnungskoeffizient « = 3 • 10~5/K (KOPF 1976) Temperatur der Asthenosphäre T = 1300°C (LAUTERBACH 1975) Temperaturleitfähigkeit K = 0 , 0 0 6 4 cm2/s (BOTT 1971) Elastizitätsmodul E = 6 • 10 11 dyn/cm2 (WATTS & RYAN 1976) Scherviskosität der Lithosphärenplatte ry = 10 23 P, 10 24 P und 10 2 5 P Dichteunterschied von Asthenosphäre und Sediment: AQ =

0 , 7 1 g / c m 3 ( S L E E P & SNELL 1 9 7 6 ) .

Diskussion der Ergebnisse Zeitabschnitt 300 bis 265 Mill. Jahre

Gebiet um

Rheinsberg:

Das Modell von MCKENZIE liefert für eine anfängliche Lithosphärenmächtigkeit von 120 km und einen Dehnungsfaktor ß = 1,6 senkrecht zur Streichrichtung der NorddeutschPolnischen Senke eine Absenkung von 1271 m gegenüber einer tatsächlichen Absenkung von 1250 m. Dies ist eine ausgezeichnete Übereinstimmung. Für eine Lithosphärenmächtigkeit von 100 km und ein ß = 1,35 erhält man eine Absenkung von 1284 m. Dies ist ebenfalls eine sehr gute Übereinstimmung. Für eine Lithosphärenmächtigkeit von 80 km wird für kein ß ein Absenkungsbetrag erreicht, der in der Nähe von 1250 m liegt. Mit Hilfe des Modells von TURCOTTE & EMERMAN läßt sich für jede Lithosphärenmächtigkeit der tatsächliche Absenkungsbetrag berechnen. Die Ursachen dafür liegen im

Modell selbst, das von unterschiedlicher Ausdünnung von Lithosphäre und Kruste, gekennzeichnet durch die Ausdimnungsiaktoren ß^ und ßc, ausgehl. Durch entsprechende Kombinationen beider Ausdümiungsfaktoren kommt die Übereinstimmung des berechneten und des tatsächlichen Absenkungswertes zustande. Werte für ß L von 0,7 bis 0,9 scheinen realistisch zu sein, da die Lithospliäre durch die Ausdünnung um 3 0 % bis 1 0 % dünner geworden ist. Damit würde sich auch die vorausgesetzte Lithosphärenmächtigkeit von 80 km, wie schon im Fall der MCKENZIEModelle, als zu gering erweisen. Nach der Ausdünnung wäre die Mächtigkeit von 80 km auf 56 km bzw. 72 km zurückgegangen. Dies scheint zu gering zu sein, auch in Anbetracht der Tatsache, daß sich durch Abkühlung die Mächtigkeiten der Lithosphäre und der Kruste wieder erhöhen. Profilschnitt

durch den NW-Teil

der

NPS:

Die McKENZlE-Modelle liefern eine gute Übereinstimmung der berechneten Absenkungswerte mit den tatsächlichen. Die beste Übereinstimmung wird für Lithosphärenmächtigkeiten von 100 km und 120 km erzielt. Die Abweichungen für beide Lithosphärenmächtigkeiten liegen zwischen 0 , 4 % und 2 5 % für Dehnungsfaktoren ß = 1,1 bis 1,7 (Lithosphärenmächtigkeit 120 km) und ß = 1,1 bis 1,45 (Lithosphärenmächtigkeit 100 km) j e nach Beobachtungsort. Für eine Lithosphärenmächtigkeit von 80 km ist eine schlechte Übereinstimmung festzustellen. Die sich aus dem Modell von TURCOTTE & EMERMAN ergebenden Ausdünnungsfaktoren ß L der Lithosphäre liegen zwischen 0,7 und 0,9. Die zugehörigen Ausdünnungsfaktoren ßc der Kruste bewegen sich zahlenmäßig deutlich über den Ausdünnungsfaktoren ßc, wie sie für das Gebiet um Rheinsberg vorgeschlagen wurden. Daraus folgt, daß die Krustenmächtigkeit im NW-Teil der Norddeutsch-Polnischen Senke weniger reduziert wurde als im Gebiet um Rheinsberg; dies steht in Übereinklang mit den Absenkungsbeträgen, die im NW-Teil der Senke wesentlich geringer sind als im Gebiet um Rheinsberg.

Zeitabschnitt 265 bis 210 Mill. Jahre

Gebiet um

Rheinsberg:

Die McKENZlE-Modelle und die Modelle von TURCOTTE & EMERMAN sowie von GARNER & TUKCOTTE liefern für die drei betrachteten Lithosphärenmächtigkeiten Absenkungswerte, die bis zu 3 0 0 % von den tatsächlichen abweichen. Das Modell von SLEEP & SNELL wurde für das Gebiet um Rheinsberg nicht zur Anwendung gebracht, da ein Profilquerschnitt in Form einer Gaußkurve vorausgesetzt wird. Dies ist für das Gebiet um Rheinsberg nicht gegeben. Profilschnitt

durch den NW-Teil

der

NPS:

Die McKENZlE-Modelle wurden auf den NW-Teil der Norddeutsch-Polnischen Senke angewendet. Die berechneten Absenkungsbeträge stimmen nicht mit den tatsächlichen überein. Die Abweichungen sind erheblich (bis zu einigen hundert Prozent). Die gleiche Aussage kann hinsichtlich der Modelle v o n T U R C O T T E & EMERMAN u n d GAUNER & T U R C O T T E

ge-

troffen werden. Dagegen liefert die Auswertung des Modells von SLEEP & SNELL ein völlig anderes Bild. Bei einer Profillänge von 350 km werden für die Parameter Zähigkeit 7} = 10 23 P ; Lithosphärenmächtigkeit 80 km und Gaußweite 100 km (die Gaußweite ist der Abstand vom Beckenzentrum bis zum

Z. anstcw. (¡col., 36 (XOOrt) 10 393 W e n d e p u n k t der B c c k e n q u e i s e h n i t t s k u r v e , die die Gestalt, einer G a u ß k u r v e h a b e n soll), wobei die Abweichung v o n den tatsächlichen A b s e n k u n g e n 1 % bis 3 6 % b e t r a g e n , bzw. für die Zähigkeit Ji = 10 2 4 P ; L i t h o s p h ä r e n m ä c h t i g k e i t 80 km und G a u ß w e i t e 100 k m (die Abweichungen liegen hier zwischen 6 % und 2 0 % ) die b e s t e n Ü b e r e i n s t i m m u n g e n m i t den t a t sächlichen A b s e n k u n g e n erzielt. J e d e andere als die genannten P a r a m e t e r k o m b i n a t i o n e n erg i b t eine äußerst schlechte Ü b e r e i n s t i m m u n g zwischen t h e o r e t i s c h e n und aus der P r a x i s gewonnenen Absenkungsbeträgen. Zeitabschnitt 210 bis 100 Mill. Jahre: Sowohl für das G e b i e t um R h e i n s b e r g als auch für den N W T e i l der S e n k e liefern alle v o r g e n a n n t e n Modelle Absenkungswerte, die m i t den t a t s ä c h l i c h e n in keiner W e i s e übereins t i m m e n . F ü r den o. g. Z e i t a b s c h n i t t sind diese Modelle ungeeignet. D a n a c h SCHWAB in diesem Z e i t a b s c h n i t t Absenkungsprozesse infolge äußerer Einflüsse aus dem B e r e i c h des A t l a n t i k s und/oder der T e t h y s s t a t t f a n d e n , sollten die Initialabsenkungen bzw. die syn-extensionalen Absenkungen m i t t e l s modifizierter Modelle n a c h MCKENZIE und/oder TURCOTTE unter B e a c h t u n g v o n beliebig großen Dehnungsspannungen und der T a t s a c h e , d a ß die gedehnten und absinkenden Gebiete episodisch m i t W a s s e r gefüllt sind, b e r e c h n e t werden. T h e r m i s c h b e d i n g t e A b s e n k u n g e n dürften k a u m wesentlichen E i n f l u ß gehabt haben.

COTTE u . a . wiedergegeben wird; der zweite wird ausschließlich d u r c h d a s t h e r m i s c h e K o n t r a k t i o n s m o d e l l v o n SLEJSP &• S N E L L g u t

beschrieben. Für den dritten und vierten Abschnitt versagen alle o. a. Modelle. PCSIOMe B npeAJiaraeMoii pa6oTe npHMeHHTentHO K i a c r a CeBepo-PepMaHCKO-rioJIbCKOii BnaflHHbl, OXBaTHBaiOmeit TeppHTOpilK) r ^ P , 6M.HH Hcrr0Jib30BaHbi H npoBepeHH KAK B oraonienHH HX npmiL([inHaJIbHOli IipMI'OAHOCTH, T a K H HX HaaeJKHOCTM MOflCJIH paCTH-

meHHH MaK-KeH3H H TapKOTTe, a T a K m e TepMHiecKast KOHTpanIJHOHHAH Mo«ejib Cjiiina H CHejina. Hpn STOM B03pacT Bnaamiti 6WJI npHHHT paBHLIM 3 0 0 MJIH. J i e T , H 3TOT n e p H O « B p e M e H H 0MJI PA3NEJIEH HA 4 a T a n a : 1 - I I — 3 0 0 — 2 6 5 MJIH. J i e T , 2-FT — 2 6 5 — 2 1 0 MJIH. J i e T , 3-IT — 2 1 0 — 1 0 0 MJIH. J i e T H 4-FL — 1 0 0 — 0 MJIH. J i e T . B b i H B H J i o c b , HTO n e p B b i i i 3TAN BPEMEHH H a i i S o j i e e Y^A^HO BIIHCH-

BaeTCH B MoneJib pacTHweHHH H yTOHeHHH MaK-KeH3n H TapKOTTe, a BTopoii 3Tan MOJKHO omicaTb, Hcnontayn HCKJIIOHHTEJIBHO TEPMHIECKYIO MOMENT. « K A R A « C j i i m a H C H e j u i a . ,H,JIH T p e T b e r o H q e T B e p T o r o 3 T a n o B B e e 3TH MOACJIM 0Ka3a.irMci> H e n p H e M J i e M H .

Summary The

stretching

models

by

MCKENZIE,

TURCOTTE

a . o.

and

the

265, 2. 2 6 5 — 210, 3. 2 1 0 — 1 0 0 a n d 4. 1 0 0 — 0 million y e a r s . I t

was

thermal contraction model by SLEEP and SNELL were applied to the North German-Polonian depression in the G D R and they were tested with regard to usefulness and reliability. Age of the North German-Polonian depression is assumed to be 300 million years and this period is divided into 4 intervals (SCHWAB 1986): 1. 300 bis found that the stretching model and the thinning model by MCKENZIE and TURCOTTE very well describe the first interval. The second one is only described by the thermal contraction model by SLEEP and SNELL. For the third and fourth interval non of these models is suitable.

Zeitabschnitt 100 bis 0 Mill. Jahre: A u c h für diesen Z e i t a b s c h n i t t liefern die v o r g e n a n n t e n Modelle für die g e n a n n t e n Gebiete Absenkungswerte, die in keiner W e i s e m i t den t a t s ä c h l i c h e n übereinstimmen. Die Modelle sind für diesen Z e i t a b s c h n i t t ungeeignet. D a n a c h SCHWAB die U r s a c h e n für die Bewegungen in diesem Zeita b s c h n i t t bis j e t z t u n b e k a n n t sind, sollten zahlreiche Absenkungsmodelle g e t e s t e t werden. D a n a c h m u ß geprüft werden, ob das m i t der W i r k l i c h k e i t a m b e s t e n übereins t i m m e n d e Modell g e s t a t t e t , R ü c k s c h l ü s s e auf die tatsächlich abgelaufenen Prozesse zu ziehen.

Zusammenfassung D i e D e h n u n g s m o d e l l e v o n M C K E N Z I E , T U R C O T T E U. a . u n d d a s t h e r m i s c h e K o n t r a k t i o n s m o d e l l v o n SLEEP & SNELL wurden a u f den

durch die D D R verlaufenden Teil der Norddeutsch-Polnischen Senke und auf ihre Brauchbarkeit und Zuverlässigkeit überprüft. Dabei wurde das Alter der Senke mit 300 Mill. Jahren angenommen und diese Zeitspanne in vier Abschnitte unterteilt: 1. 300 — 265, 2. 2 6 5 - 2 1 0 , 3. 2 1 0 - 1 0 0 , 4 . 1 0 0 - 0 Mill. Jahre. Es zeigte sich, daß der erste Zeitabschnitt am besten durch die Dehnungs- bzw. Ausdünnungsmodelle von Mc KENZIE bzw. TUR-

Literatur BOTT, M. H. P . : Evolution of young continental margins and formation of shelf basins. — Tectonophysics, Amsterdam 11 (1971) S. 319 — 327 GARNER, L . ; TURCOTTE, D. L . : The thermal and mechanical evolution of the Anadarko Basin. — Tectonophysics, Amsterdam 107 (1984) S. 1 - 2 4 HAXBY, W . F . ; TURCOTTE, D . L . ; BIRD, J . M . : The thermal and mechanical evolution of the Michigan Basin. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) S . 57 — 75 JARVIS, G. T . ; MCKENZIE, D. P . : Sedimentary basin formation with finite extension rates. — Earth Planet. Sei. Lett.. Amsterdam 48 (1980) S. 42 — 52 JUBITZ, K . - B . ; SCHWAB, G.; TESCHKE, H . - J . : Geologische Entwicklungstrends am Südwestrand der Osteuropäischen Tafel — ein Überblick. — Z. geol. Wiss., Berlin 9 (1981) 10, S. 1 1 1 3 - 1 1 3 7 KOPP, M.: Die Teufenabhängigkeit der petrophysikalischen Parameter - Dichte, Geschwindigkeit, Schallhärte und Reflexionskoeffizient. — Leipzig: Karl-Marx Univ. Leipzig, Diss. B 1976 LAÜTERBACH, R . : Physik des Planeten Erde. — Berlin: Akademie-Verlag 1975 MCKENZIE, D . P . : Some remarks on the development of sedimentary basins. — Earth Planet. Sei. Lett., Amsterdam 40 (1978) S. 2 5 - 3 2 PARSON, B . ; SCLATER, J . G.: On analysis of the variation of ocean floor bathymetry and heat flow with age. — J . Geophys. Res., Washington 82 (1977) 5, S. 803 — 840 RIEMSCHNEIDER, B . : Zur möglichen Natur physikalischer Prozesse bei der Entwicklung von Sedimentbecken. — Z. angew. Geol., Berlin 32 (1986) 4, S. 89 — 94 — Mathematische Modellierung des Senkungsablaufes tiefer kohlenwasserstoffführender Sedimentbecken unter spezieller Berücksichtigung der NorddeutschPolnischen Senke. — Greifswald: Ernst-Moritz-Arndt-Univ. Greifswald, Diss. B 1988 SLEEP, N. H . ; SNEII, N. S . : Thermal contraction and flexure of Mid-Continent and Atlantic Basins. — Geophys. J . Royal Astron. Soc., London 45 (1976) S. 125 — 154 TURCOTTE, D . L . ; EMERMAN, S. H . : Mechanism of active and passive rifting. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) 1 - 3 , S. 2 5 - 4 4 WATTS, A . B . ; RYAN, W. B . : Flexure of the lithosphere and continental margin basins. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) 1 — 3, S. 25 — 44

Porengrößen pazifischer Manganerzkrusten Kurzmitteilung P E T E R G. DIETRICH,

Freiberg

Für technologische Fragen der Verarbeitung und Nutzung von Manganerzkrusten, für genetische Aussagen, die Beurteilung des möglichen diffusiven und konvektiven Massetransportes und der Absorptionsfähigkeit innerhalb von Eisen-Mangan-Akkumulationen wie Eisen-Mangan-Konretionen und Manganerzkrusten sind Kenntnisse über die Verteilung der Porengrößen und der inneren Oberfläche erforderlich. Bisher gibt es aber dazu nur wenige Angaben.

Analog zu U n t e r s u c h u n g e n an pazifischen Manganknollen (DIETRICH 1990) wurden an drei Manganerzkrusten m i t t e l s Quecksilber-Hochdruckporisometer die Porenradienverteilungen b e s t i m m t . D e r Meßbereich u m f a ß t Porenradien im Intervall zwischen 2 7 0 0 0 und 3 , 8 n m , d. h. P o r e n d u r c h m e s s e r zwischen 5 4 . und 0 , 0 0 7 6 p . Größere oder kleinere P o r e n werden m i t dieser Methode n i c h t e r f a ß t .

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2. 2 . 1 9 9 0

Ä-n einer K r u s t e wurde die innere Oberfläche

verschieden

Z. anstcw. (¡col., 36 (XOOrt) 10 393 W e n d e p u n k t der B c c k e n q u e i s e h n i t t s k u r v e , die die Gestalt, einer G a u ß k u r v e h a b e n soll), wobei die Abweichung v o n den tatsächlichen A b s e n k u n g e n 1 % bis 3 6 % b e t r a g e n , bzw. für die Zähigkeit Ji = 10 2 4 P ; L i t h o s p h ä r e n m ä c h t i g k e i t 80 km und G a u ß w e i t e 100 k m (die Abweichungen liegen hier zwischen 6 % und 2 0 % ) die b e s t e n Ü b e r e i n s t i m m u n g e n m i t den t a t sächlichen A b s e n k u n g e n erzielt. J e d e andere als die genannten P a r a m e t e r k o m b i n a t i o n e n erg i b t eine äußerst schlechte Ü b e r e i n s t i m m u n g zwischen t h e o r e t i s c h e n und aus der P r a x i s gewonnenen Absenkungsbeträgen. Zeitabschnitt 210 bis 100 Mill. Jahre: Sowohl für das G e b i e t um R h e i n s b e r g als auch für den N W T e i l der S e n k e liefern alle v o r g e n a n n t e n Modelle Absenkungswerte, die m i t den t a t s ä c h l i c h e n in keiner W e i s e übereins t i m m e n . F ü r den o. g. Z e i t a b s c h n i t t sind diese Modelle ungeeignet. D a n a c h SCHWAB in diesem Z e i t a b s c h n i t t Absenkungsprozesse infolge äußerer Einflüsse aus dem B e r e i c h des A t l a n t i k s und/oder der T e t h y s s t a t t f a n d e n , sollten die Initialabsenkungen bzw. die syn-extensionalen Absenkungen m i t t e l s modifizierter Modelle n a c h MCKENZIE und/oder TURCOTTE unter B e a c h t u n g v o n beliebig großen Dehnungsspannungen und der T a t s a c h e , d a ß die gedehnten und absinkenden Gebiete episodisch m i t W a s s e r gefüllt sind, b e r e c h n e t werden. T h e r m i s c h b e d i n g t e A b s e n k u n g e n dürften k a u m wesentlichen E i n f l u ß gehabt haben.

COTTE u . a . wiedergegeben wird; der zweite wird ausschließlich d u r c h d a s t h e r m i s c h e K o n t r a k t i o n s m o d e l l v o n SLEJSP &• S N E L L g u t

beschrieben. Für den dritten und vierten Abschnitt versagen alle o. a. Modelle. PCSIOMe B npeAJiaraeMoii pa6oTe npHMeHHTentHO K i a c r a CeBepo-PepMaHCKO-rioJIbCKOii BnaflHHbl, OXBaTHBaiOmeit TeppHTOpilK) r ^ P , 6M.HH Hcrr0Jib30BaHbi H npoBepeHH KAK B oraonienHH HX npmiL([inHaJIbHOli IipMI'OAHOCTH, T a K H HX HaaeJKHOCTM MOflCJIH paCTH-

meHHH MaK-KeH3H H TapKOTTe, a T a K m e TepMHiecKast KOHTpanIJHOHHAH Mo«ejib Cjiiina H CHejina. Hpn STOM B03pacT Bnaamiti 6WJI npHHHT paBHLIM 3 0 0 MJIH. J i e T , H 3TOT n e p H O « B p e M e H H 0MJI PA3NEJIEH HA 4 a T a n a : 1 - I I — 3 0 0 — 2 6 5 MJIH. J i e T , 2-FT — 2 6 5 — 2 1 0 MJIH. J i e T , 3-IT — 2 1 0 — 1 0 0 MJIH. J i e T H 4-FL — 1 0 0 — 0 MJIH. J i e T . B b i H B H J i o c b , HTO n e p B b i i i 3TAN BPEMEHH H a i i S o j i e e Y^A^HO BIIHCH-

BaeTCH B MoneJib pacTHweHHH H yTOHeHHH MaK-KeH3n H TapKOTTe, a BTopoii 3Tan MOJKHO omicaTb, Hcnontayn HCKJIIOHHTEJIBHO TEPMHIECKYIO MOMENT. « K A R A « C j i i m a H C H e j u i a . ,H,JIH T p e T b e r o H q e T B e p T o r o 3 T a n o B B e e 3TH MOACJIM 0Ka3a.irMci> H e n p H e M J i e M H .

Summary The

stretching

models

by

MCKENZIE,

TURCOTTE

a . o.

and

the

265, 2. 2 6 5 — 210, 3. 2 1 0 — 1 0 0 a n d 4. 1 0 0 — 0 million y e a r s . I t

was

thermal contraction model by SLEEP and SNELL were applied to the North German-Polonian depression in the G D R and they were tested with regard to usefulness and reliability. Age of the North German-Polonian depression is assumed to be 300 million years and this period is divided into 4 intervals (SCHWAB 1986): 1. 300 bis found that the stretching model and the thinning model by MCKENZIE and TURCOTTE very well describe the first interval. The second one is only described by the thermal contraction model by SLEEP and SNELL. For the third and fourth interval non of these models is suitable.

Zeitabschnitt 100 bis 0 Mill. Jahre: A u c h für diesen Z e i t a b s c h n i t t liefern die v o r g e n a n n t e n Modelle für die g e n a n n t e n Gebiete Absenkungswerte, die in keiner W e i s e m i t den t a t s ä c h l i c h e n übereinstimmen. Die Modelle sind für diesen Z e i t a b s c h n i t t ungeeignet. D a n a c h SCHWAB die U r s a c h e n für die Bewegungen in diesem Zeita b s c h n i t t bis j e t z t u n b e k a n n t sind, sollten zahlreiche Absenkungsmodelle g e t e s t e t werden. D a n a c h m u ß geprüft werden, ob das m i t der W i r k l i c h k e i t a m b e s t e n übereins t i m m e n d e Modell g e s t a t t e t , R ü c k s c h l ü s s e auf die tatsächlich abgelaufenen Prozesse zu ziehen.

Zusammenfassung D i e D e h n u n g s m o d e l l e v o n M C K E N Z I E , T U R C O T T E U. a . u n d d a s t h e r m i s c h e K o n t r a k t i o n s m o d e l l v o n SLEEP & SNELL wurden a u f den

durch die D D R verlaufenden Teil der Norddeutsch-Polnischen Senke und auf ihre Brauchbarkeit und Zuverlässigkeit überprüft. Dabei wurde das Alter der Senke mit 300 Mill. Jahren angenommen und diese Zeitspanne in vier Abschnitte unterteilt: 1. 300 — 265, 2. 2 6 5 - 2 1 0 , 3. 2 1 0 - 1 0 0 , 4 . 1 0 0 - 0 Mill. Jahre. Es zeigte sich, daß der erste Zeitabschnitt am besten durch die Dehnungs- bzw. Ausdünnungsmodelle von Mc KENZIE bzw. TUR-

Literatur BOTT, M. H. P . : Evolution of young continental margins and formation of shelf basins. — Tectonophysics, Amsterdam 11 (1971) S. 319 — 327 GARNER, L . ; TURCOTTE, D. L . : The thermal and mechanical evolution of the Anadarko Basin. — Tectonophysics, Amsterdam 107 (1984) S. 1 - 2 4 HAXBY, W . F . ; TURCOTTE, D . L . ; BIRD, J . M . : The thermal and mechanical evolution of the Michigan Basin. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) S . 57 — 75 JARVIS, G. T . ; MCKENZIE, D. P . : Sedimentary basin formation with finite extension rates. — Earth Planet. Sei. Lett.. Amsterdam 48 (1980) S. 42 — 52 JUBITZ, K . - B . ; SCHWAB, G.; TESCHKE, H . - J . : Geologische Entwicklungstrends am Südwestrand der Osteuropäischen Tafel — ein Überblick. — Z. geol. Wiss., Berlin 9 (1981) 10, S. 1 1 1 3 - 1 1 3 7 KOPP, M.: Die Teufenabhängigkeit der petrophysikalischen Parameter - Dichte, Geschwindigkeit, Schallhärte und Reflexionskoeffizient. — Leipzig: Karl-Marx Univ. Leipzig, Diss. B 1976 LAÜTERBACH, R . : Physik des Planeten Erde. — Berlin: Akademie-Verlag 1975 MCKENZIE, D . P . : Some remarks on the development of sedimentary basins. — Earth Planet. Sei. Lett., Amsterdam 40 (1978) S. 2 5 - 3 2 PARSON, B . ; SCLATER, J . G.: On analysis of the variation of ocean floor bathymetry and heat flow with age. — J . Geophys. Res., Washington 82 (1977) 5, S. 803 — 840 RIEMSCHNEIDER, B . : Zur möglichen Natur physikalischer Prozesse bei der Entwicklung von Sedimentbecken. — Z. angew. Geol., Berlin 32 (1986) 4, S. 89 — 94 — Mathematische Modellierung des Senkungsablaufes tiefer kohlenwasserstoffführender Sedimentbecken unter spezieller Berücksichtigung der NorddeutschPolnischen Senke. — Greifswald: Ernst-Moritz-Arndt-Univ. Greifswald, Diss. B 1988 SLEEP, N. H . ; SNEII, N. S . : Thermal contraction and flexure of Mid-Continent and Atlantic Basins. — Geophys. J . Royal Astron. Soc., London 45 (1976) S. 125 — 154 TURCOTTE, D . L . ; EMERMAN, S. H . : Mechanism of active and passive rifting. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) 1 - 3 , S. 2 5 - 4 4 WATTS, A . B . ; RYAN, W. B . : Flexure of the lithosphere and continental margin basins. — Tectonophysics, Amsterdam 36 (1976) 1 — 3, S. 25 — 44

Porengrößen pazifischer Manganerzkrusten Kurzmitteilung P E T E R G. DIETRICH,

Freiberg

Für technologische Fragen der Verarbeitung und Nutzung von Manganerzkrusten, für genetische Aussagen, die Beurteilung des möglichen diffusiven und konvektiven Massetransportes und der Absorptionsfähigkeit innerhalb von Eisen-Mangan-Akkumulationen wie Eisen-Mangan-Konretionen und Manganerzkrusten sind Kenntnisse über die Verteilung der Porengrößen und der inneren Oberfläche erforderlich. Bisher gibt es aber dazu nur wenige Angaben.

Analog zu U n t e r s u c h u n g e n an pazifischen Manganknollen (DIETRICH 1990) wurden an drei Manganerzkrusten m i t t e l s Quecksilber-Hochdruckporisometer die Porenradienverteilungen b e s t i m m t . D e r Meßbereich u m f a ß t Porenradien im Intervall zwischen 2 7 0 0 0 und 3 , 8 n m , d. h. P o r e n d u r c h m e s s e r zwischen 5 4 . und 0 , 0 0 7 6 p . Größere oder kleinere P o r e n werden m i t dieser Methode n i c h t e r f a ß t .

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2. 2 . 1 9 9 0

Ä-n einer K r u s t e wurde die innere Oberfläche

verschieden

/. angew. Geol., 36 (1990) 10 DIETRICH / Porengrößen pazifischer Manganerzkrusten

394

Sortierung (So = ]/Q75/Q25) und Schiefe | s K =

^er

Porenradienverteilung schwanken in weiten Grenzen ( T a belle) und zeigen m i t A u s n a h m e der jeweils ältesten K r u s t e n generation überwiegend s t a r k e Abweichungen von einer Gaußsehen Normalverteilung an. Die für die K r u s t e 3 7 D K 1 e r m i t t e l t e n inneren Oberflächen steigen m i t a b n e h m e n d e m K r u s t e n a l t e r von 3 8 m 2 • g _ 1 im S u b s t r a t auf 1 8 8 m 2 • g " 1 in der j ü n g s t e n K r u s t e an und bestimmen offenbar wesentlich die Absorptionsfähigkeit (z. B . für Kohlenwasserstoffe von 56 auf 3 5 4 ml/t (vgl. DIETRICH, PÄTZ & SCHULZE, in Vorher.). F ü r die E r z s u b s t a n z wurden im Mittel 1 6 0 , 6 ± 2 4 , 2 m 2 • g ' 1 b e s t i m m t . E i n Vergleich der Porenradien Verteilungen der K r u s t e n m i t der v o n Manganknollen aus der Clarion-Clipperton-Provinz des Pazifiks (DIETRICH 1990) zeigt, daß die P o r o s i t ä t der K r u s t e n weiter streut und durchschnittlich etwas geringer ist. Die Quartile und der Medianwert der Porenradienvertei-

Abb. 1. Querschnitt durch eine pazifische Manganerzkruste (Probe SO 4 6 3 7 D K 1 ; vgl. PUTEANUS 1 9 8 6 )

Das Substrat der Kruste (1) ist ein alterierter Hyaloklastit, der im Hangenden von Karbonat-Fluorapatit und Manganerz durchsetzt ist (2). Einer alten Krustengeneration (3), zwischen etwa 19 und 12,2 Mill. Jahren abgeschieden (PUTEANÜS 1986), folgt nach einem Hiatus eine jüngere Krustengeneration (4), die in vier Phasen abgeschiedeil wurde. Die beiden jüngsten Phasen (5) umkrusten nach (?) teilweiser Ablösung des Substrates vom Untergrund z. T . diskordant Substrat und früher abgeschiedene Krustenteile Länge des Maßstabes: 74 mm

alter Manganerzabscheidungen mittels S t i c k s t o f f - T i e f t e m p e ratur-Adsorption ( B E T - M e t h o d e ; S o r p t o m a t i c - G e r ä t der F a . Carlo Erba/Milano) b e s t i m m t . Die H e r k u n f t der P r o b e n und einige wesentliche P a r a m e t e r der Porenradienverteilung sind aus der T a b e l l e ersichtlich. Die Teilproben der T a b e l l e entsprechen den in Abb. 1 b e n a n n t e n K r u s t e n t e i l e n . B e i der K r u s t e 3 4 5 K D fehlen S u b s t r a t und Phosphorithorizont. Als Beispiel sind für die in A b b . 1 gezeigte K r u s t e die P o r e n r a d i e n - H i s t o g r a m m e (Abb. 2) dargestellt. E s ist ersichtlich, daß die P o r o s i t ä t e n der K r u s t e n m a t r i x , d. h. der von makroskopischen Hohlräumen bzw. Bissen freien S u b s t a n z , im vermessenen Intervall der P o r e n r a d i e n unterschiedliche W e r t e erreichen: Die S u b s t r a t e der K r u s t e n (Teilproben 1) h a b e n relativ hohe P o r o s i t ä t e n , die phosphatisierten Zonen (Teilproben 2) geringe und die E r z s u b s t a n z (Teilproben 3 . . . 5 ) unterschiedliche W e r t e zwischen 7,9 und 4 1 , 8 % . Die G e s a m t p o r o s i t ä t e n sind hingegen wesentlich höher und betragen z. B . für die von PUTEANUS (1986) untersuchten K r u s t e n im Mittel 6 2 , 4 0 % ( 0 j u n g e K r u s t e n g e n e r a t i o n 6 4 , 9 6 , 0 alte K r u s t e n g e n e r a t i o n 5 8 , 7 6 % ) . I m Mittel h a b e n 2 5 % des vermessenen P o r e n r a u m e s B a d i e n von < 5,6 n m und 2 5 % B a d i e n > 3 2 3 n m , wobei hier Unterschiede von m e h r als zwei Größenordnungen a u f t r e t e n . Der Medianwert der Porenradien liegt im D u r c h s c h n i t t bei 14,5 nm.

Abb. 2. Porenradienhäufigkeit für die in Abb. 1 gezeigten Teilproben der Manganerzkruste SO 46 3 7 D K 1

Tabelle. Porosität und Parameter der Porenradienverteilung in Manganerzkrusten im Intervall 3 , 8 . . . 2 7 0 0 0 nm Probenbezeichnung

Koordinaten

Wassertiefe

Teilprobe

Porosität (%)

Q25 (nm)

Md (mil)

Q75 (nm)

So

1600 m

9,1 5,5 4,4 5,4 4,9

37,4 8,5

3 4 5

33,3 19,8 32.5 41,8 26,5

1251 93,3 6,5 37,4 22,3

8,1

etwa 15,5° X etwa 169° W (Keli Ridge S S W Johnston Island)

1 2

11,7

SO 48 37DK1

4,1 1,2 2,6

7,1 1,1 2,3 1,9

etwa etwa (NW Line

etwa 4000 m

1 2 3 4 5

28,6 10,1 22,2 25,1 25,9

6,2 5,6 6,2 5,2 4,7

60,7 14,8 7,1 8,8 6,2

1084 785 10,5 799 17,0

13,2 11,8 1,3 12,4 1,9

1,3 53,7 2,1

3 4 5

29,3 31,9 7,9

4,9

6,8 10,0 6,0

16,7 62,9 13,7

1,8 3,5 1,6

3,1 2,0

SO 33 4 8 D K 1

SO 25-3 3 4 5 D K

9°N 164°40'\V S. P . Lee Seamount, Islands)

etwa 7°59'N etwa H 3 ° 3 1 ' W (Clarion-Clipperton Provinz)

etwa 5 0 0 0 m

5,0 5,3

5,1 9,3 7,5

2,1

Sk

1,8 20,1

1,8

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

395 lung liegen für die Krusten bei ähnlicher Streuung der Werte ebenfalls etwas zum feineren Bereich hin verschoben, was vermutlich den durchschnittlich größeren hydrogenetisch entstandenen Anteil der Krusten widerspiegelt. F ü r die freundliche Überlassung des Probenmaterials d a n k t der Autor Dr. P u t e a n u s ( G P I d e r CAU/Kiel), Prof. Halbach (TU Clausthal) und Dr. v. Stackelberg (BGR Hannover) recht herzlich.

Literatur DIETRICH, P . G.: Zur Verteilung von Porengrößen in pazifischen Manganknollen. — Z. angew.'Geol., Berlin 36 (1990) 7 DIETRICH, P. G.; PÄTZ, H.; SCHULZE, H.: Aua Manganknollen und -krusten degasierte Kohlenwasserstoffe. — Z. angew. Geol. (in Vorbei-.) PUTEANUS, D . : Geologie und Geochemie von Manganerzkrusten auf submarinen Gebirgen des Zentralpazifik. - Beitr. Meerestech., Clausthal-Zellerfeld 9 (1986) 1 + 2, V I I I + 242 S. STACKEIBERG, U. V.; MARCHIO, V.: Manganese Nodules from the Equatorial North Pacific Ocean. - Geol. Jb., Hannover D 87 (1987) S. 1 2 3 - 2 2 7

Tagungsberichte Workshop „Bohrlochmessungen in überfielen Bohrlöchern" Neubrück, D D R , 13.—14. 3. 1990, Protokoll mit Anlagen (engl.) v o n KLAUS BUCKUP,

Gommern

Der 2. Workshop zum Problem „Bohrlochmessungen in übertiefen B o h r u n g e n " vereinte 40 Teilnehmer aus 12 Ländern. In intensiver Diskussion wurden folgende thematische Schwerpunkte abgearbeitet: 1. 2. 3. 4.

Telemetrie-Systeme Datenerfassungsstandards Kalibrierung und Teufenkorrelation Havarieliquidierungsarbeiten

Der W o r k s h o p gestaltete sich zu einem echten Erfahrungsaustausch zwischen Ost u n d West, wozu die Teilnahme von Vert r e t e r n der Projektleitung „ K o n t i n e n t a l e T i e f b o h r u n g " (BRD) und der Sowjetunion maßgeblich beitrug. Als wesentliches Moment wurde herausgearbeitet, daß f ü r das wissenschaftliche und „kommerzielle" Bohren unterschiedliche Maßstäbe gelten. Telemetriesystemc sind prinzipiell verfügbar, Spezialentwicklungen f ü r hohe T e m p e r a t u r e n werden aus Kostengründen f ü r risikovoll gehalten. F ü r die Gewährleistung eines dringend erforderlichen internationalen Datenaustausches wird eine Formatisierungsvereinheitlichung auf Basis des zukünftigen A P I - S t a n d a r d s D L I S angestrebt. Kalibrierungen werden als wesentliches Moment f ü r eine Genauigkeitserhöhung gesehen; es sollte ebenfalls von den A P I - E m p f e h lungen ausgegangen werden, die allerdings f ü r neuentwickelte Verfahren erweitert werden m ü ß t e n . Geräte und Vorrichtungen zur Havariebeseitigung sind f ü r die unterschiedlichsten Fälle v o r h a n d e n ; bei derartigen Operationen ist es wichtig, eine Situationsabschätzung vornehmen zu können und bei der Projektierung der Arbeiten von der Gesamtsituation der Bohrung auszugehen. Die Teilnehmer konstatierten, daß die Zielstellung des Workshops erreicht wurde. Der dritte Workshop zur gleichen' Problematik ist f ü r 1991 in Frankreich geplant. Workshops zu dem diffizilen Problem der Bohrlochmessung in übertiefen Bohrungen werden als wichtiges F o r u m des internationalen Meinungsaustausches bewertet.

Today's technology for the mining and metallurgical industries MMJ/IMM joint symposium held in Kyoto, J a p a n , f r o m 2 to 4 Octobcr, 1989

Der Band reflektiert insgesamt erhebliche Kenntnisfortschritte und das kontinuierlich hohe Interesse an der Entwicklung neuer Felder in Forschung und Produktion im Bergbau und der Metallurgie. Treffsichere Hervorhebungen sind bei diesem breiten S p e k t r u m objektiv nicht möglich, aber der Rezensent ist sicher in seiner Empfehlung, daß Rohstoffwirtschaftler, Bergleute, Aufbereiter u n d Metallurgen sich mit diesem Buch beschäftigen sollten, da sie davon Gewinn haben werden. W. J u n g

A U D L E Y - C H A R L E S , M . G . ; HALLAM, A . ( E d s . )

Gondwana and Tethys Oxford: Oxford University Press 1988. 317 S., zahlr. Abb. u. Tab. £60.(Geological Society, London. Special Publication

Zahlreiche der heute allgemein a n e r k a n n t e n globaltektonischen Modelle basieren auf tektonischen, stratigraphischen, paläomagnetischen und paläobiogeographischen Untersuchungen im Gebiet der Tethys. Viele Impulse zum besseren Verständnis von Prozessen der Kontinentdestruktion, des Rifting und Spreading, der Ozeanbildung und Kontinentalrandentwicklung, der Subduktion, Kollision und Gebirgsbildung gingen gerade von diesem R a u m aus. Es ist daher nicht verwunderlich, daß die Geologie der Tethys und deren Beziehungen zu den sie im Norden und Süden einrahmenden Superkontinenten Laurasia und Gondwana immer wieder auch bei denjenigen Geowissenschaftlern Interesse weckt, die in geographisch anderen Breiten und/oder in zeitlich älteren stratigraphischen Niveaus tätig sind. Insofern wird das vorliegende Buch, das die Vorträge eines gemeinsam von der Geological Society of London und der Palaeontological Association im Mai 1986 durchgeführten Symposiums enthält, gewiß selbst im außertethyalen, paläozoisch versteiften Mitteleuropa seinen Leserkreis finden. Der Symposiumband läßt sich hinsichtlich seines thematischen Inhaltes in zwei .Teile gliedern. Der erste Teil b e f a ß t sich mit den entwicklungsgeschichtlichen Verhältnissen von Tethys-Ozean und Gondwana-Kontinent, und zwar insbesondere mit den tektonischen Merkmalskomplexen sowie den stratigraphischen und paläomagnetischen Belegen. Der zweite Teil ist speziell paläontologischen Themen und deren Beziehungen zur Tethys-GondwanaProblematik gewidmet. Mit den zahlreichen hier vorgestellten unterschiedlichen Untersuchungsergebnissen wird natürlich noch kein abgerundetes Gesamtbild gezeichnet. Vielmehr ist eine generelle B e s t a n d s a u f n a h m e vollzogen worden, die das Erreichte deutlich macht, zugleich aber auch die weiteren Forschungsschwerp u n k t e aufzeigt. D . FRANKE

T o k y o : The Mining and Materials Processing I n s t i t u t e of J a p a n ; L o n d o n : The Institution of Mining and Metallurgy 1989. 623 S., £ 60.- ($135.-) Das Buch e n t h ä l t 67 Vorträge, die auf einem gemeinsamen Symposium o. g. Institutionen in Kyoto, J a p a n , gehalten wurden. Berichtet wird in unterschiedlichem U m f a n g zu folgenden Sachgebieten: Hydrometallurgie (12 Vorträge), Mineral-Ökonomie (3), Neue Technologie in der Forschung (2), Gesteins-Ingenieurwesen, einschließlich Untcrtage-Technologie (14), Aufbereitung (15), Automatisierung und Überwachung im Bergbau, einschließlich G r u b e n r e t t u n g (7), Gegenwärtige Entwicklung von neuen Materialverarbeitungstechnologien in J a p a n (6), Pyrometallurgie (8). Die k n a p p e Hälfte der Artikel ist aus der Feder von J a p a n e r n . Aus der V R China und Taiwan kommen je fünf, aus Großbritannien und K a n a d a je drei Vorträge. Ein bzw. zwei Beiträge s t a m m e n von Autoren aus Australien, Bulgarien, Chile, Finnland, Indien, Indonesien, Italien, Nigeria, Osterreich, den Philippinen, Südafrika, der Tschechoslowakei' und den USA. 1*

No. 37)

NILSEN, B . ; OLSEN, J .

(Eds.)

Storage of Gases in Bock Caverns (Proceedings of the " I n t e r n a t . Conference on Storage of Gases in Rock Caverns", Trondlieim, 2 6 - 2 8 J u n e 1989) R o t t e r d a m : A. A. Balkema 1989. I X + 398 S., 377 Abb., 38 Tab., 253 Lit., DM 1 2 0 . Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Versorgung m i t Erdgas werden in zunehmendem Maße Zwischenspeicher benötigt. Ein solcher Bedarf besteht ebenfalls f ü r Gase wie L u f t , Wasserstoff und Ammoniak. Immer häufiger werden dazu alte Bergwerke gen u t z t bzw. Kavernen bergmännisch errichtet oder im Salz gesolt. Diese Art der Speicherung h a t gegenüber der Errichtung obertägiger Behälter Vorteile, verursacht jedoch gleichfalls eine Reihe

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

395 lung liegen für die Krusten bei ähnlicher Streuung der Werte ebenfalls etwas zum feineren Bereich hin verschoben, was vermutlich den durchschnittlich größeren hydrogenetisch entstandenen Anteil der Krusten widerspiegelt. F ü r die freundliche Überlassung des Probenmaterials d a n k t der Autor Dr. P u t e a n u s ( G P I d e r CAU/Kiel), Prof. Halbach (TU Clausthal) und Dr. v. Stackelberg (BGR Hannover) recht herzlich.

Literatur DIETRICH, P . G.: Zur Verteilung von Porengrößen in pazifischen Manganknollen. — Z. angew.'Geol., Berlin 36 (1990) 7 DIETRICH, P. G.; PÄTZ, H.; SCHULZE, H.: Aua Manganknollen und -krusten degasierte Kohlenwasserstoffe. — Z. angew. Geol. (in Vorbei-.) PUTEANUS, D . : Geologie und Geochemie von Manganerzkrusten auf submarinen Gebirgen des Zentralpazifik. - Beitr. Meerestech., Clausthal-Zellerfeld 9 (1986) 1 + 2, V I I I + 242 S. STACKEIBERG, U. V.; MARCHIO, V.: Manganese Nodules from the Equatorial North Pacific Ocean. - Geol. Jb., Hannover D 87 (1987) S. 1 2 3 - 2 2 7

Tagungsberichte Workshop „Bohrlochmessungen in überfielen Bohrlöchern" Neubrück, D D R , 13.—14. 3. 1990, Protokoll mit Anlagen (engl.) v o n KLAUS BUCKUP,

Gommern

Der 2. Workshop zum Problem „Bohrlochmessungen in übertiefen B o h r u n g e n " vereinte 40 Teilnehmer aus 12 Ländern. In intensiver Diskussion wurden folgende thematische Schwerpunkte abgearbeitet: 1. 2. 3. 4.

Telemetrie-Systeme Datenerfassungsstandards Kalibrierung und Teufenkorrelation Havarieliquidierungsarbeiten

Der W o r k s h o p gestaltete sich zu einem echten Erfahrungsaustausch zwischen Ost u n d West, wozu die Teilnahme von Vert r e t e r n der Projektleitung „ K o n t i n e n t a l e T i e f b o h r u n g " (BRD) und der Sowjetunion maßgeblich beitrug. Als wesentliches Moment wurde herausgearbeitet, daß f ü r das wissenschaftliche und „kommerzielle" Bohren unterschiedliche Maßstäbe gelten. Telemetriesystemc sind prinzipiell verfügbar, Spezialentwicklungen f ü r hohe T e m p e r a t u r e n werden aus Kostengründen f ü r risikovoll gehalten. F ü r die Gewährleistung eines dringend erforderlichen internationalen Datenaustausches wird eine Formatisierungsvereinheitlichung auf Basis des zukünftigen A P I - S t a n d a r d s D L I S angestrebt. Kalibrierungen werden als wesentliches Moment f ü r eine Genauigkeitserhöhung gesehen; es sollte ebenfalls von den A P I - E m p f e h lungen ausgegangen werden, die allerdings f ü r neuentwickelte Verfahren erweitert werden m ü ß t e n . Geräte und Vorrichtungen zur Havariebeseitigung sind f ü r die unterschiedlichsten Fälle v o r h a n d e n ; bei derartigen Operationen ist es wichtig, eine Situationsabschätzung vornehmen zu können und bei der Projektierung der Arbeiten von der Gesamtsituation der Bohrung auszugehen. Die Teilnehmer konstatierten, daß die Zielstellung des Workshops erreicht wurde. Der dritte Workshop zur gleichen' Problematik ist f ü r 1991 in Frankreich geplant. Workshops zu dem diffizilen Problem der Bohrlochmessung in übertiefen Bohrungen werden als wichtiges F o r u m des internationalen Meinungsaustausches bewertet.

Today's technology for the mining and metallurgical industries MMJ/IMM joint symposium held in Kyoto, J a p a n , f r o m 2 to 4 Octobcr, 1989

Der Band reflektiert insgesamt erhebliche Kenntnisfortschritte und das kontinuierlich hohe Interesse an der Entwicklung neuer Felder in Forschung und Produktion im Bergbau und der Metallurgie. Treffsichere Hervorhebungen sind bei diesem breiten S p e k t r u m objektiv nicht möglich, aber der Rezensent ist sicher in seiner Empfehlung, daß Rohstoffwirtschaftler, Bergleute, Aufbereiter u n d Metallurgen sich mit diesem Buch beschäftigen sollten, da sie davon Gewinn haben werden. W. J u n g

A U D L E Y - C H A R L E S , M . G . ; HALLAM, A . ( E d s . )

Gondwana and Tethys Oxford: Oxford University Press 1988. 317 S., zahlr. Abb. u. Tab. £60.(Geological Society, London. Special Publication

Zahlreiche der heute allgemein a n e r k a n n t e n globaltektonischen Modelle basieren auf tektonischen, stratigraphischen, paläomagnetischen und paläobiogeographischen Untersuchungen im Gebiet der Tethys. Viele Impulse zum besseren Verständnis von Prozessen der Kontinentdestruktion, des Rifting und Spreading, der Ozeanbildung und Kontinentalrandentwicklung, der Subduktion, Kollision und Gebirgsbildung gingen gerade von diesem R a u m aus. Es ist daher nicht verwunderlich, daß die Geologie der Tethys und deren Beziehungen zu den sie im Norden und Süden einrahmenden Superkontinenten Laurasia und Gondwana immer wieder auch bei denjenigen Geowissenschaftlern Interesse weckt, die in geographisch anderen Breiten und/oder in zeitlich älteren stratigraphischen Niveaus tätig sind. Insofern wird das vorliegende Buch, das die Vorträge eines gemeinsam von der Geological Society of London und der Palaeontological Association im Mai 1986 durchgeführten Symposiums enthält, gewiß selbst im außertethyalen, paläozoisch versteiften Mitteleuropa seinen Leserkreis finden. Der Symposiumband läßt sich hinsichtlich seines thematischen Inhaltes in zwei .Teile gliedern. Der erste Teil b e f a ß t sich mit den entwicklungsgeschichtlichen Verhältnissen von Tethys-Ozean und Gondwana-Kontinent, und zwar insbesondere mit den tektonischen Merkmalskomplexen sowie den stratigraphischen und paläomagnetischen Belegen. Der zweite Teil ist speziell paläontologischen Themen und deren Beziehungen zur Tethys-GondwanaProblematik gewidmet. Mit den zahlreichen hier vorgestellten unterschiedlichen Untersuchungsergebnissen wird natürlich noch kein abgerundetes Gesamtbild gezeichnet. Vielmehr ist eine generelle B e s t a n d s a u f n a h m e vollzogen worden, die das Erreichte deutlich macht, zugleich aber auch die weiteren Forschungsschwerp u n k t e aufzeigt. D . FRANKE

T o k y o : The Mining and Materials Processing I n s t i t u t e of J a p a n ; L o n d o n : The Institution of Mining and Metallurgy 1989. 623 S., £ 60.- ($135.-) Das Buch e n t h ä l t 67 Vorträge, die auf einem gemeinsamen Symposium o. g. Institutionen in Kyoto, J a p a n , gehalten wurden. Berichtet wird in unterschiedlichem U m f a n g zu folgenden Sachgebieten: Hydrometallurgie (12 Vorträge), Mineral-Ökonomie (3), Neue Technologie in der Forschung (2), Gesteins-Ingenieurwesen, einschließlich Untcrtage-Technologie (14), Aufbereitung (15), Automatisierung und Überwachung im Bergbau, einschließlich G r u b e n r e t t u n g (7), Gegenwärtige Entwicklung von neuen Materialverarbeitungstechnologien in J a p a n (6), Pyrometallurgie (8). Die k n a p p e Hälfte der Artikel ist aus der Feder von J a p a n e r n . Aus der V R China und Taiwan kommen je fünf, aus Großbritannien und K a n a d a je drei Vorträge. Ein bzw. zwei Beiträge s t a m m e n von Autoren aus Australien, Bulgarien, Chile, Finnland, Indien, Indonesien, Italien, Nigeria, Osterreich, den Philippinen, Südafrika, der Tschechoslowakei' und den USA. 1*

No. 37)

NILSEN, B . ; OLSEN, J .

(Eds.)

Storage of Gases in Bock Caverns (Proceedings of the " I n t e r n a t . Conference on Storage of Gases in Rock Caverns", Trondlieim, 2 6 - 2 8 J u n e 1989) R o t t e r d a m : A. A. Balkema 1989. I X + 398 S., 377 Abb., 38 Tab., 253 Lit., DM 1 2 0 . Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Versorgung m i t Erdgas werden in zunehmendem Maße Zwischenspeicher benötigt. Ein solcher Bedarf besteht ebenfalls f ü r Gase wie L u f t , Wasserstoff und Ammoniak. Immer häufiger werden dazu alte Bergwerke gen u t z t bzw. Kavernen bergmännisch errichtet oder im Salz gesolt. Diese Art der Speicherung h a t gegenüber der Errichtung obertägiger Behälter Vorteile, verursacht jedoch gleichfalls eine Reihe

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

396 von Problemen. Zur Bewältigung dieser Probleme liefern die in diesem Buch zusammengefaßten Vorträge einen wesentlichen Beitrag. So werden die theoretischen Grundlagen und im großen Umfang praktische Erfahrungen zu geomechanischen und hydrodynamischen Aspekten dargelegt, laborative und praktische Meßwerte angegeben, aber auch Sichcrheits- und Dichtheitsprobleme diskutiert. Darüber hinaus berichten einige Vorträge über den Betrieb bestellender Kavernen und über geplante Projekte. Dabei

wird der modernste Stand des Fachgebietes präsentiert. Aus diesem Grunde ist die Nutzung der vorliegenden Ausgabe für jeden Fachmann auf dem Gebiet der Kavernenspeicherung bei der Suche nach effektiven Lösungen sowohl in der Forschung als auch beim praktischen Kavernenbetrieb geradezu erforderlich und sehr zu empfehlen . H . D. VOIGT

Buchbesprechungen VOIGT,

11.-J.

Hydrogcoclicinic Leipzig: V E B Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1989. 310 S., M 6 0 . Die Hydrogeocheinio konnte sicli in eleu letzten beiden Dezennien zunehmend als eigenständige Wissenschaftsdisziplin im Grenzbereich zwischen Hydrogeologie und Geochemie etablieren. Ihr theoretisch-methodischer Apparat hat sich rasant perfektioniert. International breit repräsentiert, führte die Hydrogeochemie auf dem Büchermarkt der DDR bislang ein Schattendasein. Das Erscheinen vorliegender Monographie füllt somit eine Lücke im Fachbuchangebot der DDR. Der Autor versteht das Anliegen seiner Monographie als eine Einführung in die Chemie des Grundwassers. Sic möchte für einen breiten Leserkreis, vor allem auch für den ökologisch interessierten Laien, offen sein. Der umfangreiche theoretische Apparat der Hydrogeochemie wird nur soweit behandelt, wie er für das allgemeine Verständnis der Darlegungeil erforderlich erscheint. Die Monographie gliedert sich in folgende Kapitel: 1. 2. 3. 4. 5.

Einleitung Chemische untl physiko-chemische Grundlagen Geochemisclie Prozesse in der unterirdischen Hydrosphäre Beschaffenheit des Grundwassers Anthropogene Veränderungen der Gmndwasserbesohiifienheit

Der Autor beschränkt sich auf die Hydrogeochemie des Infiltrationszyklus unter humiden Klimaverhältnissen und widmet sich gleichermaßen der Formierung der Beschaffenheit der Niederschläge wie der des Boden- und Grundwassers. Als aktuelle Beispiele anthropogencr Beeinflussung der Grundwasserbeschaffenheit werden saure atmosphärische Depositionen, Eingriffe in den Grundwasserhauslialt, die Wirkung industrieller, landwirtschaftlicher und kommunaler Abprodukte, die agrochemischer Tätigkeit in Land- und Forstwirtschaft sowie Havarien mit Wasscrschadstoffen diskutiert. Sehr wertvoll ist die Untersetzung der Darlegungen mit zahlreichen Beispielen aus der internationalen Literatur. Neben einer erstmalig breiteren, damit noch nicht unbedingt repräsentativen Darstellung nationaler Arbeiten hat der Autor eine integrale Auswertung sowohl östlicher (vorrangig sowjetischer) als auch westlicher Quellen versucht. So wünschenswert derartige Bestrebungen zur „Internationalisierung" dieser Wissenschaftsdisziplin sind, führen sie jedoch au einigen Stellen zur kommentarlosen Aneinanderreihung unterschiedlicher theoretischer Konzepte. Als nicht ganz problemlos, besonders für aktuelle Forschungsarbeiten, hat sich die große Zeitspanne zwischen Redaktionsschluß und Herausgabe des Buches erwiesen. Der Monographie ist jetzt schon eine baldige Neuauflage zu wünschen, die den in den letzten Jahren neu gewonnenen Erkenntnissen Rechnung trägt.

funktionstüchtige Geothermalreservoire erzeugt werden, die den Anschluß einer nächsten Arbeitsphase bis zu 3000 m Tiefe begründen sowie der Entwicklung und Überprüfung von Technologie und Technik dienten. Die Ergebnisse dieser Etappe 2 B sind in den vorliegenden beiden Bänden ausführlich in zahlreichen Einzelbeiträgen erläutert. Probleme und deren Lösungsvarianten werden deutlich gemacht.. Als geologischer Hintergrund zum Verständnis der ReservoirEntwicklung und des Langzeitzirkulationsverhaltcns werden die SW-englischen Granite, in denen die Reservoire angelegt werden, speziell nach Petrologie, Mineralogie, Gefüge und Klüitung beschrieben. Während der Vcrsuclisdauer wurde die Reservoircharaktcristik mit verschiedenen geophysikalischen Methoden überwacht und der Chemismus der Wasser-/Gcstcinsbeziehung umfassend und kontinuierlich, teilweise unter Einsatz neuentwickelter Geräte untersucht. Die hohe technische Leistung beim Teufen der Bohrungen, ihre Richtungsgenauigkeit und Minimierung des zeitlichen Aufwandes werden besonders hervorgehoben. Die bisherigen positiven Ergebnisse im Laufe einer konsequent zielgerichteten internationalen Gemeinschaftsarbeit sind ein europäischer Beitrag zur Entwicklung der Hot Dry Rock-Technologie, der einzigen Nutzüngsvariante des geothermischen Potentials, der aus gegenwärtiger Sicht eine Zukunft als echte Alternativenergie vorausgesagt wird. Das Camborne School of Mines Project wird zu 85% aus dem britischen Staatshaushalt und zu 15% von der EG finanziert. Bis 1990 sind weitere Mittel bewilligt., und man geht von einer wirtschaftlichen Nutzung nach dem Jahr 2000 aus. Für Spezialisten dieser Arbeitsrichtung sind die sehr interessanten Beiträge hinsichtlich der Methodik wie auch der konkreten Ergebnisse unverzichtbares hochaktuelles Arbeitsmaterial. Indem die Ergebnisse dieses technisch, finanziell und zeitlich sehr aufwendigen Vorhabens in dieser Ausführlichkeit publiziert werden, wird technisches und wissenschaftliches Neuland, das international erarbeitet wurde, auch in internationaler Breite nutzbar. J . WORMBS CARLE, W . E . C.

Werner • Beyrich • von Koenen • Stille Ein geistiger Stammbaum wegweisender Geologen Geologisches Jahrbuch, Reihe A, Hannover (1988) Heft 108, 310 Lit., 62 Abb., Tab., D M 1 4 5 . -

Aus dem berufenen Munde eines Stille-Schülers erfährt der Leser Wissenswertes und Interessantes über eine zweihundert Jahre dauernde Lehrer-Schüler-Kette deutscher Geologen, über deren Leben und Werk, die Aufnahme ihrer Theorien durch die Zeitgenossen und Nachfahren, über die Tätigkeit von geologischen Hocliscliul- und Forschungsinstituten und in geologischen Laudesanstalten. Kenntnisreich, in einer lockeren und flüssigen Sprache, L. LUCKNER berichtet CARLE vom Studenten- und Gelehrtenleben in verschiedenen Teilen Deutschlands, und mit Schmunzeln und manchem Aha ¡-Effekt erlebt der Fachkollege quasi persönliche Vorlesungen, PARKER, R. H . (lid.) Exkursionen, Praktika im In- und Ausland, Geologenkongresse, den Einsatz von Absolventen in Wissenschaft, und Industrie. Hot ])ry Bock Geothermal Energy Der große Vorzug des Buches ist die Faktenfülle und die Darstellung Phase 2B Final Report of tlie Camborne School of Miues Project, persönlicher Verhältnisse, wobei der Schwerpunkt bei Vita und Volume 1 and 2 Werk von Hans Stille (1876—1966), seinen Zeitgenossen und Oxford — New York — Bcijing—Frankfurt —Sao Paulo—Sydney Schülern liegt. Der Leser erfährt interessante Einzelheiten über das - T o k y o - T o r o n t o : Pergamon Press 1989. 1392 S., zahlr. Abb., Verhalten vieler deutscher Geowissenscliaftler in den Jahren der Weimarer Republik, der Nazizeit und in den Jahren seit 1945. Lit., £ 1 8 0 . Hervorzuheben ist die vorzügliche Aufmachung des Buches, die Mit dem in zwei Bänden vorgelegten Arbeitsbericht zum Hot Dry Gliederung und der wissenschaftliche Apparat (10 S. PersonenRock-Projekt der Camborne School of Mines in Großbritannien register, 17 S. geologiehistorisches Schriftenverzeichnis, 5 S. Schrifwird ein detaillierter und weitgefächerter Überblick über das tenverzeichnis historischer Persönlichkeiten), was den Umgang älteste europäische HDR-Projekt und den gegenwärtig erreichten mit diesem ,,Lelir-Bucli" wesentlich erleichtert. Stand gegeben. 1977 begannen mit der Phase 1 die vorbereitenden Dem Vf. gebührt Dank und Anerkennung für dieses Geschichtsbuch, experimentellen Arbeiten in geringen Tiefen bis 300 in. Auf Grund dem eine weite Verbreitung zu wünschen ist, denn „Wer nicht weiß, positiver Ergebnisse wurde das Projekt ab 1980 in der Phase 2A woher er kommt, kann auch nicht wissen, wohin er geht!" (S. 7). mit der Aufgabe einer Reservoir-Entwicklung in mittleren Tiefen bis 2000 m fortgeführt. Mit Explosions- und Hydrofrac konnten P. KRÜGER

Z. angew. Geol., 36 (1990) 10

396 von Problemen. Zur Bewältigung dieser Probleme liefern die in diesem Buch zusammengefaßten Vorträge einen wesentlichen Beitrag. So werden die theoretischen Grundlagen und im großen Umfang praktische Erfahrungen zu geomechanischen und hydrodynamischen Aspekten dargelegt, laborative und praktische Meßwerte angegeben, aber auch Sichcrheits- und Dichtheitsprobleme diskutiert. Darüber hinaus berichten einige Vorträge über den Betrieb bestellender Kavernen und über geplante Projekte. Dabei

wird der modernste Stand des Fachgebietes präsentiert. Aus diesem Grunde ist die Nutzung der vorliegenden Ausgabe für jeden Fachmann auf dem Gebiet der Kavernenspeicherung bei der Suche nach effektiven Lösungen sowohl in der Forschung als auch beim praktischen Kavernenbetrieb geradezu erforderlich und sehr zu empfehlen . H . D. VOIGT

Buchbesprechungen VOIGT,

11.-J.

Hydrogcoclicinic Leipzig: V E B Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1989. 310 S., M 6 0 . Die Hydrogeocheinio konnte sicli in eleu letzten beiden Dezennien zunehmend als eigenständige Wissenschaftsdisziplin im Grenzbereich zwischen Hydrogeologie und Geochemie etablieren. Ihr theoretisch-methodischer Apparat hat sich rasant perfektioniert. International breit repräsentiert, führte die Hydrogeochemie auf dem Büchermarkt der DDR bislang ein Schattendasein. Das Erscheinen vorliegender Monographie füllt somit eine Lücke im Fachbuchangebot der DDR. Der Autor versteht das Anliegen seiner Monographie als eine Einführung in die Chemie des Grundwassers. Sic möchte für einen breiten Leserkreis, vor allem auch für den ökologisch interessierten Laien, offen sein. Der umfangreiche theoretische Apparat der Hydrogeochemie wird nur soweit behandelt, wie er für das allgemeine Verständnis der Darlegungeil erforderlich erscheint. Die Monographie gliedert sich in folgende Kapitel: 1. 2. 3. 4. 5.

Einleitung Chemische untl physiko-chemische Grundlagen Geochemisclie Prozesse in der unterirdischen Hydrosphäre Beschaffenheit des Grundwassers Anthropogene Veränderungen der Gmndwasserbesohiifienheit

Der Autor beschränkt sich auf die Hydrogeochemie des Infiltrationszyklus unter humiden Klimaverhältnissen und widmet sich gleichermaßen der Formierung der Beschaffenheit der Niederschläge wie der des Boden- und Grundwassers. Als aktuelle Beispiele anthropogencr Beeinflussung der Grundwasserbeschaffenheit werden saure atmosphärische Depositionen, Eingriffe in den Grundwasserhauslialt, die Wirkung industrieller, landwirtschaftlicher und kommunaler Abprodukte, die agrochemischer Tätigkeit in Land- und Forstwirtschaft sowie Havarien mit Wasscrschadstoffen diskutiert. Sehr wertvoll ist die Untersetzung der Darlegungen mit zahlreichen Beispielen aus der internationalen Literatur. Neben einer erstmalig breiteren, damit noch nicht unbedingt repräsentativen Darstellung nationaler Arbeiten hat der Autor eine integrale Auswertung sowohl östlicher (vorrangig sowjetischer) als auch westlicher Quellen versucht. So wünschenswert derartige Bestrebungen zur „Internationalisierung" dieser Wissenschaftsdisziplin sind, führen sie jedoch au einigen Stellen zur kommentarlosen Aneinanderreihung unterschiedlicher theoretischer Konzepte. Als nicht ganz problemlos, besonders für aktuelle Forschungsarbeiten, hat sich die große Zeitspanne zwischen Redaktionsschluß und Herausgabe des Buches erwiesen. Der Monographie ist jetzt schon eine baldige Neuauflage zu wünschen, die den in den letzten Jahren neu gewonnenen Erkenntnissen Rechnung trägt.

funktionstüchtige Geothermalreservoire erzeugt werden, die den Anschluß einer nächsten Arbeitsphase bis zu 3000 m Tiefe begründen sowie der Entwicklung und Überprüfung von Technologie und Technik dienten. Die Ergebnisse dieser Etappe 2 B sind in den vorliegenden beiden Bänden ausführlich in zahlreichen Einzelbeiträgen erläutert. Probleme und deren Lösungsvarianten werden deutlich gemacht.. Als geologischer Hintergrund zum Verständnis der ReservoirEntwicklung und des Langzeitzirkulationsverhaltcns werden die SW-englischen Granite, in denen die Reservoire angelegt werden, speziell nach Petrologie, Mineralogie, Gefüge und Klüitung beschrieben. Während der Vcrsuclisdauer wurde die Reservoircharaktcristik mit verschiedenen geophysikalischen Methoden überwacht und der Chemismus der Wasser-/Gcstcinsbeziehung umfassend und kontinuierlich, teilweise unter Einsatz neuentwickelter Geräte untersucht. Die hohe technische Leistung beim Teufen der Bohrungen, ihre Richtungsgenauigkeit und Minimierung des zeitlichen Aufwandes werden besonders hervorgehoben. Die bisherigen positiven Ergebnisse im Laufe einer konsequent zielgerichteten internationalen Gemeinschaftsarbeit sind ein europäischer Beitrag zur Entwicklung der Hot Dry Rock-Technologie, der einzigen Nutzüngsvariante des geothermischen Potentials, der aus gegenwärtiger Sicht eine Zukunft als echte Alternativenergie vorausgesagt wird. Das Camborne School of Mines Project wird zu 85% aus dem britischen Staatshaushalt und zu 15% von der EG finanziert. Bis 1990 sind weitere Mittel bewilligt., und man geht von einer wirtschaftlichen Nutzung nach dem Jahr 2000 aus. Für Spezialisten dieser Arbeitsrichtung sind die sehr interessanten Beiträge hinsichtlich der Methodik wie auch der konkreten Ergebnisse unverzichtbares hochaktuelles Arbeitsmaterial. Indem die Ergebnisse dieses technisch, finanziell und zeitlich sehr aufwendigen Vorhabens in dieser Ausführlichkeit publiziert werden, wird technisches und wissenschaftliches Neuland, das international erarbeitet wurde, auch in internationaler Breite nutzbar. J . WORMBS CARLE, W . E . C.

Werner • Beyrich • von Koenen • Stille Ein geistiger Stammbaum wegweisender Geologen Geologisches Jahrbuch, Reihe A, Hannover (1988) Heft 108, 310 Lit., 62 Abb., Tab., D M 1 4 5 . -

Aus dem berufenen Munde eines Stille-Schülers erfährt der Leser Wissenswertes und Interessantes über eine zweihundert Jahre dauernde Lehrer-Schüler-Kette deutscher Geologen, über deren Leben und Werk, die Aufnahme ihrer Theorien durch die Zeitgenossen und Nachfahren, über die Tätigkeit von geologischen Hocliscliul- und Forschungsinstituten und in geologischen Laudesanstalten. Kenntnisreich, in einer lockeren und flüssigen Sprache, L. LUCKNER berichtet CARLE vom Studenten- und Gelehrtenleben in verschiedenen Teilen Deutschlands, und mit Schmunzeln und manchem Aha ¡-Effekt erlebt der Fachkollege quasi persönliche Vorlesungen, PARKER, R. H . (lid.) Exkursionen, Praktika im In- und Ausland, Geologenkongresse, den Einsatz von Absolventen in Wissenschaft, und Industrie. Hot ])ry Bock Geothermal Energy Der große Vorzug des Buches ist die Faktenfülle und die Darstellung Phase 2B Final Report of tlie Camborne School of Miues Project, persönlicher Verhältnisse, wobei der Schwerpunkt bei Vita und Volume 1 and 2 Werk von Hans Stille (1876—1966), seinen Zeitgenossen und Oxford — New York — Bcijing—Frankfurt —Sao Paulo—Sydney Schülern liegt. Der Leser erfährt interessante Einzelheiten über das - T o k y o - T o r o n t o : Pergamon Press 1989. 1392 S., zahlr. Abb., Verhalten vieler deutscher Geowissenscliaftler in den Jahren der Weimarer Republik, der Nazizeit und in den Jahren seit 1945. Lit., £ 1 8 0 . Hervorzuheben ist die vorzügliche Aufmachung des Buches, die Mit dem in zwei Bänden vorgelegten Arbeitsbericht zum Hot Dry Gliederung und der wissenschaftliche Apparat (10 S. PersonenRock-Projekt der Camborne School of Mines in Großbritannien register, 17 S. geologiehistorisches Schriftenverzeichnis, 5 S. Schrifwird ein detaillierter und weitgefächerter Überblick über das tenverzeichnis historischer Persönlichkeiten), was den Umgang älteste europäische HDR-Projekt und den gegenwärtig erreichten mit diesem ,,Lelir-Bucli" wesentlich erleichtert. Stand gegeben. 1977 begannen mit der Phase 1 die vorbereitenden Dem Vf. gebührt Dank und Anerkennung für dieses Geschichtsbuch, experimentellen Arbeiten in geringen Tiefen bis 300 in. Auf Grund dem eine weite Verbreitung zu wünschen ist, denn „Wer nicht weiß, positiver Ergebnisse wurde das Projekt ab 1980 in der Phase 2A woher er kommt, kann auch nicht wissen, wohin er geht!" (S. 7). mit der Aufgabe einer Reservoir-Entwicklung in mittleren Tiefen bis 2000 m fortgeführt. Mit Explosions- und Hydrofrac konnten P. KRÜGER

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Aus der Information des Verlages in unserem Heft 6¡90 — zu unserem Bedauern sehr spät und ohne unsere Kenntnis — erfuhren Sie von der Erhöhung des Heftpreises auf 6.50 DM. Leider müssen wir Ihnen mitteilen, daß dies nur ein Übergangspreis sein wird. Da eine Subventionierung Ihrer Zeitschrift für angewandte Geologie nicht erfolgt, müssen wir bestrebt sein, die Herstellung zumindest kostendeckend vorzunehmen. Trotz aller Bemühungen um eine möglichst rationelle Herstellung muß ab Januar 1991 mit einem Heftpreis von ca. 12.— DM gerechnet werden. Wir freuen uns, daß Sie zu der überwiegenden Anzahl jener Abonnenten gehören, die uns in den zurückliegenden Jahren — trotz manch widriger Umstände — treu geblieben sind. Heute hoffen wir, daß Sie das auch weiterhin tun. Es wäre vermessen, Ihnen zu versprechen, daß Sie in jedem, Heft gerade die für Sie interessanteste Thematik finden. Künftig wirdz.B. die Umweltgeologie einen wichtigeren Platz einnehmen. Mitteilungen über Aktivitäten im geowissenschaftlichen Leben, Informationen über Persönlichkeiten unseres Fachgebietes sowie auch Ihre Werbung um Geschäftsbeziehungen zu Interessenten, die Ihre Leistung auf diesem Wege kennen und schätzen lernen, werden bei uns gedruckt. Für alle Vorschläge, die Sie uns auch fernerhin für eine interessante, vielseitige und Ihren Wünschen entsprechende Zeitschrift machen, sind wir Ihnen dankbar und versprechen, unsere neuen Möglichkeiten für die Umsetzung und Verbreitung Ihrer Wünsche einzusetzen. Glück auf! Ihre Redaktion

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