Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 5, Heft 10 Oktober 1959 [Reprint 2021 ed.] 9783112552940, 9783112552933

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ZEITSCHRIFT FÜR A N QE WANDTE QEOLOQIE

10

JAHRE

DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK

AUS DEM I N H A L T F. Stammberger

HERAUSGEGEBEN VON DER STAATLICHEN G E O L O G I S C H E N

KOMMISSION

U N D D E R Z E N T R A L E N V O R R AT S K O M M I S S I O N DLR DEUTSCHEN

DEMOKRATISCHEN

REPUBLIK

Zur Festlegung der Konditionen für mineralische Rohstoffe E. L a n g e & P. Behrens Zentraler Geologischer Fonds ( Z G F ) der DDR W . Karpe Ein Beitrag ?ur Kenntnis der Erdöl« lagerstätte Volkenroda R. Meinhold Entwicklungsstand und Probleme der geochemischen Prospektionsmethoden auf Kohlenwasserstoffe J . Ottemann Röntgenfluores?en?»Spektromctrie und Mineralanalyse J . Pchalek N e u e Untersuchungsergebnisse über den Untergrund SW- Brandenburgs F. Reuter Geologische Betrachtungen über Abdichtungsarbeiten bei Talsperren

A K A D E M I E - VER L AQ • B E R L I N

10

BAND 5 / HEFT O K T O B E R 1959 S E I T E 421-516

INHALT

10 J a h r e D e u t s c h e D e m o k r a t i s c h e R e p u b l i k

Seite

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421

J . OTTEMANN : R ö n t g e n f l u o r e s z e n z - S p e k t r o m e t r i e u n d Mineralanalyse 473

W . KARPE: E i n B e i t r a g z u r K e n n t n i s d e r E r d ö l l a g e r stätte Volkenroda 422 W . MARTIN: R e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e A r b e i t e n in der Egelner S ü d m u l d e J . PCHALEK: N e u e Untersuchungsergebnisse ü b e r den Untergrund SW-Brandenburgs B . STEINBRECHER: E i n V o r k o m m e n v o n Schwefelkristallen i m Stinkschiefer aus der B o h r u n g Bösenrode 9 am Südharzrand R . MEINHOLD: E n t w i c k l u n g s s t a n d u n d P r o b l e m e der geochemischen P r o s p e k t i o n s m e t h o d e n auf K o h l e n wasserstoffe K . HINZ: Z u m A b h ä n g i g k e i t s v e r h ä l t n i s zwischen Geochemie u n d N u t z p o r o s i t ä t in der K a r b o n a t f o l g e des Zechstein 2 a m W e s t t e i l der S t r u k t u r Mulkwitz (Niederlausitz) K . HEIMLICH : Z u m K a r b o n a t g e h a l t des H a u p t a n h y d r i t s (Zechstein 3) i m nördlichen H a r z v o r l a n d u n d U n s t r u t gebiet A. BECKER: Geophysikalische Bohrlochmessungen i m Zechstein-Hauptdolomit I I . J . RÖSLER: Z u m oberdevonischen Q u a r z p o r p h y r V u l k a n i s m u s in O s t t h ü r i n g e n H . HAUSMANN: Die F a u n a eines Zechsteinrilles bei Profen E . LANGE & P. BEHRENS: Zentraler Geologischer F o n d s (ZGF) der D D R P . BEHRENS & I. MARKERT: L o c h k a r t e n v e r f a h r e n z u r k o m p l e x e n D o k u m e n t a t i o n u n d A u s w e r t u n g geologischer E r k u n d u n g s e r g e b n i s s e F . STAMMBERGER: Z u r F e s t l e g u n g der K o n d i t i o n e n f ü r mineralische Rohstoffe H . HÄNICHEN: Einige ingenieurgeologische P r o b l e m e b e i m B a u der Talsperre P o h l (Vogtl.) F . REUTER: Geologische B e t r a c h t u n g e n ü b e r A b d i c h t u n g s a r b e i t e n bei Talsperren

425

G.HORN & G.RADEISKE: Die M i t a r b e i t des V e r f a h r e n s ingenieurs bei der E r k u n d u n g auf L i t h i u m u n d Beryllium \ 479

429

P. RICHTER: B e m e r k u n g e n ü b e r ein V o r k o m m e n v o n K o b a l t m a n g a n e r z bei Rengersdorf (Lausitz) . . . 482

431

433

440

442

F . SLTTE-ZÖLLNER: Der E i n s a t z v o n H y d r o z y k l o n e n u n d Bogensieben z u m E n t s a n d e n v o n B o h r t r ü b e n . 484 K . DETTE : Bohrschwierigkeiten i m Dolomit des U n t e r e n Zechsteins i m R a u m S p r e m b e r g 487 A. ESCHHOLZ: U n t e r s u c h u n g e n zur S t a b i l i t ä t v o n Tiefbohr-Dickspiilungen 489 D. RAU & A. BOLZ: E i n verbessertes T e m p e r a t u r K o n s t a n t h a l t e b e c k e n f ü r die m e c h a n i s c h e Bodenanalyse 494 K . LEHNERT: Die seitliche B o h r l o c h s o n d i e r u n g u n d ihre A n w e n d u n g i m n o r d d e u t s c h e n Mesozoikum . . . . 496

445

I i . ZASTROW: Zur H e r s t e l l u n g schwach v e r g r ö ß e r t e r M i k r o a u f n a h m e n m i t der K l e i n b i l d k a m e r a 499

451

T . KAEMMEL & E . KNAUER: Die Q u e c k s i l b e r a u f t r i e b s w a a g e in der a n g e w a n d t e n Geologie 501

453

H.-L. HECK: R e o r g a n i s a t i o n u n d P e r s p e k t i v e der geologischen K a r t i e r u n g i m R a u m Mecklenburg . . . . 502

454

W . MEHNER: E i n R o h s t o f f p r o b l e m i m A b r a u m des künftigen Braunkohlen-Großtagebaues Welzow-Süd, westl. S p r e m b e r g 504

456

S. SCHIEKEL: Die A u f g a b e n des I n s t i t u t e s f ü r angew a n d t e Mineralogie, Dresden, u n d seine n e u e Versuchshalle . 506

458

Lesesteine

507

Besprechungen und Referate

508

463 469

Nachrichten und Informationen

513

Kurznachrichten

516

Die ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE b e r i c h t e t s t ä n d i g a u s f ü h r l i c h ü b e r folgende Arbeitsgebiete: Geologische G r u n d l a g e n f o r s c h u n g u n d L a g e r s t ä t t e n f o r s c h u n g / Methodik der geologischen E r k u n d u n g / Ö k o n o m i e u n d P l a n u n g d e r geologischen E r k u n d u n g / T e c h n i k der geologischen E r k u n d u n g / Geologie u n d L a g e r s t ä t t e n k u n d e i m A u s l a n d / Bibliographie, V e r o r d n u n g e n , Richtlinien, K o n f e r e n z e n , P c r s o n a l n a c h r i c h t e n

D e m R e d a k t i o n s k o l l e g i u m gehören a n : Prof. Dipl.-Berging. B Ü H R I G , N o r d h a u s e n — Dr. H E C K , Schwerin — Prof. Dr. K A U T Z S C H , Berlin Prof. D r . L A N G E , Berlin - Dr. M E I N H O L D , Leipzig - Dr. N O S S K E , Leipzig — Prof. Dr. P I E T Z S C H , F r e i b e r g Dr. R E H , J e n a - Prof. Dr. S C H Ü L L E R , Berlin - Dipl.-Berging.-Geologe S T A M M B E R G E R , Berlin Prof. Dr. W A T Z N A U E R , K a r l - M a r x - S t a d t C h e f r e d a k t e u r : Prof. Dr. E R I C H L A N G E , Berlin

Die ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE ist kein Organ einer engen F a c h g r u p p e . Auf i h r e n Seiten k ö n n e n alle s t r i t t i gen F r a g e n der p r a k t i s c h e n Geologie b e h a n d e l t w e r d e n . Die A u t o r e n ü b e r n e h m e n f ü r i h r e A u f s ä t z e die übliche V e r a n t w o r t u n g

Herausgeber: Staatliche Geologische Kommission und Zentrale Vorratskommission für mineralische Rohstoffe der Deutschen Demokratischen Bepublik. Chefredakteur: Prof. Dr. Erich Lange, Berlin. Redaktion: Berlin N. 4, Invalidenstraße 44. Verlag: Akademie-Verlag QmbH, Berlin W 1, Leipziger Straße 3—4 (Femsprecher 220441, Postscheckkonto: Berlin 35021). Bestellnummer des Heftes: 1047/9/10. Die „Zeitschrift fflr angewandte Geologie'* erscheint monatlich. Bezugspreis 2,— DM je Heft. — Satz und Druck: Druckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. Veröffentlicht unter der Lizenznummer ZLN 5008 des Ministeriums für Kultur. Hauptverwaltung Verlagswesen. Karten: Mdl der DDR Nr. 4053, 5018,5028/Kll.PrlntedinGermany

ZEITSCHRIFT FÜR ANQEWANDTE QEOLOQIE

C H E F R E D A K T E L / R : P R O F . DR. E. L A N QE

B A N D 5 • O K T O B E R 1959 • H E F T 10

Zehn Jahre Deutsche Demokratische Republik Die Deutsche Demokratische Republik feiert den 10. Jahrestag des Bestehens des ersten Deutschen Arbeiter-und-Bauern-Staates

in der Geschichte Deutschlands.

In lO Jahren unermüdlichen Aufbaues der Grundlagen unserer sozialistischen Ordnung haben die Geologen unserer DDR große und

verantwortungsbewußte

Arbeit geleistet. Dafür gebührt ihnen Dank und Anerkennung. Die vor uns stehenden Aufgaben erfordern jedoch gerade von unseren Geologen weiterhin alle Anstrengungen

und den vollen Einsatz ihres Wissens und Könnens.

Der weitere Auf- und Ausbau insbesondere unserer Chemie und erfordern eine stetige Erweiterung der Die Werktätigen

Metallurgie

Rohstoffbasis.

unserer Republik schauen voll Erwartung auf die Ergebnisse

der Arbeit unserer Geologen. Erdöl, Erdgas, Eisen und Kohle sowie Kupfer und Blei und viele andere einheimische Rohstoffe sind die unerläßliche Voraussetzung für die weitere rasche Entwicklung

unserer Volkswirtschaft

und des Lebens-

standards der Bevölkerung der DDR. Die Zielsetzung unserer Pläne in den nächsten Jahren erfordert die Meisterung und Anwendung der fortschrittlichsten Wissenschaft und Technik in der geologischen Arbeit, die Durchsetzung einer guten Ordnung und Disziplin mit der Anwendung sozialistischer

verbunden

Leitungsmethoden.

Für die erfolgreiche Lösung der bedeutenden volkswirtschaftlichen

Aufgaben

wünsche ich den Geologen unserer Deutschen Demokratischen Republik anläßlich des 10. Jahrestages unseres Staates viel Erfolg.

(Gregor) Erster Stellvertreter

des Vorsitzenden

der Staatlidien

Plankommission

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10

422

KARPE / Zur Erdöllagerstätte Volkenroda

Ein Beitrag zur Kenntnis der Erdöllagerstätte Volkenroda WOLFGANG KARPE,

Gotha

1. Einleitung

S e i t d e m 1930 d u r c h einen Zufall e r s t m a l i g E r d ö l in größeren Mengen in Volkenroda b e k a n n t w u r d e u n d in den folgenden J a h r e n aus d e m H a u p t d o l o m i t im Liegend e n des S t a ß f u r t s a l z e s d u r c h U n t e r t a g e b o h r u n g e n gef ö r d e r t w u r d e , sind viele Veröffentlichungen ü b e r diese L a g e r s t ä t t e erschienen. Als letzter h a t DEUBEL 1954 in einem größeren R a h m e n ü b e r V o l k e n r o d a b e r i c h t e t . In letzter Zeit ist das Interesse a n Volkenroda u n d seinem Ol wieder gestiegen. Die Ergebnisse neuerer, 1956—1958 im T h ü r i n g e r B e c k e n n i e d e r g e b r a c h t e r E r k u n d u n g s b o h r u n g e n bes t ä t i g t e n die T a t s a c h e , d a ß der f ü r Ol u n d Gas im H a u p t d o l o m i t zur V e r f ü g u n g s t e h e n d e p r i m ä r e Speicherr a u m f ü r eine w i r t s c h a f t l i c h n u t z b a r e Ö l f ü h r u n g unb e d e u t e n d ist. Die Suche n a c h Gebieten m i t g u t e r sekundärer, an Kluft- und Zerrüttungszonen gebundener Speicherfähigkeit s t e h t im V o r d e r g r u n d . E i n e B e s c h ä f t i g u n g m i t d e m V o l k e n r o d a e r Vork o m m e n w a r besonders v o n t e k t o n i s c h - l a g e r s t ä t t e n k u n d l i c h e r Sicht aus erforderlich, u m zu ü b e r p r ü f e n , inwieweit sich hier G e s e t z m ä ß i g k e i t e n nachweisen lassen, die evtl. f ü r die weitere P r o s p e k t i o n auf E r d ö l v o n W i c h t i g k e i t sein k ö n n t e n . Besonders das F e h l e n einer ins Detail gehenden S t r u k t u r k a r t e des Speichers m a c h t e eine a n d e r s a r t i g e D e u t u n g des E r d ö l f u n d e s v o n V o l k e n r o d a bisher unmöglich. So k o n z e n t r i e r t e sich die A r b e i t des Verfassers auf die K o n s t r u k t i o n einer solchen. D a z u w u r d e n alle erreichbaren u n d einigermaßen gesicherten W e r t e z u s a m m e n g e s t e l l t . I n s g e s a m t sind f ü r die S t r u k t u r k a r t e 179 U n t e r t a g e b o h r u n g e n v e r w e n d e t w o r d e n , die sich ü b e r das g e s a m t e , d a m a l s a u f g e f a h r e n e G r u b e n g e b ä u d e verteilen. D a v o n sind 39 S e n k r e c h t b o h r u n g e n , der R e s t sind m i t 45° N e i g u n g niedergebrachte Schrägbohrungen. Die u n t e r Annahme gleichbleibender N e i g u n g g e m a c h t e n R e d u k t i o n e n auf die w a h r e n M ä c h t i g k e i t e n e n t h a l t e n Fehler, auf die hingewiesen w e r d e n soll. I m m e r h i n s t i m m t eine bei der St. G. K., Berlin, v o n K. S C H W A R Z E R u n a b h ä n g i g v o n der des Verfassers a n g e f e r t i g t e S t r u k t u r k a r t e sehr g u t m i t d e n vorliegenden E r g e b n i s s e n ü b e r e i n , obwohl sie nur 8 Schrägbohrungen berücksichtigt.

T e k t o n i k v o n einer a u s g e s p r o c h e n e n B r u c h t e k t o n i k m i t d e u t l i c h e m U b e r s c h i e b u n g s c h a r a k t e r i m Salinar abgelöst (Schlotheimer G r a b e n ) . Sie ist v o n K N I E G (1956) eingehend beschrieben w o r d e n . Zur Diskussion s t e h t im vorliegenden Falle n u r der Bereich der K a l i g r u b e V o l k e n r o d a , w ä h r e n d P ö t h e n wegen der geringen Zahl der A u f s c h l u ß b o h r u n g e n a u s den B e t r a c h t u n g e n h e r a u s g e n o m m e n w e r d e n soll. Die v o n D E U B E L (1932) i m E r d ö l g e b i e t v o n V o l k e n roda— P ö t h e n d u r c h g e f ü h r t e S p e z i a l k a r t i e r u n g l ä ß t eine A n z a h l m i t t e l h e r z y n i s c h s t r e i c h e n d e r S ä t t e l - u n d M u l d e n a c h s e n e r k e n n e n , die sich n a c h N W h e r a u s h e b e n . Als m a r k a n t e s t e s E l e m e n t t r i t t der W a t t e - S a t t e l h e r v o r , der v o m H ö h e n z u g der W a t t e zwischen M e n t e r o d a u n d H o l z t h a l l e b e n (Ausstreichen v o n m m zwischen m o j u n d mo 2 ) bis zur D o m ä n e P e u c k e n d o r f südlich Kleinb r ü c h t e r zu verfolgen ist (Abb. 1). N a c h N zu t a u c h e n die T r i a s s c h i c h t e n flach z u r H o l z t h a l l e b e n e r Mulde a b . V o m W a t t e - S a t t e l in S W - R i c h t u n g zeigen die S c h i c h j t e n ein s a n f t e s Gefälle, d a s wenig südlich des S c h a c h t e s V o l k e n r o d a seinen T i e f p u n k t erreicht. Diese als K e u l a e r Mulde bezeichnete flache E i n m u l d u n g s t r e i c h t d e m W a t t e - S a t t e l parallel u n d fällt n a c h S E z u m isolierten K e u p e r v o r k o m m e n bei U r b a c h ein. N a c h S W zu steigen d a n n die S c h i c h t e n allmählich wieder a n u n d bilden nördlich der M e n t e r o d a e r S t ö r u n g einen flachen S a t t e l . Die Grabenscholle des S c h l o t h e i m e r G r a b e n s zwischen der M e n t e r o d a e r - u n d Schlotheimer S t ö r u n g zeigt in sich ebenfalls eine flache Wellung. Die a n g e f ü h r t e n S t r u k t u r e n sind n a c h K N I E G als E l e m e n t e d r i t t e r O r d n u n g

Der auf seine L a g e r u n g hin u n t e r s u c h t e H a u p t d o l o m i t h a t im Bereich des G r u b e n f e l d e s eine M ä c h t i g k e i t v o n 34 m bis 64 m . E r liegt in d i c h t e r A u s b i l d u n g , der s o g e n a n n t e n „ V o l k e n r o d a e r F a z i e s " D E U B E L S vor, einer a u s g e s p r o c h e n erdölhöffigen Fazies. (Näheres ü b e r die p e t r o g r a p h i s c h e A u s b i l d u n g siehe D E U B E L 1954.) 2. Die Tektonik des postsalinaren Deckgebirges

Der g r o ß t e k t o n i s c h e B a u des Deckgebirges im weiteren Bereich des U n t e r s u c h u n g s g e b i e t e s , wie er sich a n H a n d der G r u b e n a u f s c h l ü s s e , einiger T i e f b o h r u n g e n u n d v o r allem einer v o n D E U B E L d u r c h g e f ü h r t e n Oberf l ä c h e n k a r t i e r u n g zu e r k e n n e n gibt, wird b e s t i m m t d u r c h die n a c h E S E z u r E b e l e b e n — G r e u ß e n e r Mulde hin a b t a u c h e n d e u n d d u r c h einige h e r z y n i s c h streic h e n d e Spezialsättel u n d - m u l d e n modifizierte Triasp l a t t e , die a m rheinisch s t r e i c h e n d e n H ö h e n z u g des D u e n eine deutliche H e r a u s h e b u n g e r f ä h r t . I m Gebiet der P ö t h e n s c h ä c h t e wird die überwiegend b r u c h l o s e

Abb. 1. Tektonische Übersicht des nordwestlichen Schlotheimer Grabens (nach F. DEUBEL 1932) 1 — nachgewiesene V e r w e r f u n g e n 2 — v e r m u t e t e V e r w e r f u n g e n 3 — E r d f a l l i n i e n 4 — S a t t e l a c h s e n 5 — M u l d e n a c h s e n (die Pfeile geben die R i c h t u n g des Achsengefälles an)

Zeitschrift für angewandte Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 1 0

KARPE / Zur E r d ö l l a g e r s t ä t t e V o l k e n r o d a

423 Unebenheiten, auf die noch zurückzuk o m m e n ist, eine r e l a t i v einheitliche, ungestörte Lagerung. Auf der S - F l a n k e dagegen biegen die Höhenlinien, die aus dem B - F e l d m i t durchschnittlich flach erzgebirgischer R i c h t u n g heranstreichen, im Gebiet der H a u p t f ö r d e r s t r e c k e s t a r k n a c h N aus und östlich davon in die herzyne R i c h t u n g um. Sie deuten auf ein quer zum Streichen der H a u p t m u l d e gerichtetes S t r u k t u r e l e m e n t hin. Erdölgeologisch von besonderem Interesse sind die S t r u k t u r e n im Liegenden des Staßfurtsalzes, da hier unser Haupterdölspeicher liegt. Auf Grund der Vielzahl der U n t e r t a g e b o h r u n g e n ist es möglich, von der O b e r k a n t e des H a u p t d o l o m i t s eine H ö h e n l i n i e n - K a r t e zu zeichnen (Abb. 2).

Abb. 2. Strukturkarte t — L i n i e » gleicher

Hauptdolomits (Oberkante) Kaligrube Volkenroda

G e s a m t f ö r d e r m e n g c 2 — U m r i ß des B l o c k b i l d e s Gasbohrungen 4 - Bohrung verwässert

aufzufassen, wenn m a n die T h ü r i n g e r Mulde als E l e m e n t erster Ordnung und die K e u p e r m u l d e n von Mühlh a u s e n — L a n g e n s a l z a oder E b e l e b e n z. B . als E l e m e n t e zweiter Ordnung b e t r a c h t e t . B e m e r k e n s w e r t und wichtig für die Altersfolge ist die T a t s a c h e , d a ß der S c h l o t h e i m e r Graben spießwinklig zur K e u l a e r Mulde und zum W a t t e - S a t t e l verläuft. 3. Lagerungsvertaältnisse im Staßfurtsalz und Hauptdolomit

a - lerne

Der großtektonische Bau zeigt als integrierendes E l e m e n t die ebenfalls flach nach E eintauchende Achse der K e u l a e r Mulde, deren Generalstreichen etwa E — W gerichtet ist. E s muß hervorgehoben werden, daß zwischen dem Salinar im Hangenden des H a u p t d o l o m i t s und dem H a u p t d o l o m i t selbst im großtektonischen Bild weitgehendst K o n f o r m i t ä t b e s t e h t . Die N - F l a n k e m i t ihrem flachen Einfallen der Schichtung nach S bzw. S E und einem flach erzgebirgischen Streichen zeigt zudem deutliche Querelemente, die als Quersättel u n ( j . J J ^ j j ^ z u ( J e u t e n sind (s. A b b . 3).

E i n 2 0 0 — 3 0 0 m südlich des S c h a c h t e s gelegener Quersattel deutet sich im Verlauf der S t r e i c h linien durch deutliche Ausbeulungen in R i c h t u n g auf die Muldenachse an. Diese Querwölbung ist sehr s a n f t und h a t m e h r den C h a r a k t e r eines Zwischenplateaus. Südöstlich davon wird das Gefälle wieder s t ä r k e r und erreicht stellenweise wieder 1 2 — 1 5 ° . 5 0 0 m östlich der H a u p t s t r e c k e deutet sich ein zweites, wenn auch weniger deutliches Querelement an. E s liegt tiefer an der Nordflanke und scheint durch S t ö r u n g e n noch modifiziert zu sein. Verfasser neigt zu der Auffassung, daß es sich u m einen kleinen rheinisch streichenden Quersattel handelt, dessen N W - F l a n k e

W a s die T e k t o n i k in einem tieferen S t o c k w e r k , im S t a ß f u r t - K a l i s a l z a n b e l a n g t , so ist festzustellen, daß grundsätzlich ein ähnlicher B a u vorliegt, wenn m a n im B e r e i c h der bruchlosen T e k t o n i k bleibt. E i n e für die U n t e r k a n t e des Grauen Salztones gezeichnete Höhenlinienkarte der G r u b e (vgl. hierzu KNIEG 1956) zeigt ein flaches (durchschnittlich 4°) Einfallen der S c h i c h t u n g n a c h S S E auf der S - F l a n k e des W a t t e - S a t t e l s . In Höhe der A 2 3 - S t r e c k e schneidet die Achse der Hauptmulde (ALBRECHT 1 9 3 2 ) die Hauptförderstrecke. I h r e m Verlauf entspricht über T a g e die K e u l a e r Muldenachse (vgl. SCHWARZER 1 9 5 8 ) . Sie fällt wie diese nach E hin ein, doch ist sie in ihrer S t r e i c h r i c h t u n g m e h r E — W orientiert. Das gleiche trifft für den W a t t e - S a t t e l zu, dessen Achse zwar u n t e r T a g e n i c h t erfaßt, aber aus dem flach erzgebirgischen Verlauf der Streichlinien an seiner S - F l a n k e gut zu rekonstruieren ist. Längenm*8stet> I m allgemeinen zeigt die N - F l a n k e der Abb. 3. Blockbild des Hauptdolomitlagers im Bereich der H a u p t m u l d e t r o t z einiger quergerichteter Kaligrube Volkenroda

Zeitschrift tür angewandte Geologie (1069) Heft 10 KARPE / Zur Erdöllagerstätte Volkenroda

424 gestört ist (s. hierzu Abb. 3). Wenn die D e u t u n g der Querelemente an der N - F l a n k e der H a u p t m u l d e mit großer Vorsicht geschehen muß, so liegen auf dem Gegentlügel die Verhältnisse eindeutiger. Die bei der Beschreibung der Salinartektonik gegebene Andeutung eines Quersattels größeren Ausmaßes trifft auch auf den H a u p t d o l o m i t zu. Auch hier zeigen die Höhenlinien jenes merkwürdige umlaufende Streichen, das auf einem Quersattel mit auf die H a u p t m u l d e zu abtauchender Sattelachse hindeutet. E s liegt im Bereich der Kaligrube Volkenroda demnach eine deutliche Vergitterung tektonischer Achsen vor. Die E — W streichenden H a u p t a c h s e n der Keulaer Mulde, des W a t t e - S a t t e l s (Sattel 1) und des Sattels 2 (nach ALBRECHT 1932) werden überlagert von in ihren Ausmaßen untergeordneten, rheinisch bis erzgebirgisch verlaufenden Querelementen. Inwieweit letztere selbständige tektonische Elemente darstellen, die ihre P r ä g u n g in einer v o n der H a u p t f a l t u n g (anti-herzynisch) unabhängigen F a l t u n g s p h a s e mit antirheinisch ansetzendem K r ä f t e p l a n erhalten haben, soll nicht entschieden werden. KNIEG (1956) läßt seiner normalmittelherzynischen Einengung, die zur Anlage herzynischer Sattel- und Muldenzonen führte, eine normal erzgebirgische Pressung vorausgehen, die erzgebirgisch bis rheinisch streichende Strukturen schuf. Solche begegnen uns in der Steilkante des Duen, dem Höhenzug der W a t t e (nicht W a t t e - S a t t e l ! ) und im Quersattel des Forstberges und haben ihrerseits wieder Kleinstrukturen im Gefolge (Abb. 1). Ein Hinweis auf die relative Altersfolge ergibt sich auch im Falle Volkenroda aus dem Abbiegen der Querachsen zur H a u p t m u l d e , d. h., wenn hier primär selbständige E l e m e n t e vorgelegen haben, so sind sie von der H a u p t f a l t u n g stark überp r ä g t worden. Auch eine andere Art der E n t s t e h u n g ist denkbar. Bei einer R a h m e n f a l t u n g im Sinne STILLES, wie sie für die Thüringer Scholle durchaus zutrifft, können sekundäre Druckkomponenten ebenfalls eine Querbeanspruchung hervorrufen. Daß diese in der Nähe des wirksamen R a h m e n s besonders stark ist, leuchtet ein. Immerhin liegt in unmittelbarer N a c h b a r s c h a f t die vorwiegend rheinisch orientierte Eichsfeldschwelle. 4. Ölführung und Tektonik

Als erster Bearbeiter h a t ALBRECHT (1932) versucht, Z u s a m m e n h ä n g e zwischen ö l f ü h r u n g und Tektonik auf Volkenroda zu erkennen. Als wichtigstes Merkmal nennt er „ d i e Abhängigkeit der Ölführung von einer Aufwölbung der S c h i c h t e n " und faßt das Vorkommen als F l a n k e n l a g e r s t ä t t e an den Sätteln 1 und 2 auf. D a s trifft insofern zu, als im Tiefsten der H a u p t m u l d e keine Bohrung fündig wurde. Die zur Speicherung des Öls nötige Zerklüftung (Transversalklüftung) streicht rheinisch und wurde nach Ansicht ALBRECHTs durch echte tektonische Vorgänge erzeugt. Auch DEUBEL (1954) hebt hervor, daß das Ol vorwiegend auf den rheinischen Zerrspalten zirkuliert, während die geschlossenen hcrzynischen K l ü f t e trocken sind. Doch wird die Bildung der K l ü f t e als Folgeerscheinung des Abbaudruckes unter unversetzten Abbaufeldern angesehen (DEUBEL 1954, S . 806). Die Untersuchungen des Verfassers gingen von der F r a g e nach der Strukturgebundenheit der ölproduzierenden Sonden aus. T r ä g t m a n alle ölfündigen Bohrungen (über 1 / 3 der Gesamtzahl der Bohrungen) und Quellen in die S t r u k t u r k a r t e ein, so ergeben sich bestimmte

H ä u f u n g e n , auch Ölzellen genannt. Noch deutlicher wird dies, legt m a n einem Vergleich die Gesamtförderleistung der einzelnen Bohrungen in cbm zugrunde. E s lassen sich drei Ölbezirke unterscheiden: 1. D a s N o r d f e l d E s liegt im Bereich des Quersattels 1; seine Produktion war gering. Von den wenigen fündigen Bohrungen hat allein die B o h r u n g a neben der Quelle 1 eine Gesamtförderung von über 1000 cm 3 gebracht (vgl. A b b . 2). 2. D a s N o r d o s t f e l d Auch hier liegen mehrere Bohrungen mit einer Gesamtergiebigkeit von mehr als 1000 cm 3 , unter ihnen die B o h r u n g 3 a, die p r o d u k t i v s t e Sonde überhaupt. Beziehungen zu S t r u k t u r e n des Speichers sind weniger deutlich, doch ist immerhin auffällig, daß der Quersattel 2 dort hindurchstreicht. Die B o h r u n g 3 a liegt auf seiner gestörten NWF l a n k e und kann an Zerrüttungszonen gebunden sein, die mit der angenommenen S t ö r u n g in ursächlichem Zusammenhang stehen. Immerhin muß bei derartigen Ergiebigkeiten schon ein größerer Speicherraum vorliegen. 3. D a s S ü d f e l d A m instruktivsten sind die Verhältnisse auf dem Südflügel der H a u p t m u l d e . Hier liegen alle p r o d u k t i v e n Sonden im Bereich einer größeren, sich schon im S t a ß f u r t s a l i n a r andeutenden Q u e r s t r u k t u r , während die Bohrungen außerhalb L a u g e a n t r a f e n oder völlig steril blieben. K o n s t r u i e r t m a n K u r v e n gleicher Förderleistung, so weichen diese richtungsmäßig nur wenig von den Höhenlinien der Dolomitoberkante ab, d. h. sie machen das umlaufende Streichen mit. Die prod u k t i v s t e n Sonden liegen auf den höheren und tieferen F l a n k e n des Spezialsattels 3, während strukturhöher und strukturtiefer Bohrungen geringerer Leistung, vielfach auch reine Gasbohrungen angetroffen werden. 5. Zur Klufttektonik

Die Beziehungen zwischen Tektonik und Ölführung sind m. E . offensichtlich. Besonders die Gebiete, in denen Querelemente auftreten, scheinen zur ölanreicherung prädestiniert gewesen zu sein. D a s h a t natürlich seine geomechanischen Gründe, die in einer stärkeren Zerklüftung und Zerrüttung innerhalb der Q u e r s ä t t e l zu suchen sind. Hier liegen Bezirke vor, die nacheinander oder gleichzeitig eine doppelte tektonische Beanspruchung in verschiedener Richtung erfahren haben, die selbstverständlich auch eine doppelt intensive Auflockerung des Dolomitgefüges zur Folge hatte. Auf den vornehmlich rheinisch streichenden K l ü f t e n und K l u f t zonen sammelte sich das Öl an, besonders auf den Flanken, da hier die Auflockerung a m intensivsten zu sein scheint. Eine deutliche räumliche Trennung von Gas und Öl scheint bei der Migration nicht stattgefunden zu haben, selbst innerhalb eines Ölfeldes nicht. Die F r a g e , weshalb oft strukturhöher (jedoch außerhalb der Querzone) nur L a u g e angetroffen wird, k a n n m a n nicht befriedigend beantworten. Vieles scheint im Charakter eben solcher räumlich eng begrenzter K l u f t lagerstätten mit örtlich sehr verschiedenen Speicherbedingungen zu liegen. DEUBELs Ansicht (1949, 1954) indessen befriedigt nicht. Sie berücksichtigt nicht die speziellen tektonischen Bedingungen. Auch ist nicht einzusehen, w a r u m bei einem derart flächenhaften A b b a u und den daraus resultierenden A b b a u d r u c k e n ausgerechnet gerade bevorzugt rheinische K l ü f t e aufreißen sollen. Sicherlich hat der A b b a u d r u c k mitgeholfen, die echte t e k t o n i s c h entstandene starke K l ü f t u n g in den Quersattelzonen weiter zu öffnen und dem Öl und Gas einen Weg nach oben zu bahnen. 6. Zusammenfassung

D a s Erdölvorkommen von Volkenroda liegt in einem Gebiet vorwiegend bruchloser Tektonik, in der das für

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 MARTIN / R e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e Arbeiten in der Egelner Mulde

die ölspeicherung wichtige Staßfurtsalz intakt blieb. Die über Tage erkennbare mittelherzynische flache Wellung läßt sich für die Keulaer Mulde auch im Salinar und Hauptdolomit nachweisen, doch scheint die sich nach Westen heraushebende Achse mehr E—W zu streichen. Hinzu kommen deutliche rheinische Querelemente, in denen auf Grund doppelter tektonischer Beanspruchung eine intensive Zerklüftung des Dolomitgefüges vorliegt.

425 Anlaß zur Bildung wirtschaftlich nutzbarer Vorkommen geben können. Literatur ALBTLECHT, H . : Das Erdölvorkommen von Volkenroda. - Kali etc. 2«, S. 2 5 - 3 3 , 1932. BENTZ, A.: Geolog. Voraussetzungen für das Auftreten von Erdöllagerstätten in Deutschland. - Z. d. G. G. 84, S. 369, 1932. D E Ü B E L , F . : Zur Frage der Erdölhöfflgkeit Thüringens. - Z. d. G. G. 84, S. 334, 1932. — Über das Vorkommen von Erdöl und Erdgas in Thüringen. — Unveröffentlichtes Gutachten,'Jena 1949. — Betrachtungen über das Auftreten von Erdöl und Erdgas im Zechstein des Thüringer Beckens. - Geologie, J g . 3, H. 6/7, S. 8 0 4 - 8 3 1 , 1954. KNIEG, : Zur Tektonik des westl. Schlotheimer Grabens (Thüringer Becken) unter besonderer Berücksichtigung der Untertageaufschlüsse des Kaliwerkes Volkenroda. — Pöthen, Diss., Berlin 1956. STUTZER, 0 . : Über die im Mikroskop sichtbare Bitumenführung des Hauptdolomits von Volkenroda und des Stinkschiefers von Mansfeld. - Kali, etc. 27, S. 43, 1933. SCHWAItZEIl, K . : Zur Kenntnis der bisherigen Ergebnisse der Aufschluß tätigkeit auf Erdöl/Erdgas in den Kaligruben Volkenroda—Pöthen und die wichtigsten geologischen Verhältnisse im Gebiet dieser Gruben — zusammengestellt nach bisher vorliegenden Unterlagen. — Zwischenbericht, unveröffentl., S t G K . - Zentr. Geol. Dienst, 1958.

Die drei Olbezirke zeigen deutliche Beziehungen zur Quertektonik. Nicht durch den Abbau gestörte statische Bedingungen des Grubenfeldes, sondern echte tektonische Vorgänge führten zur Bildung einer Kluftlagerstätte mit unvollkommener, aber deutlicher Strukturgebundenheit. Bei der weiteren Prospektion auf Erdöl sollte das Augenmerk auf jene Querelemente gelegt werden, die dort, wo sie sich mit herzynischen Achsen vergittern,

Refraktionsseismische Arbeiten in der Egelner Südmulde (Mitteilung aus dem V E B Geophysik) W A L T E R MARTIN,

Leipzig

1. Aufgabe Im Zusammenhang mit Projektierungsarbeiten für den Braunkohlenbergbau wurden im Bereich der Egelner Südmulde vom V E B Geophysik refraktionsseismische Messungen durchgeführt. Sie hatten die Aufgabe, die Lage der Tertiär-Basis festzustellen. Dies machte sich notwendig, weil durch artesisch gespanntes Wasser im Liegenden des Tertiärs

(im Unteren und Oberen Muschelkalk) Schwierigkeiten bei den Tiefbohrungen aufgetreten waren. Durch die Messungen sollten die Endteufen der zur Erkundung der Flöze noch niederzubringenden Tiefbohrungen so festgelegt werden, daß ein Durchstoßen der abdichtenden tonigen Sedimente des Eozäns mit Sicherheit vermieden werden kann.

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mit 7 km Beobachtungsentftrnung

Isochronen

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Abb. 1 . Laufzeitplan

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 MARTIN / R e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e Arbeiten in der Egelner Mulde

die ölspeicherung wichtige Staßfurtsalz intakt blieb. Die über Tage erkennbare mittelherzynische flache Wellung läßt sich für die Keulaer Mulde auch im Salinar und Hauptdolomit nachweisen, doch scheint die sich nach Westen heraushebende Achse mehr E—W zu streichen. Hinzu kommen deutliche rheinische Querelemente, in denen auf Grund doppelter tektonischer Beanspruchung eine intensive Zerklüftung des Dolomitgefüges vorliegt.

425 Anlaß zur Bildung wirtschaftlich nutzbarer Vorkommen geben können. Literatur ALBTLECHT, H . : Das Erdölvorkommen von Volkenroda. - Kali etc. 2«, S. 2 5 - 3 3 , 1932. BENTZ, A.: Geolog. Voraussetzungen für das Auftreten von Erdöllagerstätten in Deutschland. - Z. d. G. G. 84, S. 369, 1932. D E Ü B E L , F . : Zur Frage der Erdölhöfflgkeit Thüringens. - Z. d. G. G. 84, S. 334, 1932. — Über das Vorkommen von Erdöl und Erdgas in Thüringen. — Unveröffentlichtes Gutachten,'Jena 1949. — Betrachtungen über das Auftreten von Erdöl und Erdgas im Zechstein des Thüringer Beckens. - Geologie, J g . 3, H. 6/7, S. 8 0 4 - 8 3 1 , 1954. KNIEG, : Zur Tektonik des westl. Schlotheimer Grabens (Thüringer Becken) unter besonderer Berücksichtigung der Untertageaufschlüsse des Kaliwerkes Volkenroda. — Pöthen, Diss., Berlin 1956. STUTZER, 0 . : Über die im Mikroskop sichtbare Bitumenführung des Hauptdolomits von Volkenroda und des Stinkschiefers von Mansfeld. - Kali, etc. 27, S. 43, 1933. SCHWAItZEIl, K . : Zur Kenntnis der bisherigen Ergebnisse der Aufschluß tätigkeit auf Erdöl/Erdgas in den Kaligruben Volkenroda—Pöthen und die wichtigsten geologischen Verhältnisse im Gebiet dieser Gruben — zusammengestellt nach bisher vorliegenden Unterlagen. — Zwischenbericht, unveröffentl., S t G K . - Zentr. Geol. Dienst, 1958.

Die drei Olbezirke zeigen deutliche Beziehungen zur Quertektonik. Nicht durch den Abbau gestörte statische Bedingungen des Grubenfeldes, sondern echte tektonische Vorgänge führten zur Bildung einer Kluftlagerstätte mit unvollkommener, aber deutlicher Strukturgebundenheit. Bei der weiteren Prospektion auf Erdöl sollte das Augenmerk auf jene Querelemente gelegt werden, die dort, wo sie sich mit herzynischen Achsen vergittern,

Refraktionsseismische Arbeiten in der Egelner Südmulde (Mitteilung aus dem V E B Geophysik) W A L T E R MARTIN,

Leipzig

1. Aufgabe Im Zusammenhang mit Projektierungsarbeiten für den Braunkohlenbergbau wurden im Bereich der Egelner Südmulde vom V E B Geophysik refraktionsseismische Messungen durchgeführt. Sie hatten die Aufgabe, die Lage der Tertiär-Basis festzustellen. Dies machte sich notwendig, weil durch artesisch gespanntes Wasser im Liegenden des Tertiärs

(im Unteren und Oberen Muschelkalk) Schwierigkeiten bei den Tiefbohrungen aufgetreten waren. Durch die Messungen sollten die Endteufen der zur Erkundung der Flöze noch niederzubringenden Tiefbohrungen so festgelegt werden, daß ein Durchstoßen der abdichtenden tonigen Sedimente des Eozäns mit Sicherheit vermieden werden kann.

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Abb. 1 . Laufzeitplan

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10

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MARXIN / Refraktionsseismische Arbeiten in der Egelner Mulde

1.1 Geologische Bedingungen und geophysikalische Unterlagen

Durch den seit langem umgehenden B e r g b a u ist der großräumige B a u der Egelner S ü d m u l d e zu einem gewissen Grade bekannt. Die Egelner S ü d m u l d e gehört zum Staßfurter Rogensteinsattel und streicht wie dieser herzynisch. Den Untergrund der Mulde bilden Schichten der Trias, diskordant überlagert v o n die Mulde ausfüllenden tertiären und pleistozänen Sedimenten. An der Grenzfläche Tertiär-Trias beißen in südwestlicher Richt u n g nacheinander Oberer Buntsandstein, Unterer, Mittlerer und Oberer Muschelkalk aus. Diese Schichten fallen nach Südwesten ein, nahe dem Sattel a m steilsten. Durch Bohrungen war die größte Tiefe des Prätertiärs mit 258 m ermittelt worden. Die Muldenachse wird nicht in der Mitte der Mulde, sondern näher zum Sattel hin vermutet.

Die Meßarbeiten gliederten sich in zwei A b s c h n i t t e : Streumessungen und Linienbeobachtungen. 2.1 Streumessungen

Zu Beginn wurde das Gebiet der Mulde mit einem Streuernetz (Abb. 1) überdeckt. Im Hinblick auf die notwendige Eindringtiefe wurden 1000 m als k o n s t a n t e Beobachtungsentfernung gewählt. Als R e s u l t a t v o n insgesamt 19 Streuern ergab sich ein Laufzeitplan, der es ermöglichte, die Refraktionslinien in der richtigen Orientierung zur Mulde anzulegen. 2.2 Linienbeobachtungen

2. Arbeitsweise

Bei Anlage und Durchführung der Linienbeobachtungen (Abb. 2) mußte von der Forderung ausgegangen werden, die Tertiär-Trias-Grenze fortlaufend zu profilieren. D a z u war es notwendig, die Schußpunkte auf dem Refraktionsprofil zu versetzen. Die A b s t ä n d e zwischen den einzelnen Schußpunkten durften dabei ein gewisses Maß nicht überschreiten. Dieses Maß ergibt sich daraus, daß in beiden Richtungen über die ganze L ä n g e des Refraktionsprofils die von der Tertiär-TriasGrenze herrührenden ersten E i n s ä t z e zumindest l ü c k e n l o s aneinander schließen, besser aber überlappen müssen. Bei Erfüllung dieser Forderung ist es möglich, aus den Einzellaufzeitkurven gegengeschossene zusammengesetzte Laufzeitkurven zu konstruieren (Abb. 3).

Der Meßtrupp arbeitete mit 4 Registrierstationen, von denen jede mit 4 elektrodynamischen Seismographen ausgerüstet war.

Aus diesen zusammengesetzten Laufzeitkurven wurden Profildarstellungen der Tertiär-Trias-Grenze konstruiert. E r s t m a l i g für den V E B Geophysik wurde dabei

Die Egelner S ü d m u l d e ist von der r e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e n Ubersichtsmessung bisher nicht b e r ü h r t worden. Die S c h w e r e k a r t e der D D R zeigt durch eine Minusachse deutlich den Einfluß des Staßfurter Sattels und der Südmulde. In der g e o m a g n e t i s c h e n K a r t e der D D R sind n a t u r g e m ä ß keinerlei Hinweise auf den S a t t e l oder die Mulde zu bemerken.

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Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10

427

MARTIN / R e f r a k t i o n s s e i s m i s c h e A r b e i t e n in der E g e l n e r M u l d e

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Trias A b b . 3. L a u f z e i t k u r v e n u n d z u s a m m e n g e s e t z t e L a u f z e i t k u r v e n eines Q u e r p r o f i l e s mit Tertiär-Trias-Grenze

das von HALES (1958) angegebene Verfahren angewendet. Die so gewonnenen Profile wurden einer Kontrolle unterworfen. E s wurden in die konstruierten Profilschnitte die kritischen Strahlenwege eingezeichnet und die sich daraus ergebenden Laufzeitwerte in Laufzeitkurven dargestellt. Wenn zwischen einer gemessenen Laufzeitkurve und einer berechneten wesentliche Abweichungen auftraten, wurde das Profil korrigiert, so daß keine größeren Zeitabweichungen als 20 ms vorkommen. In der Regel sind die Abweichungen bedeutend kleiner. Da sich Quer- und Längsprofile vielfach kreuzen, sind zahlreiche Vergleichsmöglichkeiten gegeben. Danach ist der Schluß gestattet, daß es im allgemeinen gelungen ist, eine Genauigkeit der Teufenangaben von i 1 0 % zu erreichen.

3. Ergebnisse 3.1 Laufzeitplan

trische Isochronenverlauf. Das Gebiet längster Zeiten, innerhalb der Isochrone 550 ms, liegt dicht an der Nordostflanke, die sich durch enge Scharung der Isochronen deutlich vom Südwesten unterscheidet, wo die Isochronen in relativ weitem Abstand verlaufen und dabei nach Südwesten ausbeulen. Der s ü d ö s t l i c h e Teil ist etwa 1 km schmaler als der nordwestliche. Die Isochronen laufen nahezu parallel. Ein Unterschied zwischen Nord- und Südflanke hinsichtlich der Isochronenabstände ist nicht zu erkennen. Laufzeiten von mehr als 0,55 s beschränken sich auf eine schmale von Nordwesten hereinreichende Zunge. 3.2

Geschwindigkeitsverhüllnisse

Die Geschwindigkeiten, mit denen die seismischen Longitudinalwellen die beteiligten Gebirgsschichten durchlaufen, sind für die Berechnungen und Konstruktionen der Tertiär-Trias-Grenze von Bedeutung. Die Teufenangaben werden um so genauer, je richtiger die Geschwindigkeitswerte erfaßt werden.

3.21 K ä n o z o i k u m Die Geschwindigkeitswerte der känozoischen Deckschichten liegen durchweg zwischen 1600 und 1800 m/s, im südöstlichen Muldenteil werden auch Geschwindigkeiten bis zu 2000 m/s beobachtet. An der Südwestflanke der Mulde treten außerdem Geschwindigkeiten unter 1500 m/s auf. Deren Problematik wird in diesem Rahmen nicht erörtert. 3.22 P r ä t e r t i ä r Die Geschwindigkeitswerte des Prätertiärs interessieren im vorliegenden Falle nicht nur wegen ihrer Bedeutung für die Teufenberechnungen, sondern vor allem im Hinblick auf eine mögliche Unterscheidung von Muschelkalk und Buntsandstein. Das artesische Wasser ist im Unteren und Oberen M u s c h e l k a l k unter den tonigen Sedimenten des

Der Laufzeitplan, zunächst nur das Ergebnis der S t r e u m e s s u n g e n , wurde nach Abschluß der gesamten Messungen dadurch noch weiter vervollständigt, daß auch die zahlreichen, aus den NW Linienbeobachtungen gewonnenen Zeitwerte mit verwen_ 100 100 _ det wurden. Dieses ergänzte _ 200 200 _ . 300 300 . Isochronenbild wird in Abb. 1 100 _ wiedergegeben. L12 Im Laufzeitplan zeigt sich die Mulde als L a n g z e i t e n ge b i e t , das sich in zwei Teile L23 gliedert. Der südöstliche Teil wird von der flachherzynischen Streichrichtung beL1Z herrscht, während der nordwestliche Teil herzynisch gerichtet ist. Schnittpunkte Tiefbohrung OSO mit Oucrprofilen Der n o r d w e s t l i c h e Teil Jo —C100 _ . 100 ist der flächenmäßig größere. 2 0 0 _ _ 200 Die Isochrone 400 ms umfaßt 3 0 0 300 Teufen in den L16 ein rund 4,5 km breites Areal. Querprofilen Auffällig ist der unsymmeA b b . 4. D a r s t e l l u n g e n der T e r t i ä r - T r i a s - G r e n z e e t w a i m T i e f s t e n der M u l d e

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 1« 428 E o z ä n s gespeichert. I m Oberen B u n t s a n d s t e i n ist d a s n i c h t der F a l l . D e s h a l b w u r d e v e r s u c h t , u n t e r d e m ' T e r t i ä r den A u s s t r i c h des B u n t s a n d s t e i n s gegen d e n Muschelkalk abzugrenzen. Refraktionsseismisch ist d a s m ö g l i c h , w e n n ein d e u t l i c h e r U n t e r s c h i e d in d e n Geschwindigkeitswerten vorhanden ist. Die W e l l e n - G e s c h w i n d i g k e i t e n w u r d e n v o r w i e g e n d m i t H i l f e der D i f f e r e n z e n - L a u f z e i t k u r v e n a c h GAMBURZEW (1952) f e s t g e s t e l l t . D a b e i m u ß t e h ä u f i g ü b e r wechselnde Geschwindigkeitswerte gemittelt werden. I m a l l g e m e i n e n e r g a b e n sich a u s d e n i m S t r e i c h e n g e s c h o s s e n e n L i n i e n , d e r e n A u s s a g e ein größeres Gew i c h t b e i z u m e s s e n ist, e t w a s kleinere G e s c h w i n d i g k e i t s w e r t e a l s bei d e n Q u e r l i n i e n . D i e W e r t e f ü r den B u n t s a n d s t e i n v a r i i e r e n v o n 3 2 0 0 — 4 0 0 0 m / s , die des M u s c h e l k a l k s schwanken z w i s c h e n 3 8 0 0 u n d 5 0 0 0 m / s . D a s b e d e u t e t , d a ß es d o r t , wo sich die G e s c h w i n d i g k e i t s b e r e i c h e ü b e r s c h n e i d e n , n i c h t m ö g l i c h ist B u n t s a n d s t e i n g e g e n M u s c h e l k a l k a b zugrenzen. E i n e solche D i f f e r e n z i e r u n g ist nur i m n o r d w e s t l i c h e n u n d m i t t l e r e n Muldenteil m ö g l i c h ( A b b . 2). Hier k o n n t e ein r u n d 500 m b r e i t e r G r e n z s t r e i f e n e i n g e z e i c h n e t w e r d e n . N a c h d e m v o r h e r G e s a g t e n ist dieser j e d o c h n i c h t sicher als A u s b i ß l i n i e der M u s c h e l k a l k b a s i s z u b e w e r t e n . N u r T i e f b o h r u n g e n , die d a s P r ä t e r t i ä r identifizieren, k ö n n t e n die e i n g e t r a g e n e M a r k i e r u n g als r e a l e G r e n z e b e s t ä t i g e n . In d i e s e m F a l l e w ä r e also die a n g e w a n d t e G e o p h y s i k u. a. a u c h a u s m e t h o d i s c h e n G r ü n den a n d e n E r g e b n i s s e n der T i e f b o h r u n g e n i n t e r e s s i e r t . 3.3 Teufenplan Während d e m Geologen und dem Tiefbohrfachmann a n H a n d v o n G e s c h w i n d i g k e i t s w e r t e n k a u m ein p r a k t i s c h e r H i n w e i s g e g e b e n w e r d e n k o n n t e , z e i g t sich der T e u f e n p l a n des P r ä t e r t i ä r s als b r a u c h b a r e s H i l f s m i t t e l , u m d a s D u r c h s t o ß e n der e o z ä n e n A b d i c h t u n g z u vermeiden. D e r T e u f e n p l a n ( A b b . 2) s t i m m t in den m e i s t e n Einzelheiten mit dem Laufzeitplan überein. D a s ist v e r s t ä n d l i c h , weil bei d e n g e w ä h l t e n M e ß b e d i n g u n g e n v o r a l l e m die T e r t i ä r m ä c h t i g k e i t e n den 1 - k m - L a u f z e i t plan beeinflussen. Die A c h s e der M u l d e d e c k t sich m i t der des L a n g z e i t e n g e b i e t e s , b e i d e sind a u c h a n der gleichen S t e l l e geknickt. Im Südosten herrscht flachherzynisches und im Nordwesten herzynisches Streichen. Die g r ö ß t e n T e u f e n des P r ä t e r t i ä r s ( 3 0 0 — 3 5 0 m ) liegen i m N o r d w e s t e n i n n e r h a l b der I s o c h r o n e 0 , 5 5 s. E i n e r a s c h e A b n a h m e der T e r t i ä r m ä c h t i g k e i t in n o r d ö s t l i c h e r R i c h t u n g (südlich E g e l n ) d e c k t sich m i t der hier festgestellten stärkeren Isochronenscharung. Doch an dieser S t e l l e w i r k t vielleicht n i c h t allein die A b n a h m e der T e r t i ä r m ä c h t i g k e i t l a u f z e i t v e r m i n d e r n d , es k ö n n t e a u c h d a s A n s t e i g e n s c h a l l h ä r t e r e r S c h i c h t e n a n der F l a n k e des R o g e n s t e i n s a t t e l s in d i e s e m S i n n e wirken. E i n V e r g l e i c h der B r e i t e der M u l d e m i t der des I s o c h r o n e n b i l d e s l ä ß t sich i m N o r d w e s t e n nicht d u r c h f ü h r e n , weil d a s L i n i e n n e t z hier u n v o l l s t ä n d i g ist. N a c h N o r d w e s t e n n i m m t die T e u f e der M u l d e e n t l a n g der L i n i e 2 0 v o n r u n d 3 4 0 m a u f r u n d 180 m g l e i c h m ä ß i g a b . I m S ü d o s t t e i l liegen die g r ö ß t e n T e u f e n d u r c h w e g bei 2 6 0 — 2 8 0 m . A m O s t r a n d des M e ß g e b i e t e s v e r f l a c h t die M u l d e auf w e n i g e r als 2 0 0 m T e u f e . Von den bisher bekanntgewordenen Tiefbohrergebnissen w e i c h t der T e u f e n p l a n u m weniger als 1 0 % a b .

MARTIN / Refraktionsseismische Arbeiten in der Egelner Mulde 3.4 Vergleich mit der Schiverekarte D i e S c h w e r e k a r t e z e i g e n ein ä h n l i c h e s B i l d wie der L a u f z e i t - u n d der T e u f e n p l a n . A n S t e l l e d e r l a n g e n Z e i t e n b z w . großen T e r t i ä r m ä c h t i g k e i t e n e r s c h e i n t ein S c h w e r e m i n i m u m . Die M i n u s a c h s e , die i m n o r d w e s t lichen Teil h e r z y n i s c h g e r i c h t e t i s t , v e r l ä u f t im s ü d ö s t l i c h e n Teil w i e d e r u m f l a c h h e r z y n i s c h . M u l d e n a c h s e u n d M i n u s a c h s e d e c k e n sich j e d o c h n i c h t völlig. D i e M i n u s a c h s e i s t z u m S a t t e l hin p a r a l l e l vers e t z t . Dies ist o f f e n b a r d a s R e s u l t a t g l e i c h g e r i c h t e t e r W i r k u n g e n der t e r t i ä r e n M u l d e n f ü l l u n g u n d des s a l i n a ren S a t t e l k e r n s . 3.5 Schlußbetiachtinii,' D i e g e s t e l l t e A u f g a b e — F e s t l e g u n g der T e r t i ä r mächtigkeit — konnte durch fortlaufendes Profilieren der e r s t e n U n s t e t i g k e i t s f l ä c h e m i t t e l s r e f r a k t i o n s s e i s mischer Messungen gelöst werden. Der T e u f e n p l a n d ü r f t e die M ä c h t i g k e i t des D e c k g e b i r g e s i m a l l g e m e i n e n mit i 1 0 % Genauigkeit angeben. N a c h den bisherigen B o h r e r g e b n i s s e n ü b e r s c h r e i t e n die A n g a b e n des T e u f e n p l a n e s a n keiner Stelle die F e h l e r g r e n z e . B e r e i t s der L a u f z e i t p l a n g i b t ein q u a l i t a t i v r i c h t i g e s B i l d der M u l d e . W e n n es a u c h i m v o r l i e g e n d e n F a l l durch quantitative Aussagen vervollständigt werden m u ß t e , so sind d o c h F ä l l e m ö g l i c h , in denen die q u a l i t a tiven A n g a b e n als wesentliche Erkenntniserweiterung a u s r e i c h e n . I m H i n b l i c k d a r a u f i s t es b e m e r k e n s w e r t , d a ß die S t r e u m e s s u n g e n w e n i g e r als 1 5 % des G e s a m t a u f w a n d s in A n s p r u c h g e n o m m e n h a b e n . B e g ü n s t i g t w u r d e n die A r b e i t e n d u r c h die vorteilh a f t e n G e s c h w i n d i g k e i t s v e r h ä l t n i s s e , die eine k l a r e Trennung von Tertiär und Prätertiär ermöglichten. Eine Unterscheidung von B u n t s a n d s t e i n u n d Muschelk a l k n a c h G e s c h w i n d i g k e i t s w e r t e n erwies sich d a g e g e n als p r o b l e m a t i s c h . I n f o l g e der m e t h o d i s c h b e d i n g t e n kleinen Linien- u n d S c h u ß p u n k t a b s t ä n d e sind M e s s u n g e n m i t f o r t l a u f e n d e r P r o f i l i e r u n g t e u r e r als die O b e r s i c h t s m e s s u n g e n , die bisher in u n s e r e r R e p u b l i k ü b l i c h w a r e n . Sie liefern j e d o c h w e s e n t l i c h g e n a u e r e u n d ins E i n z e l n e g e h e n d e Ergebnisse. O b der h ö h e r e A u f w a n d in d i e s e m F a l l e ( M e ß d a u e r : 3 M o n a t e ) g e r e c h t f e r t i g t i s t , m a g a n den S c h ä d e n abg e s c h ä t z t w e r d e n , die d u r c h A n b o h r e n der w a s s e r f ü h r e n d e n S c h i c h t e n seinerzeit e i n g e t r e t e n w a r e n : D i e B o h r a r b e i t e n w u r d e n s c h w e r g e s t ö r t , so d a ß Material- und Zeitverluste entstanden. Durch Überschwemmung von Kulturland ergaben sich V e r l u s t e in der L a n d w i r t s c h a f t . V o r a l l e m a b e r t r a t als F o l g e des W a s s e r a u s b r u c h s ein A b s i n k e n des W a s s e r s p i e g e l s in d e n u m l i e g e n d e n B r u n n e n ein, so d a ß die T r i n k w a s s e r v e r s o r g u n g gefährdet war. A u s diesen G r ü n d e n m u ß t e n v o n seiten der W a s s e r w i r t s c h a f t u n d der T B B I G a r a n t i e n g e f o r d e r t w e r d e n , die eine W i e d e r h o l u n g ä h n l i c h e r Z w i s c h e n f ä l l e a u s schließen. Die R e f r a k t i o n s s e i s m i k h a t sich f ü r diese A u f g a b e als b r a u c h b a r e M e t h o d e erwiesen.

Literatur G A M B U R Z E W , 6 . A. u. a . : Korrelationsmethode gebrochener Wellen (Obersetzung ins Deutsche im V E B Geophysik). — Moskau 1952. H A L B S , F . W.: An Accurate Graphical Method for Interpreting Seismic Refraction Line Data. — GeophysicalProspectingNr. 3, Septemberl958. Unveröffentlichte des V E B Geophysik yon MA-RTIN, S C H Ö S S L E E , Abschlußberichte Juni 1958, April 1959..

Zeitschrift für a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 6 9 ) Helt 1 0

PCHALEK / Neue Untersuchungsergebnisse in S W - B r a n d e n b u r g

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Neue Untersuchungsergebnisse über den Untergrund SW-Brandenburgs (Vorläufige Mitteilung) JOHANNES PCHALEK,

Gommern

Durch refraktionsseismische Übersichtsmessungen des V E B Geophysik Leipzig in den J a h r e n 1953—1957 sind auf dem nach Norden an den „Mitteldeutschen H a u p t a b b r u c h " anschließenden etwa 30 k m breiten Streifen v o n Niemegk nach N W eine große Anzahl Anomalien gefunden worden, die als antiklinalartige Aufwölbungen des Untergrundes zu deuten sind. Einige dieser im Isochronenplan scharf abgegrenzten Strukturen m i t dichtgescharten L a u f z e i t k u r v e n lassen auf kleine Salzstöcke im Untergrund schließen. Die Anomalien sind generell wie der „Mitteldeutsche H a u p t a b b r u c h " N W — S E (herzyn) gerichtet. E s zeichnen sich einige etwa parallel laufende Antiklinalzüge a b , zwischen denen Tertiärsenken v e r m u t e t werden. Die v o m Y E B E r d ö l und E r d g a s in diesem Gebiet durchzuführenden Untersuchungen stehen zwar noch im A n f a n g s s t a d i u m , doch dürften die bisher erzielten stratigraphischen und tektonischen Teilergebnisse v o n Interesse sein, da außer den zwei Bohrungen bei Golzow (1955) und den in der N ä h e des Abbruches niedergebrachten (Deetz, Dobritz 1, 2 und 3, Serno und Köselitz) noch wenig über den prätertiären Untergrund S W - B r a n d e n b u r g s bekannt ist. E s wird im folgenden über die Ergebnisse einiger Kartierungsbohrungen von 300 bis 500 m Teufe an der S t r u k t u r Viesen nordöstlich Ziesar berichtet (Abb. I). 1 ) D a s K u r z z e i t e n g e b i e t v o n V i e s e n wurde bereits v o n R E I N H A R D T (S. Lit.) als möglicher Salzstock gedeutet. E i n e T o p b o h r u n g und mehrere Flankenbohrungen haben diese Annahme bestätigt. Die B o h r u n g V i e s e n 1 ( + 1 E ) sollte den Scheitel der S t r u k t u r treffen, k a m aber nach 89 m Pleistozän und Durchteufen des Tertiärs bei ca. 214 m in steil einfallenden hellgrauen bis grauen Feinsandstein, z. T. mit kohligen Schlieren und dolomitisch-mergligem Bindemittel und festem, grauem Dolomitsandstein mit Q u a r z d r u s e n . Diese bis etwa 255 m Teufe reichende Gesteinsfolge gehört vermutlich z u m Oberrät. B i s ca. 283 m konnten graue und grünliche Mergel, Mergelstein mit dolomitischen Einlagerungen und graugrüne Mergel und Feinsandsteine als Ober-, Mittel- und Unterrät an H a n d von Megasporen durch D. SPIEGLER nachgewiesen werden. Bei 330,60 m mußte die B o h r u n g im f a s t senkrecht einfallenden Sandstein (Schilfsandstein des Mittleren K e u p e r ? ) eingestellt werden. Der Kernverlust war sehr hoch. Diese B o h r u n g steht in denaufgeschleppten Schichten a m N o r d r a n d des S a l z s t o c k e s V i e s e n , der durch die B o h r u n g V i e s e n 6, 270 m südlich Viesen 1, nachgewiesen wurde.

Besonders bemerkenswert ist bei dieser Bohrung d a s Vorkommen von marinem und terrestrischem P a l ä o z ä n über der Auslaugungszone des Salzstockes. E s ist ca. 85 m m ä c h t i g und enthält im oberen Teil mehrere Braunkohlenflöze (bis 2,50 m Mächtigkeit), die nach Mitteilung v o n KRUTZSCH paläozänes Alter besitzen. Die F l a n k e n des Salzstockes wurden mit den Bohrungen Viesen 2, 3, 5 und 9 untersucht, 10 und 11 sind noch nicht beendet. Die genauere L a g e der Bohrungen ist aus A b b . 2 zu ersehen. E s sollten hiermit besonders die petrophysikalischen E i g e n s c h a f t e n der angetroffenen Speichergesteine festgestellt werden. An der Nordseite des Salzstockes folgt in der Bohrung V i e s e n 2 nach 217 m K ä n o z o i k u m bis ca. 302 m hellgrauer und weißer, lockerer Feinsandstein mit sehr wenig Glimmer, der bis 316 m in grauen bis schwarzgrauen Schluffstein übergeht, Einfallen 20—30°. B i s 331 m folgt schwarzer, z. T. schluffiger, bitumenreicher Schieferton, der sehr viel Muschelschill enthält.' Bis zur E n d t e u f e v o n 404,80 m wurde wieder hellgrauer bis weißer, wenig fester, feinkörniger S a n d s t e i n erbohrt, Einfallen 2 0 - 3 0 ° . Die Schieferton-Serie von 216 bis 231 m konnte makropaläontologisch dem Valendis in Wealdenfazies zugeordnet werden. Unter dem Schieferton und S a n d s t e i n folgt in der Bohrung V i e s e n 3 an der Südflanke des Salzstockes von 453,40 m bis E n d t e u f e 493,50 m nochmals schwarzer schluffiger, fossilreicher Schieferton und Schiefermergel. Mikropaläontologisch gehören sie nach SPIEGLER z u m Ober - Valendis 2 (mittlere Dichotomitenschichten) und Ober-Valendis 1 (untere Dichotomitenschichten) in Wealdenfazies. Bei ca. 2 5 ° Einfallen der Schichten waren in der Bohrung Viesen 3 die unter dem Tertiär folgenden Sandsteine und Schiefertone des Valendis mit275 m noch nicht durchbohrt.

D a s Pleistozän ist hier 105,50 m mächtig, die Tertiärbasis liegt bei 348 m über grauem, marmoriertem, dichtem bis feinkörnigem Gips { b i s 352,30 m). Dann folgt bis E n d t e u f e 498,0 m grauer bis schwarzgrauer Anhydrit. Der K e r n des H u t a n h y d r i t s weist zahlreiche K l ü f t e und Harnische auf. 1 ) Die geologische Bearbeitung wurde vom Verfasser, Dipl.-Geol. P E S T E R und Geol.-Ing. F R I E D R I C H S E N durchgeführt. Die Bestimmung der stratigraphischen Horizonte verdanken wir vor allem denmikropaläontologischen Untersuchungen von Frau Dipl.-Geol. D. S P I E G L E R , einige makropaläontologische Datierungen den Dipl.-Geol. W. S P I E G L E R und H . D I E T Z E , sämtlich Mitarbeiter des V E B Erdöl und Erdgas, Gommern.

Abb. 1 Ausschnitt aus dem Isochronenplan f. SW-Brandenburg ( N a c h L E H N E R T u. R E I N H A R D T ; m .

Genehm, d. V E B Geophysik, Leipzig)

D a s Liegende dieser Folge wurde in der Bohrung V i e s e n 5 (zwischen V 1 und V 2) als Malm angetroffen. Unter dem Schieferton und -mergel des Valendis, dessen Tiefstes hier als Ober-Valendis nachgewiesen wurde und bis 315 m

Zeitschrift tür a n g e w a n d t « Geologie ( 1 9 5 9 ) H e f t 10

PCHALEK / N e u e U n t e r s u c h u n g s e r g e b n i s s e in S W - B r a n d e n b u r g

430

reicht, wurden bis ca. 318 m nur einige dm graublauer, mittelsandiger Sandstein mit kieseligem und schwach dolomitischem Bindemittel, dann bis Endteufe 345,90 m weißer, hellgrüner, rotbrauner und violetter Kalkstein, Dolomit und Schiefermergel, z. T. als Schiefermergel-Kalkbrekzie, erbohrt. Diese sandigkalkige, sehr fossilarme Folge konnte bei 223 m als Malm (Dentalina muendensis MART.) und bei 345 m durch Macrodentina (Polydentina) steghausi steghausi (KLINGLER) als mittleres Kimmeridge belegt werden. Die Bohrungen V i e s e n 10 und 11, an der 0 - bzw. SW-Flanke des Salzstockes, haben das Deckgebirge gerade erst durchteuft und erbohrten an der Tertiärbasis Sandstein und Schieferton des Valendis (Wealden). Bohrung V i e s e n 9 an der NW-Flanke brachte ebenfalls keine neuen Ergebnisse, sie durchteufte die bekannte

Schieferton-Sandsteinfolge. Mit diesen Bohrungen wurde der Salzstock auf einen kleinen Raum eingeengt, und die Kenntnis der Lagerung und Ausbildung der Speichergesteine ist wichtig für die Lösung anderer lagerstättenkundlicher Probleme (Gasspeicherung). Nördlich der Struktur Viesen wurde die Bohrung V i e s e n 8 zur Untersuchung der Tertiär-Mächtigkeit und des Prätertiärs angesetzt, konnte aber nur bis 347,40 m niedergebracht werden. Bei 315 m wurde noch obereozäner Sandstein nachgewiesen; bis Endteufe wurde kein Kern mehr gewonnen, die Bohrung stand wahrscheinlich noch im sandigen Tertiär. Das K u r z z e i t e n g e b i e t v o n G l i e n e c k e südlich des Salzstockes Viesen (s. Abb. 1) wurde mit den Bohrungen Viesen 4 und 7 untersucht. Die hier von R E I N H A R D T (S. L i t . ) u n d L E H N E R T (S. L i t . ) v e r m u t e t e

„Struktur Glienecke" wurde durch die Bohrergebnisse nicht bestätigt. Unter 216 m Pleistozän und Tertiär erbohrte die „Top"-Bohrung V i e s e n 4, die noch nicht beendet ist, bisher 30 m sehr harte sandig-kalkige Oberkreide (Coniac). Die an der vermuteten Südflanke angesetzte Bohrung V i e s e n 7 kam an der Tertiärbasis (237 m) in dunkelgrauen Tonmergelstein des höheren Coniac bis Santon, der bei Endteufe 501,80 m noch nicht durchsunken war. Die sich danach ergebenden tektonischen Verhältnisse zeigt Abb. 3. Die bisher in SW-Brandenburg an der Struktur Viesen durchgeführten Bohrungen haben demnach folgende Formationsglieder angetroffen:

k ro

/

/OV4

Glienecke

Abgedeckte Karte (Tertiärbasis) (Deutung ) ca c=3 c=a Sdlzstockrana (vermutet! — -— —

Abb. 2

Formarionsgretize (")

Z e c h s t e i n : T r i t t als Gips u n d A n h y d r i t in der B o h r u n g Viesen 6 im Salzstock a u f . K e u p e r : Paläontologisch n u r d u r c h Megasporen belegt. E r b o h r t in Viesen 1 (E) als hellgrauer bis g r a u e r F e i n s a n d stein, z. T. m i t kohligen Schlieren u n d dolomitiscli-mergeligem Bindemittel, u n d fester, g r a u e r D o l o m i t s a n d s t e i n m i t Q u a r z d r u s e n (vermutlich O b e r r ä t ) ; g r a u e u n d grünliche Mergel, Mergelstein m i t dolomitischen E i n l a g e r u n g e n u n d g r ü n g r a u e Mergel u n d F e i n s a n d s t e i n e des Ober-, Mittel- u n d U n t e r r ä t , möglich a u c h Schilfsandstein des Mittleren K e u p e r . Die Schichten sind a m nördlichen S a l z s t o c k r a n d hochgeschleppt w o r d e n . J u r a : L i a s u n d D o g g e r noch n i c h t e r b o h r t ; Dogger w u r d e v o n F. KÖLBEL in der B o h r u n g Golzow 2/1955 n a c h gewiesen. M a l m w u r d e in Viesen 5 u n t e r dem W e a l d e n als graublauer, m i t t e l s a n d i g e r S a n d s t e i n m i t kieseligem u n d schwach dolomitischem B i n d e m i t t e l , b u n t e K a l k s t e i n e , D o l o m i t u n d Schiefermergel, z. T. brekziös ausgebildet, e r b o h r t , ohne ihn ganz zu d u r c h t e u f e n . I m t i e f s t e n Teil w u r d e m i t t l e r e s bis oberes K i m m e r i d g e mikropaläontologisch belegt. K r e i d e : V o n der U n t e r k r e i d e sind bisher n u r S a n d steine u n d b i t u m i n ö s e Schiefertone des Valendis b e k a n n t . Die S a n d s t e i n e sind feinkörnig u n d zeichnen sich d u r c h g u t e Speichereigenschaften aus. O b e r k r e i d e ist wahrscheinlich in der Mulde südlich des Salzstockes m ä c h t i g entwickelt. Bisher w u r d e in Viesen 4 u n t e r dem T e r t i ä r h a r t e s , sandig-kalkiges Coniac, in Viesen 7 Tonmergelstein des höheren Coniac bis S a n t o n e r b o h r t . T e r t i ä r : P a l ä o z ä n wurde nur über dem ausgelaugten G i p s h u t des Salzstockes v o r g e f u n d e n . Marine kalkige S a n d e werden v o n einer limnisch-terrestrisehen Folge m i t T o n e n , S a n d e n u n d Braunkohlenflözen ü b e r l a g e r t . G e s a m t m ä c h t i g keit ca. 85 m . Das aus S a n d e n u n d Mergeln b e s t e h e n d e O b e r e o z ä n w u r d e in allen B o h r u n g e n m i t e t w a 20 m Mächtigkeit als älteste t e r t i ä r e B i l d u n g angetroffen, a u ß e r in der B o h r u n g Viesen 6, wo es in der Auslaugezone des Salzstockes 35 m m ä c h t i g auf das P a l ä o z ä n folgt. A u c h in der B o h r u n g Viesen 8 ist es m ä c h t i g e r entwickelt, die Tertiärbasis w u r d e d o r t n i c h t erreicht. U n t e r - u n d M i t t e l o l i g o z ä n sind ebenfalls m i t ca. 100 m in allen B o h r u n g e n v o r h a n d e n , der H u p e l t o n ist etwa 90 m m ä c h t i g . J ü n g e r e A b l a g e r u n g e n des Tertiärs, die n u r in wenig b r a u c h b a r e n S p ü l p r o b e n e n t h a l t e n sein k ö n n t e n , w u r d e n noch nicht festgestellt.

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A b b . 3. N - S - P r o f i l d u r c h d e n S a l z s t o c k V i e s e n g e d e u t e t nach K a r t i e r u n g s b o h r u n g e n Sandstein 3 — Schiefertoll u n d Schiefermergel 4 — Kalkstein 5 — Tonmergelstein 6 — Anhydrit 7 — Kalkstein, sandij

P l e i s t o z ä n : Diese vor allem als Sande und Kiese angetroffenen Ablagerungen sind 90 bis 120 m mächtig. Über den B a u der S t r u k t u r Viesen lassen sich bereits einige A u s s a g e n machen. E s handelt sich hierbei u m einen kleinen Salzdiapir, an dessen Nordrand steil aufgeschleppte Schichten des Oberen K e u p e r s unter dem Tertiär angetroffen wurden (Bohrung Viesen 1 E ) . E s ist möglich, daß zwischen dieser B o h r u n g und der in den Flankenbohrungen unter Tertiär folgenden Unterkreide (Wealden) noch J u r a ausstreicht, v o n dem bisher nur Malm erbohrt wurde. Zur südlichen B a n d m u l d e des Salzstockes hin folgt auf die in der B o h r u n g Viesen 3 mit ca. 20° einfallenden Sandsteine und Schiefertone des Valendis (Wealden) flach einfallende Oberkreide. In B o h r u n g Viesen 4 wurden davon an der Tertiärbasis harte, dichte K a l k s a n d s t e i n e des Coniac, weiter südlich in B o h r u n g Viesen 7 weniger harter Tonmergelstein des höheren Coniac bis S a n t o n erbohrt. Auf Grund dieser großen Dichteunterschiede zwischen den lockeren Sandsteinen und Schiefertonen des Wealden, der schallharten, sandig-kalkigen Oberkreide und schließlich dem wehiger harten oberkretazischen Tonmergelstein k a m m a n nach den refraktionsseismischen Ergebnissen zu der Annahme einer S t r u k t u r bei. Glienecke südlich Viesen (s. A b b . 1), die sich also nicht bestätigt hat. Der Versuch, nach den jetzigen Bohrergebnissen die stratigraphischen und tektonischen Verhältnisse bis etwa 600 m Tiefe im Gebiet von Viesen darzustellen, wird mit einem N-S-Profil in Abb. 3 und einer abgedeckten K a r t e in A b b . 2 unternommen. Der Aufstieg des Salzstockes erfolgte wahrscheinlich bis zum Ober-Eozän. E h e m a l s vorhandenes marines P a l ä o z ä n in der U m g e b u n g des Salzstockes dürfte wieder a b g e t r a g e n worden sein. Nur das über der Auslaugungszone des Salzstockes abgelagerte P a l ä o z ä n blieb vor der Erosion geschützt, s a n k tiefer und wurde

von den als lokale Bildung aufzufassenden limnischterrestrischen paläozänen Sedimenten, die Braunkohlenflöze enthalten, überdeckt. Das Obereozän transgrediert auf ein gemäßigtes Belief und ist ebenso wie die jüngeren Sedimente in der näheren U m g e b u n g des Salzstockes in nahezu gleichbleibender Mächtigkeit entwickelt. Auch in der etwa 6 k m südlich v o m Salzstock stehenden Bohrung Viesen 7 liegt die Tertiärbasis bei 237 m in f a s t gleicher Tiefe, während die Bohrung Viesen 8, etwa 5 k m nördlich des Salzstockes, bei 315 m Teufe noch im Obereozän stand und auf länger anhaltende Senkungstendenz hinweist. Die bisher auf einem kleinen R a u m gewonnenen Ergebnisse werden sich erst nach weiteren Untersuchungen in einen größeren R a h m e n einfügen lassen und ein genaueres B i l d v o m tieferen Untergrund SWBrandenburgs vermitteln. Literatur B E C K , H . : Der Flechtinger Höhenzug. Sein varistischer lind saxonischer B a u p l a n . — Schriften Geol.-Paläont. Inst, der Univ. Kiel, H. 4, März 1935. K Ö L B E L , H . : Dogger, Malm, Purbeck und Valendis bei Zossen südlich von Berlin (vorläuflgeMitteilung). - Geologie J g . 3, H e f t 4, S . 4 5 1 f . l 9 5 4 . — Die bisherigen Ergebnisse der erdölgeologischen Erforschung Nordostdeutschlands. - Ztsclir. f. Angew. Geologie H e f t 1, S . 9 - 1 4 , 1956. — Entwicklung,- Ergebnisse und Perspektiven der E r k u n d u n g auf E r d ö l und E r d g a s im Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik. — Ztschr. f. Angew. Geologie, H e f t 5/6, S . 2 0 1 - 2 0 9 , 1957. L O R E N S E R , E . : Abschlußbericht ü. refraktionsseism. Untersuchungen im Geb. Süd-Brandenburg. — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentl.). MARTIN", W . : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen i m Gebiet Altmark (Burgstall). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). M E I N H O L D , R . : Bemerkungen zur F r a g e des Salzaufstiegs. — Freiberger Forschungshefte, C 22, Berlin 1956. . R E I N H A R D T : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen im Gebiet Viesen (Westbrandenburg). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). S I E M E N S & W E G N E R : Geophysikalische Strukturkarte der D D R . T H O M A S & L E H N E R T : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen i m Gebiet SW-Brandenburg (Ziesar-Rabenstein). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). T R U S H E I M , F . : Über Halokinese u. ihre Bedeutung für die strukturelle Entwickl. Iforddeutschlands. - Ztschr. d. D . G. G. B d . 109, 1. Teil, 1957. Unveröffentlichte B o h r a k t e n der Staatlichen Geologischen Kommission und des V E B Erdöl und E r d g a s , Gommern.

Ein Vorkommen von Schwefelkristallen im Stinkschiefer aus der Bohrung Bösenrode 9 am Südharzrand BODO STEINBRECHER,

Berlin

In der B o h r u n g Bösenrode 9, etwa 700 m westlich der Ortslage Bösenrode ( B l a t t Heringen, 4531), nördlich der Straße S a n g e r h a u s e n — N o r d h a u s e n , wurden im Stinkschiefer bei 320 m unter Geländeoberkante Schwefelkristalle gefunden, die Anlaß gaben, einige Betrachtungen über die Genese derartiger Vorkommen anzustellen, zumal sekundär gebildeter Schwefel im Zechstein in Verbindung mit dem Auftreten v o n Erdöl nicht selten ist, obgleich er in Deutschland bisher wirtschaftlich bedeutungslos war. Genannte B o h r u n g stand an der Nordseite der Goldenen Aue, die sich zwischen dem H a r z im N und

dem Kyffhäuser-Gebirge im S in O-W-Richtung erstreckt. Die Schichten des subsalinaren Untergrundes fallen generell nach S ein. Der Gebirgskörper in diesem Gebiet wird durch zahlreiche flach- bis steilherzynische Verwerfungen gegliedert, die je nach dem A u s m a ß der Sprunghöhen auch das supersalinare Gebirge disloziert haben. Die Zechsteinschichtenfolge liegt in der Goldenen Aue subrosiv bedingt heute nur noch unvollständig vor. Die Salze sind bis auf Reste (Staßfurt-Steinsalz und Werra-Steinsalz) abgelaugt. Zum S - H a r z r a n d hin unterliegen die Anhydrite und Gipse des Zechsteins 1, 2 und 3 in zunehmender An-

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A b b . 3. N - S - P r o f i l d u r c h d e n S a l z s t o c k V i e s e n g e d e u t e t nach K a r t i e r u n g s b o h r u n g e n Sandstein 3 — Schiefertoll u n d Schiefermergel 4 — Kalkstein 5 — Tonmergelstein 6 — Anhydrit 7 — Kalkstein, sandij

P l e i s t o z ä n : Diese vor allem als Sande und Kiese angetroffenen Ablagerungen sind 90 bis 120 m mächtig. Über den B a u der S t r u k t u r Viesen lassen sich bereits einige A u s s a g e n machen. E s handelt sich hierbei u m einen kleinen Salzdiapir, an dessen Nordrand steil aufgeschleppte Schichten des Oberen K e u p e r s unter dem Tertiär angetroffen wurden (Bohrung Viesen 1 E ) . E s ist möglich, daß zwischen dieser B o h r u n g und der in den Flankenbohrungen unter Tertiär folgenden Unterkreide (Wealden) noch J u r a ausstreicht, v o n dem bisher nur Malm erbohrt wurde. Zur südlichen B a n d m u l d e des Salzstockes hin folgt auf die in der B o h r u n g Viesen 3 mit ca. 20° einfallenden Sandsteine und Schiefertone des Valendis (Wealden) flach einfallende Oberkreide. In B o h r u n g Viesen 4 wurden davon an der Tertiärbasis harte, dichte K a l k s a n d s t e i n e des Coniac, weiter südlich in B o h r u n g Viesen 7 weniger harter Tonmergelstein des höheren Coniac bis S a n t o n erbohrt. Auf Grund dieser großen Dichteunterschiede zwischen den lockeren Sandsteinen und Schiefertonen des Wealden, der schallharten, sandig-kalkigen Oberkreide und schließlich dem wehiger harten oberkretazischen Tonmergelstein k a m m a n nach den refraktionsseismischen Ergebnissen zu der Annahme einer S t r u k t u r bei. Glienecke südlich Viesen (s. A b b . 1), die sich also nicht bestätigt hat. Der Versuch, nach den jetzigen Bohrergebnissen die stratigraphischen und tektonischen Verhältnisse bis etwa 600 m Tiefe im Gebiet von Viesen darzustellen, wird mit einem N-S-Profil in Abb. 3 und einer abgedeckten K a r t e in A b b . 2 unternommen. Der Aufstieg des Salzstockes erfolgte wahrscheinlich bis zum Ober-Eozän. E h e m a l s vorhandenes marines P a l ä o z ä n in der U m g e b u n g des Salzstockes dürfte wieder a b g e t r a g e n worden sein. Nur das über der Auslaugungszone des Salzstockes abgelagerte P a l ä o z ä n blieb vor der Erosion geschützt, s a n k tiefer und wurde

von den als lokale Bildung aufzufassenden limnischterrestrischen paläozänen Sedimenten, die Braunkohlenflöze enthalten, überdeckt. Das Obereozän transgrediert auf ein gemäßigtes Belief und ist ebenso wie die jüngeren Sedimente in der näheren U m g e b u n g des Salzstockes in nahezu gleichbleibender Mächtigkeit entwickelt. Auch in der etwa 6 k m südlich v o m Salzstock stehenden Bohrung Viesen 7 liegt die Tertiärbasis bei 237 m in f a s t gleicher Tiefe, während die Bohrung Viesen 8, etwa 5 k m nördlich des Salzstockes, bei 315 m Teufe noch im Obereozän stand und auf länger anhaltende Senkungstendenz hinweist. Die bisher auf einem kleinen R a u m gewonnenen Ergebnisse werden sich erst nach weiteren Untersuchungen in einen größeren R a h m e n einfügen lassen und ein genaueres B i l d v o m tieferen Untergrund SWBrandenburgs vermitteln. Literatur B E C K , H . : Der Flechtinger Höhenzug. Sein varistischer lind saxonischer B a u p l a n . — Schriften Geol.-Paläont. Inst, der Univ. Kiel, H. 4, März 1935. K Ö L B E L , H . : Dogger, Malm, Purbeck und Valendis bei Zossen südlich von Berlin (vorläuflgeMitteilung). - Geologie J g . 3, H e f t 4, S . 4 5 1 f . l 9 5 4 . — Die bisherigen Ergebnisse der erdölgeologischen Erforschung Nordostdeutschlands. - Ztsclir. f. Angew. Geologie H e f t 1, S . 9 - 1 4 , 1956. — Entwicklung,- Ergebnisse und Perspektiven der E r k u n d u n g auf E r d ö l und E r d g a s im Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik. — Ztschr. f. Angew. Geologie, H e f t 5/6, S . 2 0 1 - 2 0 9 , 1957. L O R E N S E R , E . : Abschlußbericht ü. refraktionsseism. Untersuchungen im Geb. Süd-Brandenburg. — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentl.). MARTIN", W . : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen i m Gebiet Altmark (Burgstall). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). M E I N H O L D , R . : Bemerkungen zur F r a g e des Salzaufstiegs. — Freiberger Forschungshefte, C 22, Berlin 1956. . R E I N H A R D T : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen im Gebiet Viesen (Westbrandenburg). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). S I E M E N S & W E G N E R : Geophysikalische Strukturkarte der D D R . T H O M A S & L E H N E R T : Abschlußbericht über refraktionsseismische Untersuchungen i m Gebiet SW-Brandenburg (Ziesar-Rabenstein). — V E B Geophysik, Leipzig (unveröffentlicht). T R U S H E I M , F . : Über Halokinese u. ihre Bedeutung für die strukturelle Entwickl. Iforddeutschlands. - Ztschr. d. D . G. G. B d . 109, 1. Teil, 1957. Unveröffentlichte B o h r a k t e n der Staatlichen Geologischen Kommission und des V E B Erdöl und E r d g a s , Gommern.

Ein Vorkommen von Schwefelkristallen im Stinkschiefer aus der Bohrung Bösenrode 9 am Südharzrand BODO STEINBRECHER,

Berlin

In der B o h r u n g Bösenrode 9, etwa 700 m westlich der Ortslage Bösenrode ( B l a t t Heringen, 4531), nördlich der Straße S a n g e r h a u s e n — N o r d h a u s e n , wurden im Stinkschiefer bei 320 m unter Geländeoberkante Schwefelkristalle gefunden, die Anlaß gaben, einige Betrachtungen über die Genese derartiger Vorkommen anzustellen, zumal sekundär gebildeter Schwefel im Zechstein in Verbindung mit dem Auftreten v o n Erdöl nicht selten ist, obgleich er in Deutschland bisher wirtschaftlich bedeutungslos war. Genannte B o h r u n g stand an der Nordseite der Goldenen Aue, die sich zwischen dem H a r z im N und

dem Kyffhäuser-Gebirge im S in O-W-Richtung erstreckt. Die Schichten des subsalinaren Untergrundes fallen generell nach S ein. Der Gebirgskörper in diesem Gebiet wird durch zahlreiche flach- bis steilherzynische Verwerfungen gegliedert, die je nach dem A u s m a ß der Sprunghöhen auch das supersalinare Gebirge disloziert haben. Die Zechsteinschichtenfolge liegt in der Goldenen Aue subrosiv bedingt heute nur noch unvollständig vor. Die Salze sind bis auf Reste (Staßfurt-Steinsalz und Werra-Steinsalz) abgelaugt. Zum S - H a r z r a n d hin unterliegen die Anhydrite und Gipse des Zechsteins 1, 2 und 3 in zunehmender An-

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STEINBRECHER / V o r k o m m e n v o n S c h w e f e l k r i s t a l l e n

Gekürztes Schichtenverzeichnis, der Bohrung Bösenrode 9 ( B e a r b e i t e t v o n E . v . H O Y N I N G E N - H U E N E u n d B . STEINBRECHER, 1 9 5 4 ) von

bis

0,0 16,0 22,0 184,0 196,0 212,7 249,0 252,5 276,8 311,3 314,1

16,0 22,0 184,0 196,0 212,7 249,0 252,5 276,8 311,3 314,1 321,0

321,0 394,9 399,45 399,79 399,94 400,85

394,9 399,45 399,79 399,94 400,85 404,0

Mächtigkeit 16,0 6,0 162,0 12,0 16,7 36,3 3,5 24,3 34,5 2,8 6,9

73,9 4,55 0,34 0,15 0,91 3,15

Petrographie

Stratigraphie

Sande, Kiese, Gerolle Holozän und Pleistozän Ton mit Kohle Eozän Schiefertone, bunt Unterer Buntsandstein Schiefertone, bunt, Gips . Einsturzgeb. Gips Hauptanhydrit Anhydrit Gips, grobkrist. Tongips, grau Grauer Salzton Gips Sangerhs. Anhydrit Anhydrit Basalanhydrit Mergelkalk, schw. grau, l'ein- . Stinkschiefer gescht., b. Anschlagen stinkend, auf Klüften Schwefelkristalle und Kalkspat Anhydrit Werra-Anliydrit Kalkstein Zechsteinkalk Mergelschiefcr Kupferschiefer Konglomerat, grau Zechsteinkonglomerat Sdst. u. Kongl., grau Grauliegendes Kongl. mit Sdst.-lageri, rotbraun Mansfelder Schichten

Endteufe

der Möglichkeit, j e d o c h ist sie d u r c h die o b e r f l ä c h e n n a h e L a g e r u n g des Zechsteins u n d d u r c h die fehlende S a l z ü b e r d e c k u n g v e r n i c h t e t . A u c h h e u t e n o c h h a b e n die E r d öl- u n d E r d g a s v o r k o m m e n in d e n n ö r d l i c h e n Teilen des T h ü r i n g e r Beckens w i r t s c h a f t liche B e d e u t u n g . — I n d e r B o h r u n g selbst w u r d e n keine Anzeichen v o n ö l oder Gas wahrgenommen. In m i t t e l d e u t s c h e n Gebieten finden sich im Gegensatz z u a n d e r e n R ä u m e n keine w i r t s c h a f t l i c h n u t z b a r e n Schwefelanreicher u n g e n (wie z. B. in S ü d - T e x a s u n d L o u i s i a n a a n der Mississippi-Bucht, wo große V o r k o m m e n in der C a p - R o c k - Z o n e v o n Salzdiapiren (P. K . KELLEY 1925) a u f t r e t e n u n d a u s g e b e u t e t w e r d e n ) , obgleich a m N o r d H a r z r a n d Hinweise d a f ü r v o r h a n d e n sind, d a ß in geologischer Zeit Schwefelwasserstoflquellen, wahrscheinlich b e t r ä c h t l i c h e n A u s m a ß e s , a u f t r a t e n . Die Schwefelkiesl a g e r s t ä t t e in d e n T e r t i ä r s a n d e n bei Teufelsb a d westlich B l a n k e r i b u r g (H. H A R A S S O -

n ä h e r u n g a n das Ausgehende der A u s l a u g u n g . Die Bohr u n g Bösenrode 9 d u r c h s a n k o b e n s t e h e n d e Schichten. In d e m Stinkschiefer f a n d e n sich einige gelbe, z. T. i d i o m ö r p h e Schwefelkristalle, r h o m b i s c h - b i p y r a m i d a l e r T r a c h t in einigen von K l ü f t e n a u s g e h e n d e n bis 5 cm großen K a v e r n e n (Abb. 2) u n d gelbe, derbe Schwefelaggregate, die diese H o h l r ä u m e m e h r oder weniger ausfüllen (Abb. 1), n e b e n w o h l a u s g e b i l d e t e n K a l k s p a t a g g r e g a t e n u n d -einzelindividuen. Der Stinkschiefer m a c h t , einen d u r c h b e w e g t e n E i n d r u c k ; es sind n e b e n zahlreichen m i t K a l k s p a t verheilten K l ü f t e n reichlich glänzende H a r n i s c h e entwickelt. Der Schwefel h a t sich e n t s p r e c h e n d seiner T r a c h t bei n o r m a l e n D r u c k - u n d T e m p e r a t u r v e r h ä l t n i s s e n gebildet. E i n e E n t s t e h u n g a u s v u l k a n i s c h e n E x h a l a t i o n e n ist n a c h der geologischen S i t u a t i o n u n d unseren derzeitigen K e n n t n i s s e n als u n w a h r s c h e i n l i c h a b z u l e h n e n . Mithin ist a n z u n e h m e n , d a ß sich der Schwefel aus der R e d u k t i o n v o n C a l c i u m s u l f a t zu Calciumsulfid d u r c h Erdöl, dessen r e d u z i e r e n d e E i g e n s c h a f t e n b e k a n n t sind, gebildet h a t . Calciumsulfid ist insbesondere bei Anw e s e n h e i t v o n K o h l e n d i o x y d i n s t a b i l u n d w a n d e l t sich Abb. 1. Schwefelaggregate im Stinkschiefer der Bohrung zu C a l c i u m k a r b o n a t u m , wobei Schwefelwasserstoff frei Bösenrode 9 bei 320 m, dunkel: Stinkschiefer mit Schwefel; hell: Kalkspat; Schwefel hervorgehoben wird. Bei g e h e m m t e m S a u e r s t o f f z u t r i t t , besonders in den .tieferen G r u n d w a s s e r s t o c k w e r k e n , erfolgt eine l a n g s a m e O x y d a t i o n des Schwefelwasserstoffes, wobei sich eleWITZ 1933), die als s e k u n d ä r d u r c h Schwefelwasserstoff m e n t a r e r Schwefel a b s c h e i d e t . Diese U m s e t z u n g e n reduzierte, p r i m ä r oxydische Eisenerze a u f g e f a ß t erfolgten wahrscheinlich n a c h u n t e n s t e h e n d e m Schema. w e r d e n , k a n n ebenfalls auf die T ä t i g k e i t schwefelwasserstoffhaltiger Quellen z u r ü c k g e f ü h r t w e r d e n : D a s auf die Der M i t w i r k u n g v o n d e s u l f u r i e r e n d e n B a k t e r i e n S u l f a t e des Zechstein r e d u z i e r e n d einwirkende Agenz k o m m t wohl in einigen Fällen ebenfalls eine größere B e d e u t u n g zu, soweit die geologische H 2 S-Quellen + S i t u a t i o n die V o r a u s s e t z u n g d a f ü r b o t 2 CaS — • 2 CaCO, 2 ILS Reduktion (A. LASZKIEWICZ 1956), besonders + H20 + Iiis + s d a n n , w e n n Gipse v o n m a r i n e n Serien 2 CaS0 4 4 0, langsame Oxydation t r a n s g r e s s i v ü b e r l a g e r t w e r d e n u n d die Anhydrit bei mangelndem SauerFazies geeignete L e b e n s b e d i n g u n g e n 2 H„C03 und stoffzutritt in den + + b o t . Diese Möglichkeit ist im v o r unteren Bereichen des Gips Grundwassers liegenden Falle n i c h t gegeben. E i n e möglicherweise ehemals vorh a n d e n e Ol- u n d G a s f ü h r u n g im Zechstein im Bereich der B o h r u n g Bösenrode 9 liegt d u r c h a u s im Bereich

Oxydation schwere dunkle Öle nicht aktivierte Restbitumina

Zeitschrift tür a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 10

MEINHOLD / G e o c h e m i s c h e P r o s p e k l i o i i s m e t h o i l e i i auf K o h l e n w a s s e r s t o f f e

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In d i e s e m Z u s a m m e n h a n g sei a u c h a u f die S c h w e f e l w a s s e r s t o f f q u e l l e n d e s S e r p u l i t s h i n g e w i e s e n , die sich parallel z u m N o r d r a n d der W e s e r k e t t e n h i n s t r e c k e n und die a u c h a m D e i s t e r a u f t r e t e n ( N a m m e n , E i l s e n , X e n n d o r f . (D. G R U P E 1933 u n d H . S T I L L E 1901). Die G i p s e des M ü n d e r Mergels w e r d e n d u r c h die B i t u m i n a des S e r p u l i t s zu S c h w e f e l w a s s e r s t o f f r e d u z i e r t . Die S c h w e f e l w a s s e r s t o f T q u e l l e n v o n M ü n d e r s e l b s t u n d die von S o l d o r f w e r d e n a u s den G i p s e n u n d B i t u m e n der M ü n d e r Mergel a b g e l e i t e t .

Abb. 2. Schwefeleinzelkristall im Stinkschiefer der Bohrung Bösenrode 9 bei 320 m E r d ö l ist h e u t e noch in w i r t s c h a f t l i c h n u t z b a r e n M e n g e n a m Fallstein im H a u p t d o l o m i t erhalten geblieben und wird gefördert. Auch außerhalb des Fallsteins wurden v e r s c h i e d e n t l i c h Ol- u n d G a s a n z e i c h e n bei B o h r u n g e n festgestellt, und zwar im Unteren Werra-Anhydrit und i m Z e c h s t e i n k a l k in der B o h r u n g I l b e r s t e d t 2 bei Bernburg a m Friedhof Waldau, aus dem Stinkschiefer in d e n U T - B o h r u n g e n S c h i e r s t e d t 1, i m Grubeng e b ä u d e d e s S c h a c h t e s 4 bei A s c h e r s l e b e n u n d in der U T - B o h r u n g F r i e d e n s h a l l 6, in der S c h a c h t a n l a g e des K a l i w e r k e s F r i e d e n s h a l l bei B e r n b u r g , wo der H 2 S A n t e i l b e s o n d e r s groß w a r .

E s b e s t e h e n also sehr e n g e B e z i e h u n g e n z w i s c h e n SchwefelwasserstofTquellen einerseits u n d C a l c i u m s u l f a t und B i t u m i n a andererseits. Schwefel bzw. Schwefelw a s s e r s t o f f sind in u n s e r e n B e r e i c h e n wohl s t e t s a l s H i n w e i s e f ü r eine noch v o r h a n d e n e o d e r v o r h a n d e n g e w e s e n e O l l a g e r s t ä t t e zu b e w e r t e n . S c h w e f e l , s o w e i t n i c h t e x h a l a t i v e E n t s t e h u n g e n t s p r e c h e n d der allg e m e i n e n g e o l o g i s c h e n S i t u a t i o n w a h r s c h e i n l i c h ist, k a n n a l s I n d i k a t o r g e w e r t e t w e r d e n , u n d es w ä r e r a t s a m , bei g e o l o g i s c h e n E r k u n d u n g s a r b e i t e n dein Auftreten von Schwefel besonders im Zechstein Bea c h t u n g zu s c h e n k e n . Literatur S T I L L E , II.: Gebirgsbau und Quellenverhältnisse bei Bad Nenndorf am Deister. - J b . Preuß. Geol. L-A. 22, S. 347, 1901. G R U P E , D.: Bitumenführende Horizonte im nordwestdeutschen Weißen J u r a und ihre Bedeutung als Bildner schwefelwasserstoffhaltiger Grundwässer und Quellen. - J b . Preuß. Geol. L-A. 83, S. 7 0 2 - 7 3 0 , Berlin 1933. HARASSOW1TZ, H . : Das Schwefelkiesvorkommen vom Teufelsbad westlich Blankenburg im Harz. - Z. prakt. Geol. 41, S. 4 1 - 5 6 , Halle 1933. K E L L E Y, P. K . : Sulphur salt dome, Louisiana. — Bull. Amer. Ass. Petrol. Geol. 9, S.479—496, 1925. LASZKIEWICZ, A.: Siarka Celestyn z Tarnobrzega i Szydlowa. - Archivum Mineralogiczne 20, S. 95 — 120,1956 (engl.sprach. Zusammenfasse.).

Entwicklungsstand und Probleme der geothemischen Prospektionsmethoden auf Kohlenwasserstoffe RUDOLF MEINHOLD,

Gommern

1. E i n l e i t u n g Die geochemische Prospektion auf Erdöl und E r d g a s , e t w a gleichzeitig in D e u t s c h l a n d u n d d e r U d S S R d u r c h L A U B M E Y E R u n d SOKOLOW b e g r ü n d e t , h a t i m L a u f e der J a h r e sehr w e c h s e l n d e s I n t e r e s s e h e r v o r g e r u f e n . Auf d e m G e b i e t e der D D R w u r d e n die e r s t e n M e s s u n g e n 1 9 3 2 in T h ü r i n g e n v o n L A U B M E Y E R d u r c h g e f ü h r t , die h o f f n u n g s v o l l verliefen. J e d o c h e r l a h m t e in D e u t s c h l a n d nach anfänglichem E n t h u s i a s m u s das Interesse bald, d a die E r f o l g e n i c h t i m m e r den E r w a r t u n g e n e n t s p r a chen, b e s o n d e r s a b e r a u c h , weil die sich m ä c h t i g entwickelnden geophysikalischen Verfahren bessere Erf o l g e v e r s p r a c h e n . D i e Mißerfolge b e r u h t e n z u m größt e n Teil auf der a n g e w a n d t e n M e ß m e t h o d i k . LAUBM E Y E R b e n u t z t e d a s B o l o m e t e r p r i n z i p , d. h.. e r m a ß die W i d e r s t a n d s ä n d e r u n g eines g l ü h e n d e n Platinfadens u n t e r E i n w i r k u n g der V e r b r e n n u n g s w ä r m e der i h m zugeleiteten Kohlenwasserstoffgase aus Bodengasproben. D a m i t b e k a m er a b e r nur den G e s a m t w e r t aller verb r e n n b a r e n G a s e , u n d eine U n t e r s c h e i d u n g z w i s c h e n M e t h a n u n d höheren K o h l e n w a s s e r s t o f f e n , die j a diag n o s t i s c h f ü r E r d ö l g a s e sind, k o n n t e n i c h t g e s c h e h e n . Die T r e n n u n g war nun d a m a l s nur mit chemisch-physik a l i s c h e n M i t t e l n m ö g l i c h , die einen h o h e n A u f w a n d e r f o r d e r t e n u n d f ü r den F e l d g e b r a u c h ausfielen. A u s d e m gleichen G r u n d e v e r n a c h l ä s s i g t e m a n a u c h in den

L ' S A die B o d e n g a s a n a l y s e b a l d u n d b e n u t z t e die v o n IIORVITZ u n d R O S A I R E e n t w i c k e l t e A n a l y s e der a n Bodenproben adsorbierten Bitumina. In der U d S S R j e d o c h w u r d e v o n SOKOLOW u n d seinen M i t a r b e i t e r n die M e t h o d e der B o d e n g a s a n a l y s e ziels t r e b i g w e i t e r e n t w i c k e l t . SOKOLOW a n a l y s i e r t e die B o d e n g a s e d u r c h F r a k t i o n i e r u n g in der flüssigen P h a s e bei tiefen T e m p e r a t u r e n . Der A u f w a n d d a f ü r ist b e t r ä c h t lich, u n d die G e n a u i g k e i t e n t s p r a c h n i c h t i m m e r den A n f o r d e r u n g e n . E s k o n n t e n j e d o c h sehr w e r t v o l l e E r k e n n t n i s s e g e w o n n e n w e r d e n , die SOKOLOW u n d seine M i t a r b e i t e r in z a h l r e i c h e n P u b l i k a t i o n e n n i e d e r g e l e g t h a b e n (W. A. SOKOLOW 1955 u. 1956). D a ß B o d e n g a s e d u r c h F i l t r a t i o n , E f f u s i o n o d e r Diffusion a n die O b e r f l ä c h e g e l a n g e n , ist n a c h g e w i e s e n und u n t e r l i e g t k e i n e m Zweifel m e h r . D a a b e r die W a n d e r w e g e , welche sich a u f G r u n d der g e n a n n t e n p h y s i k a l i schen V o r g ä n g e f ü r die K o h l e n w a s s e r s t o f f e e r g e b e n , vers c h i e d e n e sein w e r d e n , m a c h t die Z u o r d n u n g v o n gef u n d e n e n A n o m a l i e n zu L a g e r s t ä t t e n v i e l f a c h S c h w i e r i g k e i t e n . Ü b e r vielen L a g e r s t ä t t e n t r e t e n A n o m a l i e n nicht auf, während andererseits Anomalien a b g e b o h r t w u r d e n u n d t r o c k e n e L ö c h e r e r g a b e n . E s ist kein W u n der, d a ß a u c h in der U d S S R u n d den s o z i a l i s t i s c h e n L ä n d e r n E u r o p a s , in denen diese M e t h o d e n v e r s t ä r k t Anwendung fanden, immer mehr kritische S t i m m e n

Zeitschrift tür a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 10

MEINHOLD / G e o c h e m i s c h e P r o s p e k l i o i i s m e t h o i l e i i auf K o h l e n w a s s e r s t o f f e

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In d i e s e m Z u s a m m e n h a n g sei a u c h a u f die S c h w e f e l w a s s e r s t o f f q u e l l e n d e s S e r p u l i t s h i n g e w i e s e n , die sich parallel z u m N o r d r a n d der W e s e r k e t t e n h i n s t r e c k e n und die a u c h a m D e i s t e r a u f t r e t e n ( N a m m e n , E i l s e n , X e n n d o r f . (D. G R U P E 1933 u n d H . S T I L L E 1901). Die G i p s e des M ü n d e r Mergels w e r d e n d u r c h die B i t u m i n a des S e r p u l i t s zu S c h w e f e l w a s s e r s t o f f r e d u z i e r t . Die S c h w e f e l w a s s e r s t o f T q u e l l e n v o n M ü n d e r s e l b s t u n d die von S o l d o r f w e r d e n a u s den G i p s e n u n d B i t u m e n der M ü n d e r Mergel a b g e l e i t e t .

Abb. 2. Schwefeleinzelkristall im Stinkschiefer der Bohrung Bösenrode 9 bei 320 m E r d ö l ist h e u t e noch in w i r t s c h a f t l i c h n u t z b a r e n M e n g e n a m Fallstein im H a u p t d o l o m i t erhalten geblieben und wird gefördert. Auch außerhalb des Fallsteins wurden v e r s c h i e d e n t l i c h Ol- u n d G a s a n z e i c h e n bei B o h r u n g e n festgestellt, und zwar im Unteren Werra-Anhydrit und i m Z e c h s t e i n k a l k in der B o h r u n g I l b e r s t e d t 2 bei Bernburg a m Friedhof Waldau, aus dem Stinkschiefer in d e n U T - B o h r u n g e n S c h i e r s t e d t 1, i m Grubeng e b ä u d e d e s S c h a c h t e s 4 bei A s c h e r s l e b e n u n d in der U T - B o h r u n g F r i e d e n s h a l l 6, in der S c h a c h t a n l a g e des K a l i w e r k e s F r i e d e n s h a l l bei B e r n b u r g , wo der H 2 S A n t e i l b e s o n d e r s groß w a r .

E s b e s t e h e n also sehr e n g e B e z i e h u n g e n z w i s c h e n SchwefelwasserstofTquellen einerseits u n d C a l c i u m s u l f a t und B i t u m i n a andererseits. Schwefel bzw. Schwefelw a s s e r s t o f f sind in u n s e r e n B e r e i c h e n wohl s t e t s a l s H i n w e i s e f ü r eine noch v o r h a n d e n e o d e r v o r h a n d e n g e w e s e n e O l l a g e r s t ä t t e zu b e w e r t e n . S c h w e f e l , s o w e i t n i c h t e x h a l a t i v e E n t s t e h u n g e n t s p r e c h e n d der allg e m e i n e n g e o l o g i s c h e n S i t u a t i o n w a h r s c h e i n l i c h ist, k a n n a l s I n d i k a t o r g e w e r t e t w e r d e n , u n d es w ä r e r a t s a m , bei g e o l o g i s c h e n E r k u n d u n g s a r b e i t e n dein Auftreten von Schwefel besonders im Zechstein Bea c h t u n g zu s c h e n k e n . Literatur S T I L L E , II.: Gebirgsbau und Quellenverhältnisse bei Bad Nenndorf am Deister. - J b . Preuß. Geol. L-A. 22, S. 347, 1901. G R U P E , D.: Bitumenführende Horizonte im nordwestdeutschen Weißen J u r a und ihre Bedeutung als Bildner schwefelwasserstoffhaltiger Grundwässer und Quellen. - J b . Preuß. Geol. L-A. 83, S. 7 0 2 - 7 3 0 , Berlin 1933. HARASSOW1TZ, H . : Das Schwefelkiesvorkommen vom Teufelsbad westlich Blankenburg im Harz. - Z. prakt. Geol. 41, S. 4 1 - 5 6 , Halle 1933. K E L L E Y, P. K . : Sulphur salt dome, Louisiana. — Bull. Amer. Ass. Petrol. Geol. 9, S.479—496, 1925. LASZKIEWICZ, A.: Siarka Celestyn z Tarnobrzega i Szydlowa. - Archivum Mineralogiczne 20, S. 95 — 120,1956 (engl.sprach. Zusammenfasse.).

Entwicklungsstand und Probleme der geothemischen Prospektionsmethoden auf Kohlenwasserstoffe RUDOLF MEINHOLD,

Gommern

1. E i n l e i t u n g Die geochemische Prospektion auf Erdöl und E r d g a s , e t w a gleichzeitig in D e u t s c h l a n d u n d d e r U d S S R d u r c h L A U B M E Y E R u n d SOKOLOW b e g r ü n d e t , h a t i m L a u f e der J a h r e sehr w e c h s e l n d e s I n t e r e s s e h e r v o r g e r u f e n . Auf d e m G e b i e t e der D D R w u r d e n die e r s t e n M e s s u n g e n 1 9 3 2 in T h ü r i n g e n v o n L A U B M E Y E R d u r c h g e f ü h r t , die h o f f n u n g s v o l l verliefen. J e d o c h e r l a h m t e in D e u t s c h l a n d nach anfänglichem E n t h u s i a s m u s das Interesse bald, d a die E r f o l g e n i c h t i m m e r den E r w a r t u n g e n e n t s p r a chen, b e s o n d e r s a b e r a u c h , weil die sich m ä c h t i g entwickelnden geophysikalischen Verfahren bessere Erf o l g e v e r s p r a c h e n . D i e Mißerfolge b e r u h t e n z u m größt e n Teil auf der a n g e w a n d t e n M e ß m e t h o d i k . LAUBM E Y E R b e n u t z t e d a s B o l o m e t e r p r i n z i p , d. h.. e r m a ß die W i d e r s t a n d s ä n d e r u n g eines g l ü h e n d e n Platinfadens u n t e r E i n w i r k u n g der V e r b r e n n u n g s w ä r m e der i h m zugeleiteten Kohlenwasserstoffgase aus Bodengasproben. D a m i t b e k a m er a b e r nur den G e s a m t w e r t aller verb r e n n b a r e n G a s e , u n d eine U n t e r s c h e i d u n g z w i s c h e n M e t h a n u n d höheren K o h l e n w a s s e r s t o f f e n , die j a diag n o s t i s c h f ü r E r d ö l g a s e sind, k o n n t e n i c h t g e s c h e h e n . Die T r e n n u n g war nun d a m a l s nur mit chemisch-physik a l i s c h e n M i t t e l n m ö g l i c h , die einen h o h e n A u f w a n d e r f o r d e r t e n u n d f ü r den F e l d g e b r a u c h ausfielen. A u s d e m gleichen G r u n d e v e r n a c h l ä s s i g t e m a n a u c h in den

L ' S A die B o d e n g a s a n a l y s e b a l d u n d b e n u t z t e die v o n IIORVITZ u n d R O S A I R E e n t w i c k e l t e A n a l y s e der a n Bodenproben adsorbierten Bitumina. In der U d S S R j e d o c h w u r d e v o n SOKOLOW u n d seinen M i t a r b e i t e r n die M e t h o d e der B o d e n g a s a n a l y s e ziels t r e b i g w e i t e r e n t w i c k e l t . SOKOLOW a n a l y s i e r t e die B o d e n g a s e d u r c h F r a k t i o n i e r u n g in der flüssigen P h a s e bei tiefen T e m p e r a t u r e n . Der A u f w a n d d a f ü r ist b e t r ä c h t lich, u n d die G e n a u i g k e i t e n t s p r a c h n i c h t i m m e r den A n f o r d e r u n g e n . E s k o n n t e n j e d o c h sehr w e r t v o l l e E r k e n n t n i s s e g e w o n n e n w e r d e n , die SOKOLOW u n d seine M i t a r b e i t e r in z a h l r e i c h e n P u b l i k a t i o n e n n i e d e r g e l e g t h a b e n (W. A. SOKOLOW 1955 u. 1956). D a ß B o d e n g a s e d u r c h F i l t r a t i o n , E f f u s i o n o d e r Diffusion a n die O b e r f l ä c h e g e l a n g e n , ist n a c h g e w i e s e n und u n t e r l i e g t k e i n e m Zweifel m e h r . D a a b e r die W a n d e r w e g e , welche sich a u f G r u n d der g e n a n n t e n p h y s i k a l i schen V o r g ä n g e f ü r die K o h l e n w a s s e r s t o f f e e r g e b e n , vers c h i e d e n e sein w e r d e n , m a c h t die Z u o r d n u n g v o n gef u n d e n e n A n o m a l i e n zu L a g e r s t ä t t e n v i e l f a c h S c h w i e r i g k e i t e n . Ü b e r vielen L a g e r s t ä t t e n t r e t e n A n o m a l i e n nicht auf, während andererseits Anomalien a b g e b o h r t w u r d e n u n d t r o c k e n e L ö c h e r e r g a b e n . E s ist kein W u n der, d a ß a u c h in der U d S S R u n d den s o z i a l i s t i s c h e n L ä n d e r n E u r o p a s , in denen diese M e t h o d e n v e r s t ä r k t Anwendung fanden, immer mehr kritische S t i m m e n

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 ( 1 9 5 9 ) H e f t 10

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MEINHOLD / Geocheinisclie Prospektionsmethoden auf Kohlenwasserstoffe

l a u t wurden, welche die Brauchbarkeit der geothemischen Prospektion auf Kohlenwasserstoffe verneinten. Zwei große Arbeitskonferenzen, die erste in B r ü n n v o m 1.—5. 10. 1957 und die zweite in Moskau v o m 21.—26. 4. 1958, beschäftigten sich mit Wert und Unwert dieser Methoden. Ihre Ergebnisse sind die H a u p t s t ü t z e dieser zusammenfassenden Darstellung. Außer den bereits genannten Verfahren der B o d e n g a s a n a l y s e und der Analyse von Bodenproben auf adsorbierte B i t u m i n a (bituminologische Methode) können noch andere Verfahren angewendet werden, die gleichfalls auf der Migration des Lagerstätteninhaltes beruhen. S t a t t des chemischen oder physikalischen Nachweises können auch Bakterien als Indikatoren verwendet werden (geomikrobiologische Methode). Ferner gehören hierzu die Untersuchung von Bodensalzen, welche migrierten L a g e r s t ä t t e n w ä s s e r n entstammen, die Verteilung radioaktiver Elemente und schließlich die Untersuchung der unterirdischen Wässer selbst, deren chemischer Zustand j a wichtige Hinweise auf Erdöllagerstätten gibt. Im Zusammenhang mit diesen Methoden muß m a n auch die Untersuchungen zur A u f k l ä r u n g des geochemischen Zustandes der Sedimentgesteine zur Zeit ihrer Ablagerung nennen. Sie geben gleichfalls Hinweise über mögliche Muttergesteinsfolgen. Alle diese Methoden verdienen Interesse, da sie billig sind und zusätzlich zu anderen Untersuchungsergebnissen, z. B . denen der Geophysik, Informationen liefern.

2. Die Bodengasanalyse Das LAUBMEYERsche Verfahren nach dem Bolometerprinzip wurde im EÖTVÖS-Institut in U n g a r n (Arbeitskonferenz Brno 1957) wieder aufgegriffen und weiterentwickelt. In dem einen Zweig einer WHEATSTONschen B r ü c k e liegt die Verbrennungsspirale, das Gas strömt nach Abkühlung über eine Spirale im zweiten Brückenzweig, die Differenz zwischen beiden Brückenzweigen wird gemessen. D a m i t ließ sich die Grenzempfindlichkeit auf 5 • 1 0 - 4 % steigern. Der Fehler des LAUBMEYER-Gerätes, resultierend aus der verschiedenen spezifischen W ä r m e der Trägerluft, ist durch diese Differenzmessung ausgeschaltet. Auch in Polen wurde ein ähnliches Gerät entwickelt. D a s B a r y t g e r ä t nach SOKOLOW (1955), bei welchem das aus der Verbrennung resultierende C 0 2 mit Hilfe der Reaktionszeit gemessen wird, welche m a n benötigt, u m mit B a r y t w a s s e r die ersten Kristalle von B a r i u m k a r b o n a t zu erzeugen, wird in U n g a r n als nicht geeignet erachtet, da es subjektive Werte ergebe. In Polen ebenso wie in der C S R sind jedoch solche Geräte noch erfolgreich in Anwendung.

5 — Heizvorrichtung, 6 — Verbrennungsraum, 7 — Kolorimetr. Reaktionskammer, 8 — Vergleichsflüssigkeit, 9 — Farbfilter, 10 — Beleuchtung, 11 u. 12 — Fotozellen, 13 u. 14 — Eegistriergalvanometer

Bei diesen Geräten verzichtet m a n der Einfachheit halber auf die Trennung der höheren Kohlenwasserstoffe. Sie dienen also vornehmlich der Rekognoszierung. Die von S O K O L O W und T U R K E L T A U B (1954) in der U d S S R und die in den U S A entwickelten Geräte zur Abtrennung der höheren Kohlenwasserstoffe bei sehr tiefen Temperaturen sind nicht mehr im Gebrauch, weil sie im Feldbetrieb nicht anwendbar sind. E i n Gerät nach SPECTOR-DODGE (1947) ist in U n g a r n versucht worden. D a s aus der Verbrennung a m Platinfaden resultierende C 0 2 wird in Natriumphenolphtalatlösung geleitet und die F a r b ä n d e r u n g photometriert. Die Grenzempfindlichkeit war nur 1 0 " ' % , zudem dauerte eine Analyse etwa 20 Minuten (A. B E R G H & L . S T E G E N A 1956). Die größte Aufmerksamkeit verdient jedoch die von JANÄK (Arbeitskonferenz B r n o 1957) in der C S R weiterentwickelte Gaschromatographie, besonders der fotokolorimetrische Ultramikro-Chromatograph, mit dem Konzentrationen von 1 0 " e % bei einer sauberen Trennung der K o m p o n e n t e n noch sicher nachgewiesen werden können. D a s aus der Chromatographen-Kolonne austretende Gas wird v e r b r a n n t und das entstehende C 0 2 kolorimetrisch nachgewiesen, die F a r b ä n d e r u n g der L ö s u n g wird fotoelektrisch registriert. Bei einem neueren Verfahren, das auch in der D D R angewendet wird, wird das Gas an Aktivkohle im Azetometer angereichert, der Chromatographensäule aufgegeben und dann in der unten angegebenen Weise registriert. Auch in anderen L ä n d e r n ( U d S S R , U S A , E n g l a n d ) wird in der Geochemie sowohl die Feststoff-Gas-Chromatographie als a u c h die Gas-Flüssigkeits-Chromatographie angewandt. Bei ersterer wird das zu untersuchende Gemisch einer Säule aufgegeben, welche aus einem festen Adsorbenten besteht und die danach mit einem inerten Gas gespült wird. Die sich j e nach Adsorptionsfähigkeit nacheinander ablösenden K o m p o nenten werden durch eine Zelle geschickt, welche einen geheizten Platinfaden enthält. Die Änderungen der Wärmeleitfähigkeit bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases werden mittels Brückenschaltung elektrisch ermittelt und in K u r v e n f o r m aufgeschrieben. Bei der hieraus abgeleiteten Thermo-Chromatographie wird außerdem die Säule mit veränderlicher T e m p e r a t u r geheizt, wodurch die Trennmöglichkeiten weiter erhöht werden. Bei der zweiten Art ist die Säule mit einem Träger und einer nichtflüchtigen Flüssigkeit gefüllt. Die verschiedene Absorption und Löslichkeit der einzelnen K o m p o n e n t e n dient zu ihrer Trennung. Bei der F e s t stoff-Gas-Chromatographie ist sonach die verschiedene Adsorption der Kohlenwasserstoffe der entscheidende Vorgang. Bei der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie gilt dies nach TOTH (Arbeitskonferenz B r n o 1957) nur im Bereich kleiner Flüssigkeitsmengen und großer Oberflächen des inerten Trägers. Bei kleiner spezifischer Oberfläche und großen Flüssigkeitsmengen spielt neben Lösungsvorgängen die Absorption die wesentlichste Rolle. Aktive Träger für die Feststoff-Gas-Chromatographie sind künstliche Natriumzeolithe, Silikagel, Aluminiumoxyd, Aktivkohle u. a. Inerte Träger der GasFlüssigkeits-Chromatographie sind Kieselgur, Bleicherde, Aluminiumsilikat u. a. Stoffe verschiedener Korngröße. Als Flüssigkeiten dienen Dibutylphtalat, Silikonöl, Paraffinöl, D i m a t h y l f o r m a m i d u. a. In der U d S S R ist ein Chromatograph nach der Zirkulationsmethode entwickelt worden (TURKELTAUB

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Helt 10 MEINHOLD / G e o c h e m i s c h e P r o s p e k t i o n s m e t h o d e n a u f K o h l e n w a s s e r s t o f f e

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Tabelle 1 Tatsächliche Teufe (m)

Angegebene Kernteufe s ZGF kurz umrissen. Geologische Dokumentationen, Ergebnisberichte und Gutachten sowie Ergebnisse von Bohrungen und Erdaufschlüssen aller auf dem Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik durchgeführten Erkundungs-, Aufschluß- und Forschungsarbeiten werden gesammelt, registriert und katalogisiert. Das gesammelte Material ergibt eine Auswertungsmöglich') Der volle Text der Anordnung wird nach ihrer Bestätigung in unserer Zeitschrift erscheinen.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 LANGE & BEHRENS / Zentraler Geologischer Fonds der DDR

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keit, die mit den verschiedensten Darstellungsarten durchgeführt wird (Statistiken, Graphiken, Kartogrammen, Bilanzen usw.). Hierdurch kann der ZGF Institutionen der verschiedenen Wirtschafts-, Industrieund Forschungszweige in konzentriertester Form über den Inhalt der gesammelten und katalogisierten Dokumente ihres Arbeitsgebietes unterrichten. Damit können andererseits Betrieben, Vereinigungen und Instituten die Ergebnisse bereits früher durchgeführter Arbeiten zugänglich gemacht werden. Eine laufende Einsichtnahme in die vorhandene Dokumentation wird Doppelund Parallelarbeiten vermeiden lassen und besonders wertvolle Hilfe bei der Perspektivplanung leisten. Ausführlicher spricht sich die am 7. Juli 1958 herausgegebene sowjetische „Instruktion über die Erfassung, systematische Zusammenstellung, Aufbewahrung und den Gebrauch der Unterlagen der Geologischen Fonds des Ministeriums für Geologie und Lagerstättenschutz der U d S S R " über diejenigen Dokumente aus, die einer Aufbewahrung beim Geofonds unterliegen:

Die Anordnung über Bildung und Tätigkeit des ZGF wendet sich an alle geologisch arbeitenden und Bergbau betreibenden Institutionen, Betriebe, Vereinigungen, Hochschulen, Fachschulen und Akademien mit ihren Institutionen, wie auch an volkseigene Betriebe und private Unternehmen, die einzelne Bohrungen oder Erdaufschlüsse vornehmen, und verpflichtet sie, beabsichtigte Arbeiten anzuzeigen, genehmigen zu lassen und über die Ergebnisse ihrer Arbeit schriftlich zu berichten. Die Berichterstattung erfolgt z. T. direkt an den ZGF. Da, wo eine wissenschaftliche Interpretation und Zusammenfassung von Einzelarbeiten zu Ergebnisberichten, Gutachten, Stellungnahmen usw. durch den zuständigen Geologischen Dienst erforderlich ist (ingenieurgeologische und hydrogeologische Aufschlüsse), muß das Einzelergebnis zur weiteren Bearbeitung dem Beauftragten des ZGF bei den bezirklichen Geologischen Diensten zu festgesetzten Fristen übergeben werden. Die Genehmigungen zur Inangriffnahme von Erkundungsund Aufschlußarbeiten werden in jedem Falle vom Beauftragten des ZGF bei den Geologischen Diensten ausgesprochen.

,,a) Berichte über alle Arten von geologischen Kartierungs-, Such- und Erkundungsarbeiten sowie über geomorphologische, hydrogeologische, ingenieurgeologische, ärogeologische und geophysikalische Arbeiten; b) Berichte über alle Arten wissenschaftlicher Forschungsarbeiten auf den Gebieten der Geologie, Hydrogeologie, Ingenieurgeologie, Geophysik, der technologischen Erforschung der Mineralrohstoffe, Bewertung der nutzbaren Lagerstätten, Ökonomik, Methodik, Planung und Erfassung der geologischen Erkundungsarbeiten; c) der geologische Teil der Jahresberichte der geologischen Haupt- und Gebietsverwaltungen, Truste, Kombinate, Vereinigungen, Expeditionen und Institute; d) Rechenschaftsbilanzen der Vorräte, Bilanzen über die Versorgungslage der Bergbaubetriebe mit erkundeten Vorräten an Mineralrohstoffen sowie die Protokolle der technischen Konferenzen und Kommissionen zur Bestätigung der Bilanzen (die Protokolle der Staatlichen Vorratskommission, der Vorratskommissionen der Gebiete, des WissenschaftlichTechnischen Rates und der technischen Beratungen bei den Leitern der Organisationen); e) die Erfassungsblätter des Katasters der nutzbaren Lagerstätten und des Katasters der Grundwasser; f) Unterlagen, die den Stand der geologischen, hydrogeologischen und geophysikalischen Erforschung des Gebietes der UdSSR kennzeichnen (Erfassungsblätter, Kartogramme u. a.); g) geologische, hydrogeologische, ingenieurgeologische, geomorphologische, geophysikalische Karten sowie alle Karten, die die Verteilung der nutzbaren Bodenschätze kennzeichnen."

Bezogen und modifiziert auf unsere eigenen Verhältnisse wird auch der Zentrale Geologische Fonds der DDR im gleichen Rahmen die gesamte schriftliche Dokumentation erfassen. Die vorhandenen Dokumente und Archivalien ermöglichen es dem ZGF, Kontrollfunktionen für die Staatliche Plankommission zu übernehmen. An Hand der möglichst umfassend katalogisierten Dokumentation ist er in der Lage, wichtige Hinweise für die Realität und Einhaltung der Kontrollziffern der Volkswirtschafts- und Perspektivpläne zu geben. Endlich wird die Anweisung von Erkundungsund Investitionsmitteln an Betriebe, Vereinigungen und Institute von einer Unbedenklichkeitserklärung des ZGF abhängig gemacht werden. Weiter wird in Zusammenarbeit mit der Zentralen Vorratskommission für mineralische Rohstoffe (ZVK) eine wissenschaftliche Lagerstättenpflege betrieben, die einerseits auf der geologisch-lagerstättenkundlichen Dokumentation, andererseits auf den Vorratsbilanzen der ZVK und den Produktionszahlen der Betriebe beruht.

Die Erfüllung der Aufgaben des ZGF ist abhängig von der Vollständigkeit des zur Verfügung stehenden Fundus. Das bedingt einen Rückgriff auf vorhandene Dokumentationen aus früheren Zeiten. Neue und alte Melde- und Diplomarbeiten, Dissertationen und Habilitationen werden zur Katalogisierung und Auswertung ebenso herangezogen wie Ergebnisse durchgeführter Forschungs- und Grundlagenarbeiten, Aktenbestände früherer Behörden, Betriebe usw. Dabei ist grundsätzlich nicht beabsichtigt, bestehende Sammlungen zu zerstören. In besonderen Fällen kann aber vom ZGF die Abgabe von Duplikaten verlangt oder eine Vervielfältigung angeordnet werden. Im Einvernehmen mit den zuständigen Organen der staatlichen Verwaltung kann schließlich die Ausleihe von wichtigen Erkundungsergebnissen von der Genehmigung des ZGF abhängig gemacht bzw. untersagt werden. In seltenen Fällen kann auch ein interessantes Stück in die Sammlung des ZGF eingereiht werden. Um die Staatliche Plankommission richtig beraten zu können, benötigt der Zentrale Geologische Fonds auch eine Übersicht über die mineralischen Rohstoffvorkommen des Auslandes und ihre nach den neu sten wissenschaftlich-technischen Erkenntnissen und Entwicklungen gewonnenen voraussichtlichen Perspektiven. Anläßlich einer Informationsreise der Verfasser nach der Sowjetunion wurde über diese neue Arbeitsrichtung mit Fachkollegen des Allunions-Fonds beraten; sie wurde aber bisher noch nicht in Angriff genommen. Schließlich wird dem ZGF ein zentrales Bohrarchiv angegliedert werden. Seine Grundlage bildet das bei der Unterlagenzentrale des Zentralen Geologischen Dienstes in Berlin seit langem geführte Bohrarchiv. Ergänzt wird es durch die regionalen Bestände der bezirklichen Geologischen Dienste. Auch hier soll Bestehendes nicht zerstört, sondern Vorhandenes einfacher, einheitlicher und zweckmäßiger gestaltet und koordiniert werden. Dies um so mehr, als bei der Vielzahl der vorhandenen Unterlagen die alte Einteilung nach Meßtischblatt bzw. Baugrundkarte beibehalten werden muß. Wegen des zu' erwartenden großen Interessentenkreises wird das Bohrarchiv so organisiert, daß die gleiche Katalogkarte im ZGF, in der Unterlagenzentrale des Zentralen

Zeitschrift iiir angewandte Geologie (1959) Heit 10 456

B E H R E N S & MARKERT / Lochkartenverfahren zur k o m p l e x e n

Geologischen Dienstes und in den regionalen Geologischen Diensten vorhanden ist, während die Originaldokumentation (Anmeldung, Genehmigung, Schichtverzeichnis bzw. Arbeitsergebnis) vollständig nur beim Zentralen Geologischen Fonds vorhanden sein wird. Eine solche Regelung ist um so mehr notwendig, als die Anordnung über Bildung und Tätigkeit des Z G F die jetzt noch gültige „Anordnung über Anmeldung und Kontrolle von Bohrungen und Erdaufschlüssen" (ZVOB1. Nr. 16 v. 31. 3. 1948) aufhebt und dem Leiter des Z G F das Recht einräumt, ablieferungspflichtige Arbeitsergebnisse notfalls durch die Anwendung eines Ordnungsstrafverfahrens einzutreiben. Diese Maßnahme erwies sich deshalb als notwendig, weil täglich Ergebnisse von Bohrungen und Erdaufschlüssen anfielen, die nur e i n e m bestimmten Zweck dienten, dann aber in Archiven — ohne daß sie anderen interessierten Stellen bekanntwurden — verschwanden. E s war erforderlich, diesen Zustand zu beenden, weil sonst an den gleichen Ansatz-

Dokumentation

punkten von anderen Institutionen für andere Zwecke der gleiche Aufschluß wiederholt werden konnte, was manchmal sogar ein drittes oder viertes Mal geschah. Dadurch, daß die Ergebnisse an zentraler und regionaler Stelle vorhanden und bekannt sind, können und müssen sie die Interessenten vor Aufnahme von Erkundungsund Forschungsaufgaben einsehen, auswerten und ihre Dispositionen danach treffen. Außerdem stehen die gesammelten Dokumente für wissenschaftliche Arbeiten und Auswertung zur Verfügung; sie dienen also der allumfassenden Vorbereitung neuer geologischer Erkundungen zur weiteren schnellen Entwicklung unserer Volkswirtschaft durch die Bereitstellung bisher unbekannter Vorräte an nutzbaren mineralischen Rohstoffen. Das koordinierende Instrument dazu wird für unsere Deutsche Demokratische Republik der neugegründete Zentrale Geologische Fonds in Zusammenarbeit mit seinen Beauftragten bei den bezirklichen Geologischen Diensten sein.

Lochkartenverfahren zur komplexen Dokumentation und Auswertung geologischer Erkundungsergebnisse PAUL BEHRENS,

Berlin, & I L S E MARKERT,

Gotha

Die geologische Erkundung besteht einerseits aus der Geländearbeit und andererseits aus der nachfolgenden Dokumentation und Auswertung der gewonnenen Ergebnisse der Kartierungsarbeiten, Bohrungen und Erdaufschlüsse. Die dokumentarische Bearbeitung erfolgte bisher in der Weise, daß in einem Aktenstück Notiz auf Notiz und F a k t auf F a k t zusammengetragen wurde, bis schließlich ein Ergebnisberieht den Abschluß bildete. Dieser wurde in Archiven aufbewahrt. Natürlich ist damit das Arbeitsergebnis dokumentiert und eine weitere Auswertung möglich, aber auf diese Art und Weise war der Forderung nach wissenschaftlicher Dokumentation kaum bzw. nur ungenügend Rechnung getragen; die Beschaffung der Ergebnisse und die weitere Arbeit mit ihnen war umständlich und zeitraubend. In zahlreichen Fällen läßt sich nachweisen, daß Bearbeiter aus diesen Gründen auf früher gewonnene Ergebnisse verzichteten. E s kommt also darauf an, die gewonnenen Ergebnisse zweckentsprechend zu bearbeiten und den Wissenschaftlern umfangreiches und gründlich ausgesuchtes Tatsachenmaterial zur Verfügung zu stellen, mit dem sie dialektisch arbeiten können. Unzählige Katalogfragmente (sowohl Listen- als auch Karteikataloge) weisen nach, daß es an Versuchen nicht gefehlt hat, für einzelne Arbeitsgebiete eigene Kataloge einzuführen. In Listenkatalogen lassen sich jedoch nur Teilgebiete erfassen; bei größeren Aufgaben werden sie unübersichtlich und zudem unhandlich und haben den Nachteil, daß sie raummäßig begrenzt sind. Spätere Ergänzungen können oft nicht mehr untergebracht werden, und der starre Aufbau erschwert bzw. verhindert die Einfügung neuer Gesichtspunkte. Karteikataloge sind bereits beweglicher und gestatten in gewissem TJ^nfange Erweiterungen. Was in einem Katalog niedergelegt wurde, hing von der Einstellung des Bearbeiters und von seinem Interessengebiet ab. Das führte zu einer subjektiven Dokumentation, die heute nicht mehr vertretbar ist.

Ein zweckentsprechendes Hilfsmittel für die Dokumentation muß folgende Forderungen erfüllen: a) b) c) d) e) f)

große A u s s a g e k r a f t , weitgehend detaillierte Darstellung, gute Erweiterungsmöglichkeiten, B e a r b e i t u n g durch H i l f s k r ä f t e , leichte H a n d h a b u n g , vollständige, fehlerfreie Auslese.

Diesen Forderungen kommen die Karteikarten, die vom V E B Organisationsmittel-Verlag in Leipzig erarbeitet wurden, weitgehend nach. Dieser Verlag liefert Karten nach der T G L 3170-56 (System Dr. GÖTZ) einschließlich erforderlichem Zubehör und ist dem Kunden durch Instrukteure bei der Wahl und Anwendung dieser Verfahren behilflich. Man hat die Wahl zwischen der Anwendung der Kerb- und der Schlitzlochkarte als manuelle Verfahren und der Sichtlochkarte als visuelles Verfahren. Worin liegen die Unterschiede dieser drei Verfahren? Sowohl bei den manuellen als auch bei den visuellen Verfahren bedient man sich der Lochung zur Kennzeichnung von Aussagen. Bei allen Formaten der Kerbund der Schlitzlochkarte haben die Löcher gleichen Durchmesser, gleichen Abstand voneinander und gleichen Abstand vom Rand. Die Lochung wird bei den Kerblochkarten mit einer Kerbzange bzw. einem Tastaturkerber vorgenommen; bei der Schlitzlochkarte verwendet man eine Handstanze, die in absehbarer Zeit durch einen Schlitzautomaten abgelöst werden wird. Zur Lochung der Sichtlochkarte benutzt man eine halbautomatische Stanze, die Löcher mit etwas geringerem Durchmesser herstellt. Mittels Selektionsnadeln werden die Kerb- bzw. Schlitzlochkarten entweder von Hand oder in einem halbautomatischen Selektionsgerät' mit elektrischem Vibrator ausgelesen und dadurch die gestellten Fragen beantwortet. Bei der Sichtlochkarte ist es erforderlich, für jeden einzelnen Begriff, mit dem man arbeitet bzw. nach dem man fragt, eine Karteikarte an-

Zeitschrift iiir angewandte Geologie (1959) Heit 10 456

B E H R E N S & MARKERT / Lochkartenverfahren zur k o m p l e x e n

Geologischen Dienstes und in den regionalen Geologischen Diensten vorhanden ist, während die Originaldokumentation (Anmeldung, Genehmigung, Schichtverzeichnis bzw. Arbeitsergebnis) vollständig nur beim Zentralen Geologischen Fonds vorhanden sein wird. Eine solche Regelung ist um so mehr notwendig, als die Anordnung über Bildung und Tätigkeit des Z G F die jetzt noch gültige „Anordnung über Anmeldung und Kontrolle von Bohrungen und Erdaufschlüssen" (ZVOB1. Nr. 16 v. 31. 3. 1948) aufhebt und dem Leiter des Z G F das Recht einräumt, ablieferungspflichtige Arbeitsergebnisse notfalls durch die Anwendung eines Ordnungsstrafverfahrens einzutreiben. Diese Maßnahme erwies sich deshalb als notwendig, weil täglich Ergebnisse von Bohrungen und Erdaufschlüssen anfielen, die nur e i n e m bestimmten Zweck dienten, dann aber in Archiven — ohne daß sie anderen interessierten Stellen bekanntwurden — verschwanden. E s war erforderlich, diesen Zustand zu beenden, weil sonst an den gleichen Ansatz-

Dokumentation

punkten von anderen Institutionen für andere Zwecke der gleiche Aufschluß wiederholt werden konnte, was manchmal sogar ein drittes oder viertes Mal geschah. Dadurch, daß die Ergebnisse an zentraler und regionaler Stelle vorhanden und bekannt sind, können und müssen sie die Interessenten vor Aufnahme von Erkundungsund Forschungsaufgaben einsehen, auswerten und ihre Dispositionen danach treffen. Außerdem stehen die gesammelten Dokumente für wissenschaftliche Arbeiten und Auswertung zur Verfügung; sie dienen also der allumfassenden Vorbereitung neuer geologischer Erkundungen zur weiteren schnellen Entwicklung unserer Volkswirtschaft durch die Bereitstellung bisher unbekannter Vorräte an nutzbaren mineralischen Rohstoffen. Das koordinierende Instrument dazu wird für unsere Deutsche Demokratische Republik der neugegründete Zentrale Geologische Fonds in Zusammenarbeit mit seinen Beauftragten bei den bezirklichen Geologischen Diensten sein.

Lochkartenverfahren zur komplexen Dokumentation und Auswertung geologischer Erkundungsergebnisse PAUL BEHRENS,

Berlin, & I L S E MARKERT,

Gotha

Die geologische Erkundung besteht einerseits aus der Geländearbeit und andererseits aus der nachfolgenden Dokumentation und Auswertung der gewonnenen Ergebnisse der Kartierungsarbeiten, Bohrungen und Erdaufschlüsse. Die dokumentarische Bearbeitung erfolgte bisher in der Weise, daß in einem Aktenstück Notiz auf Notiz und F a k t auf F a k t zusammengetragen wurde, bis schließlich ein Ergebnisberieht den Abschluß bildete. Dieser wurde in Archiven aufbewahrt. Natürlich ist damit das Arbeitsergebnis dokumentiert und eine weitere Auswertung möglich, aber auf diese Art und Weise war der Forderung nach wissenschaftlicher Dokumentation kaum bzw. nur ungenügend Rechnung getragen; die Beschaffung der Ergebnisse und die weitere Arbeit mit ihnen war umständlich und zeitraubend. In zahlreichen Fällen läßt sich nachweisen, daß Bearbeiter aus diesen Gründen auf früher gewonnene Ergebnisse verzichteten. E s kommt also darauf an, die gewonnenen Ergebnisse zweckentsprechend zu bearbeiten und den Wissenschaftlern umfangreiches und gründlich ausgesuchtes Tatsachenmaterial zur Verfügung zu stellen, mit dem sie dialektisch arbeiten können. Unzählige Katalogfragmente (sowohl Listen- als auch Karteikataloge) weisen nach, daß es an Versuchen nicht gefehlt hat, für einzelne Arbeitsgebiete eigene Kataloge einzuführen. In Listenkatalogen lassen sich jedoch nur Teilgebiete erfassen; bei größeren Aufgaben werden sie unübersichtlich und zudem unhandlich und haben den Nachteil, daß sie raummäßig begrenzt sind. Spätere Ergänzungen können oft nicht mehr untergebracht werden, und der starre Aufbau erschwert bzw. verhindert die Einfügung neuer Gesichtspunkte. Karteikataloge sind bereits beweglicher und gestatten in gewissem TJ^nfange Erweiterungen. Was in einem Katalog niedergelegt wurde, hing von der Einstellung des Bearbeiters und von seinem Interessengebiet ab. Das führte zu einer subjektiven Dokumentation, die heute nicht mehr vertretbar ist.

Ein zweckentsprechendes Hilfsmittel für die Dokumentation muß folgende Forderungen erfüllen: a) b) c) d) e) f)

große A u s s a g e k r a f t , weitgehend detaillierte Darstellung, gute Erweiterungsmöglichkeiten, B e a r b e i t u n g durch H i l f s k r ä f t e , leichte H a n d h a b u n g , vollständige, fehlerfreie Auslese.

Diesen Forderungen kommen die Karteikarten, die vom V E B Organisationsmittel-Verlag in Leipzig erarbeitet wurden, weitgehend nach. Dieser Verlag liefert Karten nach der T G L 3170-56 (System Dr. GÖTZ) einschließlich erforderlichem Zubehör und ist dem Kunden durch Instrukteure bei der Wahl und Anwendung dieser Verfahren behilflich. Man hat die Wahl zwischen der Anwendung der Kerb- und der Schlitzlochkarte als manuelle Verfahren und der Sichtlochkarte als visuelles Verfahren. Worin liegen die Unterschiede dieser drei Verfahren? Sowohl bei den manuellen als auch bei den visuellen Verfahren bedient man sich der Lochung zur Kennzeichnung von Aussagen. Bei allen Formaten der Kerbund der Schlitzlochkarte haben die Löcher gleichen Durchmesser, gleichen Abstand voneinander und gleichen Abstand vom Rand. Die Lochung wird bei den Kerblochkarten mit einer Kerbzange bzw. einem Tastaturkerber vorgenommen; bei der Schlitzlochkarte verwendet man eine Handstanze, die in absehbarer Zeit durch einen Schlitzautomaten abgelöst werden wird. Zur Lochung der Sichtlochkarte benutzt man eine halbautomatische Stanze, die Löcher mit etwas geringerem Durchmesser herstellt. Mittels Selektionsnadeln werden die Kerb- bzw. Schlitzlochkarten entweder von Hand oder in einem halbautomatischen Selektionsgerät' mit elektrischem Vibrator ausgelesen und dadurch die gestellten Fragen beantwortet. Bei der Sichtlochkarte ist es erforderlich, für jeden einzelnen Begriff, mit dem man arbeitet bzw. nach dem man fragt, eine Karteikarte an-

Zeitschrift für angewandte Geologie (1969) Helt 10 B E H R E N S & MARKERT / L o c h k a r t e n v e r f a h r e n zur k o m p l e x e n D o k u m e n t a t i o n

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mittel-Verlag herausgegebene Broschüre mit dem Titel: „Manuelle und visuelle Lochkartenverfahren nach System Dr. GÖTZ" verwiesen, die eine E i n f ü h r u n g in die Methodik der oben beschriebenen S y s t e m e gibt. Die Aufstellung des Schlüssels erfordert große Fachkenntnis und die Zusammenarbeit aller Benutzer einer solchen K a r t e i , u m die A u s s a g e k r a f t der K a r t e voll auszunutzen und dem Anspruch auf Vollständigkeit nachzukommen. N a c h R ü c k s p r a c h e beim Zentralen Geologischen F o n d s Berlin und beim V E B Organisationsmittel-Verlag in Leipzig wurden in einem regionalen S t ü t z p u n k t des V E B Erdöl und E r d g a s von den Kerblochkarte, Format K 4 mit zwei Lochreihen wissenschaftlichen Mitarbeitern erste Versuche gemacht, mit Hilfe der Kerblochkarte die im Thüringer Becken zulegen. Zur B e a n t w o r t u n g von F r a g e n werden die entniedergebrachten Tiefbohrungen auf Erdöl auszuwerten. sprechenden K a r t e n übereinandergelegt und gegen d a s E s wurde eine Kerblochkarte v o m F o r m a t K 4 mit Licht gehalten; sie geben somit durch die freien Zahlenzwei Lochreihen verwendet (s. Abb.) felder Antwort. Die Anwendung der S i c h t l o c h k a r t e entspricht im Prinzip der Anlage eines Sachregisters, wobei zur erschöpfenden B e a n t w o r t u n g noch das A k t e n s t ü c k zur H a n d genommen werden muß. Man k a n n auf ihr keinen K l a r t e x t unterbringen. Geliefert wird diese K a r t e im F o r m a t K 4 und K 5. K e r b l o c h k a r t e n werden in den F o r m a t e n K 4, K 5, K 6 geliefert. Sie sind r u n d u m mit 2 Lochreihen versehen. In diese L o c h p a a r e wird der erarbeitete Schlüsseltext durch Öffnung der Löcher zum R a n d hin eingekerbt. D a s Mittelfeld ist für K l a r t e x t vorgesehen. S c h l i t z l o c h k a r t e n im F o r m a t S 5 sind die Weiterentwicklung der Kerblochkarten und besitzen entsprechend ihrer Lochzahl eine größere Verschlüsselungsk a p a z i t ä t . Die Lochreihen befinden sich nur auf einer K a r t e n s e i t e (10 Reihen mit je 34 Löchern auf der Breitseite). Die Verschlüsselung erfolgt durch d a s Ausstanzen der Lochstege, die Löcher werden also nicht zum R a n d hin geöffnet. Die F o r m a t e K 4, K 5, K 6 bei den Kerblochkarten und S 5 bei den Schlitzlochkarten entsprechen etwa den D I N - F o r m a t e n A 4, A 5 und A 6. In Vorbereitung ist eine k o m b i n i e r t e K e r b l o c h S c h l i t z l o c h k a r t e , bei der in 9 Reihen geschlitzt und die unterste Lochreihe z u m R a n d hin geöffnet wird. Die F r a g e , ob m a n Kerbloch- oder Schlitzlochkarten anwendet, wird durch die A u s s a g e k a p a z i t ä t der K a r t e entschieden. D a z u ist jedoch noch zu vermerken, daß sich bei der manuellen Selektion, wie sie in nicht allzu umfangreichen K a r t e i e n üblich ist, die K e r b l o c h k a r t e leichter handhaben läßt. E s erübrigt sich, an dieser Stelle auf die Anwendung des einfachen oder additiven Schlüssels, die Verschlüsselung des Alphabetes und von Begriffen usw. einzugehen. Interessenten seien hier auf die vom V E B Organisations-

In der oberen Lochreihe wurden folgende allgemeine Angaben verschlüsselt: N a m e des Meßtischblattes, N a m e der Struktur, N u m m e r der Bohrung, Fündigkeit, E n d f o r m a t i o n , Verfüllung und Vermessung (Zufluß — Neigung — Kaliber — Zementkopf — K a r o t t a g e usw.) In der unteren Lochreihe wurden die F r a g e n der Stratigraphie bis ins Rotliegende und dessen Untergrund sowie der Tektonik erfaßt. Die linke Seite gibt Ausk u n f t über angetroffene Gas- und Ölvorkommen und ihren Chemismus; auf der rechten Seite werden die technischen Verhältnisse (Verrohrung, Bohrlochabschluß, Spülung usw.) und Sekundärbehandlungen dargestellt 1 ). Im K l a r t e x t werden auf der Vorderseite allgemeine F r a g e n behandelt: Koordinaten, Auftraggeber, Ausführender, Bohrverfahren, Bohrlochdurchmesser, Testergebnisse usw. und die Meterangaben der Vermessung, Verrohrung, Entrohrung und Verfüllung. Die Rückseite ist für das zusammengefaßte Schichtenverzeichnis vorgesehen. Nebenbei soll erwähnt werden, daß auf diesem Stützp u n k t auch die Gas-, Wasser- und Ölanalysen mit Hilfe von Kerblochkarten erfaßt und ausgewertet werden sollen. Die beschriebene Anwendung der Kerblochkarte ist, wie bereits erwähnt, ein erster Versuch der Kollegen des V E B Erdöl und E r d g a s , bei der geologischen Arbeit im B ü r o die moderne Technik nutzbar zu machen. Zweckdienlich erscheint der Vorschlag, vielleicht unter Leit u n g und Anleitung des Zentralen Geologischen F o n d s einen Arbeitskreis zu bilden, der sich mit der allgemeinen Anwendung manueller und visueller Lochkartenverfahren in der Geologie beschäftigt. Seitens des V E B Organisationsmittel-Verlages wird diese A u f g a b e gern unterstützt. 1 ) Sämtliche Lochfelder bieten noch genügend B a u m für eine Erweiterung der Verschlüsselung.

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 ( 1 9 5 9 ) H e i t 10

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STAMMBERGER / Zur Festlegung der Konditionen für mineralische Rohstoffe

Zur Festlegung der Konditionen für mineralische Rohstoffe FRIEDRICH STAMMBERGER, Berlin

1. V o r b e m e r k u n g Die Vorgabe der Konditionen für einen geologisch zu erkundenden Rohstoff ist für die einwandfreie Ausarbeit u n g der geologisch-technischen E r k u n d u n g s p r o j e k t e und damit für den mit der Durchführung der E r k u n d u n g betrauten Geologen wie auch für die Berechnung erkundeter Vorräte unerläßlich. Der Erkundungsgeologe muß wissen, was er suchen soll, bevor er ernsthaft an die Suche selbst gehen kann. Dabei genügt es nicht, ihm nur die Suche nach „ K u p f e r e r z " als. A u f t r a g zu erteilen. E s muß zugleich eine möglichst eindeutige Charakteristik der Eigenschaften des gewünschten bzw. von der Industrie heute und in nächster Zukunft überhaupt zu nutzenden Rohstoffes gegeben werden. Unter Konditionen verstehen wir in der Lagerstättenkundc daher einen Komplex minimaler — in gewisser Richtung auch maximaler — Forderungen, welche die Industrie auf Grund ihrer technischen Möglichkeiten und der volkswirtschaftlichen Zweckmäßigkeiten für die Nutzung eines Rohstoffes gegenwärtig und in der nächsten Zukunft an den Rohstoff stellen muß. Uberwiegend handelt es sich bei den Konditionen u m Anforderungen an die Eigenschaften des Rohstoffes (Gehalt, Mächtigkeit, schädliche Beimengungen u. ä.). Andere Forderungen — vor allem des B e r g b a u s — wie m a x i m a l e Teufe des Lagers, minimale Substanzmenge der L a g e r s t ä t t e u. a. werden im Ausland gewöhnlich nicht in der Kondition erfaßt, obwohl das nicht logisch ist. Denn diese Forderungen muß der Geologe ebenfalls kennen, wenn er erste Hinweise auf das Vorhandensein einer L a g e r s t ä t t e richtig einschätzen und eine perspektivische Bewertung seines F u n d e s geben soll. Bei den Konditionen können wir somit Forderungen unterscheiden, die sich unmittelbar auf das Erz, den Rohstoff, beziehen und vor allem seine Verarbeitungsmöglichkeit charakterisieren, und andere, welche die L a g e r s t ä t t e und die bergmännischen Forderungen berücksichtigen. Bei der Festlegung der Konditionen müssen die Geologen darauf bestehen, daß beide Gruppen erfaßt werden. Wie notwendig das ist, zeigt folgendes Beispiel: Eine Eisenerzlagerstätte im Norden der D D R , die in etwa 800—1000 m Teufe liegt, muß mindestens etwa 100 Mio t S u b s t a n z haben, bevor sie — selbst bei guten Fe-Gehalten — für die Industrie interessant wird. E i n neuer Kaligewinnungsbetrieb (Grubengebäude, Aufbereitung und F a b r i k ) kostet mit allen Nebenanlagen einige hundert Millionen DM. E s ist einleuchtend, daß seine Anlage ausreichend große, gewinnbare Vorräte voraussetzt. Da die Konditionen eines Rohstoffes so vielseitig sind, bereitet ihre praktische Festlegung große Schwierigkeiten. Hinzu k o m m t , daß einige theoretische F r a g e n , auf die sich eine solche Festlegung stützen müßte, bis heute leider nicht oder nur unvollständig untersucht worden sind. Die Vielzahl der zu berücksichtigenden Momente bei der Festlegung von Konditionen zwingt gegenwärtig bei

theoretischen Untersuchungen noch zur B e s c h r ä n k u n g auf e i n e n bestimmenden F a k t o r (um die Darlegung nicht zu verwirren). Verfasser untersucht daher nachfolgend den Gehalt an nutzbarer K o m p o n e n t e als einen der wichtigsten F a k t o r e n der Kondition. E r ist sich bewußt, daß andere F a k t o r e n (schädliche oder nützliche Beimengungen, Mächtigkeit u. a.) entweder auf analoge Weise ermittelt werden können oder einen wesenseigenen B e s t i m m u n g s g a n g erfordern. 2. Begriffe und Definitionen des Gehaltes In den Instruktionen der Z V K (s. Lit. 1, 2, 3, 4) und der einschlägigen Fachliteratur (STAMMBERGER 1956 und 1957, STOLLE 1959) wird zwischen drei Gehaltsbegriffen unterschieden: a) dem tatsächlichen Durchschnittsgehalt, b) dem industriellen Minimalgehalt, c) dem geologischen Schwellengehalt. Diese Begriffe haben grundlegende B e d e u t u n g . K l a r heit über sie muß nicht nur bei den Erkundungsgeologen, sondern auch bei den Wirtschaftlern und Werkleitern der Grundstoffindustrie vorausgesetzt werden, wenn Mißverständnisse und falsche Schlüsse vermieden werden sollen. Die Z V K h a t die Formulierung dieser Begriffe m i t großer Sorgfalt vorgenommen. Zu beobachtende Mißverständnisse sind nach Meinung des Verfassers v o r allem auf Flüchtigkeit und oberflächliches S t u d i u m dieser B e s t i m m u n g e n bzw. Definitionen durch einzelne Bearbeiter zurückzuführen. Wenn unter B e r u f u n g auf PROKOFJEW b e h a u p t e t wird (STOLLE 1955), „ d a ß eine einheitliche Auslegung der Begriffe industrieller Minimalgehalt und (geologischer) Schwellengehalt im E r z f e h l t " und diese Beh a u p t u n g als gültig für „alle Mineralgebiete der D D R " bezeichnet wird, so trifft das in keiner Weise zu. In den Instruktionen der Z V K der D D R — im Unterschied zur U d S S R und anderen sozialistischen L ä n d e r n — sind die beiden erwähnten Begriffe definiert. Da diese Instruktionen für das jeweilige Mineralgebiet innerhalb der D D R verbindlich sind, sind diese Begriffe auch „einheitlich a u s g e l e g t " . Die P r i v a t m e i n u n g eines Geologen oder Wirtschaftlers ist so lange für die P r a x i s bedeutungslos, wie die bestehenden Instruktionen nicht aufgehoben oder verändert wurden. Solche A u f f a s s u n g e n über diese grundlegenden und elementaren Begriffe beweisen einerseits die oben getroffene F e s t e l l u n g ; sie geben andererseits Anlaß, die Definitionen dieser Begriffe nochmals zu zitieren: „Der t a t s ä c h l i c h e D u r c h s c h n i t t s g e h a l t bezeichnet den Metallgehalt des gelieferten Erzes bzw. den Durchschnittsgehalt eines Blockes der Lagerstätte (berechnet nach den vorliegenden Erkundungsergebnissen) oder der ganzen Lagerstätte." (3, Pkt. 5.21) „Der i n d u s t r i e l l e M i n i m a l g e h a l t ist die unterste Grenze für den Durchschnit.1 des an die Aufbereitung bzw. an die Hütte gelieferten Erzes. Diese Grenze bezeichnet also jenen Durchschnittsgehalt einer Tages-, Schicht- usw. Lieferung, unter welchem eine wirtschaftliche Verarbeitung des Erzes zur Zeit unmöglich ist." (2, Pkt. 5.222)

Zeitschritt für angewandte Geologie (1959) Heft 10 STAMMBERGER I Zur Festlegung der Konditionen für mineralische Rohstoffe

Diese Definitionen sind so eindeutig, daß sie keinen Platz für Unklarheiten lassen. Die Industrie (z. B. Aufbereitung) verlangt (und ihrem Verlangen ist in den Konditionen Rechnung getragen worden) ein Erz von angenommen 3% im Tagesdurchschnitt. Das ist der industrielle Minimalgehalt. Geliefert wurde von der Grube ein Erz mit einem Tagesdurchschnitt von z. B. 3,2% (das ist der tatsächliche Durchschnitt). Beide Gehaltswerte figurieren in der Praxis der Betriebsführung und sind nicht ausgeklügelt. „Der tatsächliche Durchschnittsgehalt ist wichtig für betriebliche Abrechnungen und Planungen; der industrielle Minimal gehalt ist die wichtigste Bezugsziffer für gesamtwirtschaftliche Vorratsberechnungen", erläutert die Instruktion der ZVK (2, Pkt. 5.224). Und doch sind noch Unklarheiten über den industriellen Minimalgehalt und den dritten Gehaltsbegriff vorhanden, obwohl besonders dieser in den Instruktionen sehr eingehend erläutert worden ist: „ D e r g e o l o g i s c h e S c h w e l l e n g e h a l t ist die v o m Geologen für jeden Block, Lagerstättenteil usw. oder die ganze L a g e r s t ä t t e festgelegte Gehaltsgrenze, welche abbauwürdige Vorräte (Bilanz Vorräte) von den nicht abbauwürdigen (Außerbilanzvorräten) abgrenzt. Der geologische Schwellengehalt kann mit dem industriellen Minimalgehalt zusammenfallen, liegt jedoch meist unter ihm. Der Gehaltsunterschied beider ergibt sich aus der Möglichkeit, hochwertige Erze durch minderwertige bis zum industriellen Minimalgehalt zu verschneiden." (2, Pkt. 5.223)

An anderer Stelle der gleichen Instruktion wurde dieser Gedanke noch eingehender erklärt: „ D e r geologische Schwellengehalt (und damit die gehaltlich minderwertigen Erzpartien, die an der Grenze der Bilanzvorräte noch in diese bei Einhaltung des aufgegebenen industriellen Minimalgehaltes einbezogen werden können) ist unbeständig und hängt v o m Durchschnittsgehalt des betreffenden Blockes, Lagerstättenteiles, der L a g e r s t ä t t e usw. ab. E r ist um so niedriger, je mehr höhere Gehalte in größeren Partien angetroffen wurden. Der geologische Schwellengehalt wird daher in j e d e m einzelnen Fall vom Betriebsoder Erkundungsgeologen auf Grund der vorliegenden Vererzungsverhältnisse festgelegt." (2, Pkt. 5.312)

Es geht somit um die Verschneidung reicher Erzpartien mit minderwertigen. Es geht nicht um die Betrachtung einer niedrigen Einzelprobe oder einer winzigen Vertaubungsstelle inmitten einer „normalen" Erzpartie, die abbautechnisch beim Abbau des Blockes unbedingt mit hereingewonnen werden muß. Der geologische Schwellengehalt bezieht sich (im allgemeinen) auf die äußere Umgrenzung eines Bilanzvorrates. Daher hatte Verfasserin anderer Stelle formuliert: „Der geologische Schwellen- öder Grenzgehalt ist die unterste Gehaltsgrenze in einer Einzelprobe, die am äußeren Umriß einer Lagerstätte" („oder Blockes" könnte hier noch ergänzt werden) „liegt und noch in die Grenzlinie der Bilanzvorräte einbezogen werden darf." (STAMMBERGER 1 9 5 6 , S . 48.)

Der geologische Schwellengehalt legt somit fest, bis zu welchem minderwertigen Erz der Verschnitt eines guten Erzes ausgedehnt wird oder werden kann. Leider muß festgestellt werden, daß das noch nicht mit genügender Klarheit erfaßt worden ist und vor allem die Begriffe des industriellen Minimalgehaltes und des geologischen Schwellerigehaltes von Praktikern verwechselt bzw. mißverstanden werden. Diese Verwechslung hat m. E. psychologische Ursachen. Da der geologische Schwellengehalt vom Geologen in jedem

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Einzelfalle operativ festzulegen ist, muß der Geologe zwei schwerwiegende Fragen entscheiden: 1. Ist es ü b e r h a u p t s i n n v o l l , hochwertiges Fördergut zu verschneiden? 2. Wenn ja, w i e w e i t kann mit dem tatsächlichen Durchschnittsgehalt heruntergegangen werden, dieser dem industriellen Minimalgehalt angenähert werden, wenn er selbst mit einer Reihe von Unbekannten nur „vorläufig", d. h. nicht auf Grund erschöpfender Untersuchungen, festgelegt wurde (wie es heute leider noch oft der Fall ist). Offensichtlich tritt dem Praktiker bei seiner Arbeit noch ein vierter Gehaltswert entgegen: die Planauflage, der beauflagte Durchschnittsgehalt. Aus einer Blei-Zink-Grube werden z. B. folgende Werte genannt: Der Durchschnittsgehalt der Lagerstätte (2,8%), die Planauflage für den zu liefernden Durchschnittsgehalt (2,5%), der industrielle Minimalgehalt (1,0%) und der geologische Schwellengehalt (0,25%). Leider ist die Begründung des industriellen Minimalgehaltes im genannten Beispiel recht grob: In den Aufbereitungsabgängen sind 0,25% Metall enthalten, 0,5% Metall sind als minimaler Satz für eine ökonomische Betriebsführung bzw. eine Verarbeitung. des Erzes „angenommen"; es wird mit einer gewissen Verdünnung beim Abbau, gerechnet — so ergeben sich 1,0% als „industrieller Minimalgehalt". Eine solche Berechnungsmethode ist natürlich ungenügend. Es bleibt zu überprüfen, ob sie selbst als Näherungswert Berechtigung besitzt. Dazu wäre als Orientierung schon ausreichend festzustellen, ob der Betrieb bei einer durchschnittlichen Aufgabe eines Erzes mit 1,0% wirtschaftlich arbeiten könnte. Verfasser bezweifelt das. Es ist auch ein Irrtum, wenn auf Grund der Instruktionen der ZVK angenommen werden würde, daß in j e d e m F a l l e die Verschneidung eines hochprozentigen Erzes bis zur Höhe des r i c h t i g b e s t i m m t e n industriellen Minimalgehaltes erforderlich sei. (Um diese Feststellung zu begründen, sind einige allgemeine Ausführungen zum industriellen Minimalgehalt notwendig, die später folgen.) Ebenso irrig ist jedoch auch folgende Behauptung: „ U n t e r dem industriellen Minimalgehalt muß etwas abweichend von der in der Instruktion gegebenen Definition vorläufig der für die Gruben beauflagte Durchschrritts-K 2 0Gehalt des Fördergutes verstanden werden, der erst durch generell erfolgende Mischung von Partien mit höherem und niedrigerem Gehalt als Mittelwert e n t s t e h t . " (STOLLE 1959)

Wenn wir den mißverständlichen Nebensatz fortlassen, ergibt sich die Gleichung: Planauflage = industrieller Minimalgehalt. Das ist eine heute lediglich anzustrebende Identität, die nach gründlicher Rekonstruktion der Kaliindustrie weitgehend möglich ist, gegenwärtig jedoch zu einer falschen Bestimmung des industriellen Minimalgehaltes führen würde, d. h. zu seiner unbegründeten Erhöhung. Die von STOLLE gestellte Forderung ist außerdem in der Kaliinstruktion (4.31 und 4.32), in der Kupferinstruktion (5.31 und 5.32) wie auch in der Blei-Zink-Instruktion (5.311) vorausgesehen und beantwortet worden. Dort wurde festgelegt, daß ein Betrieb auf Grund zeitweilig wirkender Umstände durchaus einen höheren Gehalt als den (richtig bestimmten) industriellen Minimalgehalt abbauen kann. Die Instruktionen fordern lediglich, daß die sich hieraus ergebenden Vorratsverluste als g e p l a n t e Verjuste des Betriebes auszuweisen sind, nachdem

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vorher von der übergeordneten Verwaltung zu einem über dem industriellen Minimalgehalt liegenden Durchschnittsgehalt der Förderung die Zustimmung erhalten wurde. Verfasser ist der Meinung, daß auch der Begriff des geologischen Schwellengehaltes eindeutig ist. Die erwähnten Unklarheiten sind anscheinend dadurch entstanden, daß der industrielle Minimalgehalt bisher in der Regel nicht wissenschaftlich begründet wurde und über die Art der Festlegung selbst noch Unklarheiten bestehen. 3. Der industrielle Minimalgehalt In der Definition der Z V K wird hinsichtlich des industriellen Minimalgehaltes von einer durch die Industrie vorgegebenen Grenze gesprochen (3, Pkt. 5.22). Es heißt „Industrie" und nicht Technologie oder Technik, das sei hervorgehoben. Es ist von einer „wirtschaftlichen Verarbeitung" des Erzes die Rede, d. h. von einem ökonomischen Nutzeffekt beim Abbau solcher Rohstoffe, bei ihrer Aufbereitung und bei ihrer Verhüttung (diese drei Prozesse sind im Begriff Verarbeitung enthalten). Die Definition der Z V K enthält zwei Variable, den ökonomischen Nutzeffekt und den „technischen Entwicklungsstand" (2, P k t . 5.31). Zunächst muß geklärt werden: was ist bei uns „ökonomischer Nutzeffekt" und — wenn er bestimmt ist — wie groß muß er sein? Zweitens ist zu klären: ist die am Ort, auf der Grube, im Werk vorhandene technische Situation gemeint, oder die durchschnittliche (für das Land, für das sozialistische Lager oder das Weltniveau), oder sind die modernste Technik, Spitzenleistungen der modernen Technik und modernste Verfahren gemeint? a) Beginnen wir mit dem ökonomischen Nutzeffekt

Im Zusammenhang mit der Spezialisierung und Kooperation der Länder des sozialistischen Lagers müssen heute einige Grundfragen der Bestimmung des ökonomischen Nutzeffektes bei unserer Untersuchung anders gestellt werden als vor drei bis fünf Jahren. Früher haben wir nur den in einer Tonne des Rohstoffes vergegenständlichten Anteil an gesellschaftlicher Arbeit verglichen, d. h., wir haben untersucht, wieviel lebendige und vergegenständlichte Arbeit auf eine Tonne Rohstoff ausgegeben wird. Oft wurde dabei z. B . eine Tonne guten Eisenerzes zwei Tonnen halb so guten Erzes gleichgestellt. Diese Rechnung war schon in der Vergangenheit falsch. Denn entweder wurde das schlechte Erz noch durch die Aufbereitung verteuert oder es senkte die Produktivität der Hüttenleute so sehr, daß die Tonne E i s e n aus schlechtem Erz bedeutend teurer kam als die aus hochwertigem Erz. Wir dürfen unsere Betrachtungen somit nicht auf die bergmännische Gewinnung beschränken, sondern müssen möglichst den gesamten Produktionsprozeß bis zum Ausstoß des Endproduktes der Grundstoffindustrie erfassen. Wenn es sich dabei um einen gleichwertigen, in der Verarbeitung bereits eingesetzten Rohstoff handelt, ist es zuweilen erlaubt, schon beim bergmännischen Förderprodukt Vergleiche zu ziehen, jedoch nur bei nachgewiesener Gleichwertigkeit des Rohstoffes.In der Periode der Kooperation der sozialistischen Länder muß ein anderer Vergleich angestellt werden: In der D D R koste eine Tonne Eisen aus einheimischem

Erz an Arbeitskraft insgesamt a, an Ausrüstung usw. insgesamt b, d. h. eine Tonne Eisen kostet insgesamt a + b (davon sei der Anteil der Erzkosten gleich x = a x + bj). Um gutes Erz zu importieren, müssen z. B . im Austausch y Tonnen Kali exportiert werden (eine Tonne Kali kostet z = a 2 + b 2 ). Der Vergleich läuft dann darauf hinaus, ob die Kosten der aus importiertem Eisen hergestellten Tonne Eisen A + B geringer sind als a + b. Es darf nicht x mit z oder y z verglichen werden, d. h. die Gleichung (oder Ungleichung): a x + b t = y (a 2 + b 2 ) ist falsch, weil sie nicht die unterschiedliche Produktivit ä t der Hütte u. a. (bei verschiedenen Erzsorten) berücksichtigt. Andererseits folgt auch unter den veränderten Bedingungen, daß z. B . die Produktivität der Arbeit in unserer Kaliindustrie die Bauwürdigkeitsgrenzen solcher Rohstoffe, die wir z. T. oder ganz importieren müssen, beeinflußt. Generell ist dabei zu unterscheiden zwischen Rohstoffen, über die das sozialistische Lager in ausreichendem Maße verfügt, wie Kohle, Eisen, Kali usw., und solchen Rohstoffen, die — obwohl auch in großen Mengen vorhanden — dennoch den wachsenden Bedarf der sozialistischen Länder z. Z. noch nicht oder nur knapp befriedigen, wie z. B . Kupfer, Blei, Erdöl usw. Bei den letzteren entscheidet selbstverständlich der Bedarf und zwingt somit zu besonderen Entscheidungen. Bei der theoretischen Untersuchung müssen wir von „normalen" Situationen und Rohstoffen ausgehen. So betrachtet, muß der ökonomische Nutzeffekt zunächst in der Erreichung einer zu bestimmenden Arbeitsproduktivität im gesamten Arbeitszyklus gesehen werden. Die Gesellschaft kann allerdings von einer geringer geplanten Produktivität einzelner Industriezweige zugunsten einer höheren Produktivität anderer Industriezweige ausgehen. Der Bergbau z. B . könnte eine niedrigere Produktivität besitzen als die Metallurgie. Das hieße jedoch nur, daß in der sozialistischen Gesellschaft der Bergbau einen geringeren Anteil zum gesellschaftlichen Einkommen beisteuert. Der Vergleich zu gewissen Konzernen liegt nahe, bei denen die Gruben ohne Gewinn oder sogar mit Verlust ausgewiesen werden, der Konzern jedoch als Ganzes auf Grund besonders günstiger Verhältnisse in seinen Verarbeitungswerken mit großem Gewinn arbeitet. Dieser Vergleich hinkt jedoch. Die sozialistische Gesellschaft wird nur durch die Arbeit ihrer Mitglieder reicher, d. h. durch die Steigerung der Arbeitsproduktivität. Ziel ist daher die maximale Produktivitätssteigerung in allen Industriezweigen. Wenn es die natürlichen Verhältnisse eines Landes nicht gestatten, die Produktivität eines Industriezweiges so zu steigern, wie es die allgemeine Entwicklung der gesellschaftlichen Produktion fordert, kann der Augenblick eintreten, in welchem es — unter den Verhältnissen der sozialistischen Spezialisierung und Kooperation — sinnvoller ist, die vorhandenen Arbeitskräfte auf anderen Gebieten der Produktion mit einer höheren Produktivität einzusetzen und das benötigte Produkt — z. B . des Bergbaus — günstiger über den Austausch zu erwerben. Die gleichen technischen Verhältnisse in allen Ländern des Sozialismus vorausgesetzt, heißt das, die

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Produktivität des Bergbaus wird durch die gegebenen Lagerstättenverhältnisse weitgehend bestimmt. Die Produktivität wird bei gleichen technischen Voraussetzungen dort höher sein, wo die Lagerstätte besser ist. Für ein einzelnes Land des sozialistischen Lagers ist es dann sinnvoll, einen Rohstoff abzubauen und zu verarbeiten, wenn das Endprodukt oder ein Halbfabrikat nicht über den Weg des Austauschs günstiger erhalten werden kann. Somit bestimmt die Entwicklung in unserem Maschinenbau und anderen Zweigen unserer Exportindustrie die Grenze des ökonomischen Nutzeffektes, bei dem der Abbau eines Rohstoffes in der D D R noch gerechtfertigt ist. Diese komplizierten, vom Geologen nicht zu übersehenden Zusammenhänge können nur von der Staatlichen Plankommission richtig eingeschätzt werden. Ihre Entscheidung ist daher in diesem Zusammenhang maßgebend. b) Welcher technische Stand und welche Technologie ist für die Beurteilung eines wirtschaftlichen Abbaues zu berücksichtigen?

Einmalige technische Spitzenleistungen, die über das Niveau des technischen Standes hinausreichen, beeinflussen zwar das Gesamtniveau, haben bestimmenden Einfluß jedoch nur dann, wenn sie entscheidenden Anteil an der Gesamtproduktion haben. Die besonders günstigen Betriebsverhältnisse und Betriebserträge dienen bei solchen monopolartigen Verhältnissen im Kapitalismus einerseits dazu, um die meist teureren Anlagen besonders rasch zu amortisieren, Sondergewinne zu machen und im übrigen die Preise zu diktieren. Im Sozialismus führen sie in Verbindung mit der planmäßigen Festlegung der Werkpreise und der für den Industriezweig ermittelten Abgabepreise zu einer steten Senkung der Abgabepreise. Sie wirken sich nicht direkt aus, können somit auch nicht direkt den industriellen Minimalgehalt bestimmen. Der industrielle Minimalgehalt ergibt sich aus dem durchschnittlichen Niveau aller Betriebe eines Landes, die die Mehrheit der in Frage kommenden Erzeugnisse herstellen 1 ). Daraus folgt, daß die individuellen Verhältnisse eines Bergbaubetriebes — gleiche geologische Verhältnisse vorausgesetzt — durchaus zu verschiedenen Werkpreisen führen können, Weichs unter und über dem Durchschnitt des Industriezweiges (Abgabepreis) liegen können. J e d e s Werk kann einen geplanten Gewinn oder Verlust aufweisen, ohne daß die mit geplantem Verlust arbeitenden Betriebe echte Verlustbetriebe sind (vorausgesetzt, daß der Durchschnitt des Industriezweiges dem mit ökonomischem Nutzeffekt geplanten Abgabepreis entspricht). Dieser Abgabepreis tritt auch beim Austausch innerhalb der sozialistischen Länder auf. Das Bestreben der Wirtschaftsfunktionäre wird zweifellos darauf hinauslaufen, die Zahl der mit Verlust arbeitenden Betriebe einzuschränken und zu beseitigen. Denn das ist e i n Weg, um die Abgabepreise (Durchschnitt) für den Industriezweig weiter zu senken. Das ist im Bergbau auf verschiedene Weise möglich: 1. E s kann eine Rekonstruktion des Betriebes erfolgen, die Einführung einer modernen Technologie, die den Betrieb trotz größerer Investitionen so produktiv machen können, daß die Verluste beseitigt werden. r ) D a s unterscheidet die sozialistische W i r t s c h a f t u. a . grundsätzlich v o m K a p i t a l i s m u s » in d e m der u n g ü n s t i g s t e Betrieb noch die Durchsehnittsprofltrate bringen muß.

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2. Infolge geringer Restvorräte und anderer Umstände kann der Betrieb stillgelegt werden (das setzt unter sozialistischen Verhältnissen in der Regel voraus, daß seine bisherige Förderung von einem anderen Betrieb mit günstigeren Lagerstättenverhältnissen übernommen wird). 3. Infolge Rekonstruktion oder bedeutender Produktionserweiterung der günstig gelagerten Betriebe kann eine solch starke Verbilligung der Gesamtproduktion des Industriezweiges eintreten, daß — wachsender Bedarf an Bergbauprodukten vorausgesetzt — der Anteil der Verlust-Betriebe insgesamt so gering ist, daß der erhöhte Produktionsausstoß selbst auf Kosten von „Verlusten" volkswirtschaftlich erträglich wird (das wäre e i n a n d e r e r Weg, der zum gleichen Ziele führt). Aus diesen Bemerkungen geht bereits hervor, daß für den ökonomischen Nutzeffekt in einer konkreten Situation neben dem Arbeitsaufwand noch andere Faktoren mitbestimmend sind. Im Vordergrund steht in der sozialistischen Wirtschaft der Bedarf an einem Metall oder einem Rohstoff. Dieser Bedarf wird dadurch eindeutig bestimmt, daß der Ersatz des benötigten Metalls oder Rohstoffes durch ein anderes Metall oder einen anderen Rohstoff entweder unmöglich oder nicht zweckmäßig ist. Aus dem Bedarf und den Ausmaßen der hierzu notwendigen Produktion ergibt sich als zweiter wichtiger Faktor die Rohstofllage des Mineralgebietes. Ein guter Wirtschaftler wird bei begrenzten Vorräten mit diesen sparsamer umgehen als unter anderen Umständen. E r wird daher vorausschauend geringwertige Vorräte heute in den Abbau einbeziehen, um die vorhandenen Vorräte zu strecken. (Es ist bei der geplanten immensen Produktionssteigerung unserer Kaliindustrie sinnvoll, heute schon an eine Streckung der begrenzten Hartsalzvorräte zu denken, immer entschiedener Carnallit und Mischsalz in die Verarbeitung einzubeziehen.) Schließlich sind auch die bereitzustellenden Investmittel bei der Bestimmung des ökonomischen Nutzeffektes zu berücksichtigen. E s werden bevorzugt solche Anlagen errichtet werden, die mit relativ geringen Mitteln einen großen Produktionsausstoß ergeben. Außerdem wirken nicht nur die in Zukunft durchzuführenden Investitionen, sondern auch die in der Vergangenheit vorgenommenen. Nehmen wir an, eine veraltete Anlage (Bergbau und Verarbeitung) habe noch einen Wert von 15 Mio DM. Bei einer Förderung von x-jato sei z. B. jede Tonne durch Amortisation mit 30,— DM belastet (als Rechenbeispiel). Eine moderne, neue Anlage (danebenstehend) möge die Tonne 100,— DM billiger liefern, wobei die Tonne durch die Neuinvestition mit 70,— DM belastet sei. In diesem theoretischen Falle wäre das billigere Produkt ohne ökonomischen Nutzeffekt, da die eingesparten 100,— DM wieder durch die stillgelegte und sich nicht amortisierende alte Anlage und den Einsatz neuer zusätzlicher Mittel bzw. ihrer Amortisation verlorengehen. Die Anlage eines neuen, modernen Werkes mit lediglich niedrigeren Gestehungskosten wäre in diesem Falle volkswirtschaftlich nicht gerechtfertigt. Der Nutzeffekt müßte durch andere volkswirtschaftliche Vorteile erhöht bzw. geschaffen werden, z. B . durch die Freimachung von Arbeitskräften, durch bedeutende Erleichterungen der physischen Arbeit in den Betrieben, durch besseren Arbeitsschutz usw. Im Unterschied zu kapitalistischen Verhältnissen können

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bei uns solche Umstände den Bau einer neuen Anlage durchaus rechtfertigen. Der industrielle Minimalgehalt wird somit u. a. durch das durchschnittliche technische Niveau innerhalb des sozialistischen Wirtschaftssystems bestimmt, bei dem ein ökonomischer Nutzeffekt zu erbringen ist, dessen Ausmaße und Charakter von der Staatlichen Plankommission festgelegt werden. Bestimmend wird hierbei als wichtigster Faktor die Höhe der erreichbaren Produktivität für Abbau und Verarbeitung des Rohstoffes (summarisch bezogen auf das Endprodukt) sein. 4. Industrieller Minimalgehalt und geologischer Schwellengehalt Der industrielle Minimalgehalt ist jene von der Industrie gesetzte Grenze, die es gestattet, einen bestimmten Rohstoff bei der definierten Güte wirtschaftlich, d. h. mit ökonomischem Nutzeffekt, zu verarbeiten. Das heißt jedoch nichts anderes, als daß dieser Nutzeffekt selbst dann erreicht werden muß, wenn diese Grenze Tag für T a g — während des ganzen Jahres — strikt eingehalten, jedoch nicht überschritten wird. Es war darauf hingewiesen worden, daß bei der Umgrenzung der Bilanzvorräte der Geologe entscheiden muß, ob es überhaupt sinnvoll ist, hochwertiges Erz zu verdünnen, d. h. mit minderwertigem zu verschneiden. Wir Geologen sind oft zu leicht geneigt, diese Frage ohne weiteres positiv zu beantworten, weil wir an einer möglichst vollständigen Nutzung der vorhandenen Vorräte besonders interessiert sind. Verfasser hatte bereits (1957) darauf hingewiesen, daß hierbei grundsätzlich drei Situationen zu unterscheiden sind: 1. die minderwertigen Vorräte könnten später o h n e z u s ä t z l i c h e K o s t e n nötigenfalls noch gewonnen werden; 2. die minderwertigen Vorräte könnten später b e i e r h ö h t e n K o s t e n nötigenfalls noch gewonnen werden; 3. die minderwertigen Vorräte gehen durch den Abbau der Bilanzvorräte u n w i e d e r b r i n g l i c h v e r l o r e n . Der erste Fäll ruft keine Schwierigkeiten bei der Entscheidung liervor. Beim zweiten sind die heutigen Vorteile den künftigen Nachteilen gegenüberzustellen. Der letzte Fall verlangt die gründlichsten Überlegungen. Auf welche Vorräte kann vom Standpunkt der Volkswirtschaft heute verzichtet werden, welche Lagerstättenverluste sind als berechtigt hinzunehmen? „Der Geologe erwartet keineswegs, daß jedes Gramm des in der Lagerstätte vorhandenen Metalls unbedingt gewonnen wird. Er verlangt nicht, daß mit Kanonen nach Spatzen geschossen wird. Worauf er besteht — und mit vollem Recht — das ist die Vermeidung jeder Vergeudung unserer Bodenschätze." (STAMMBERGER 1957.) Wo beginnt die Vergeudung? Offensichtlich geht es um den optimalen Abbau einer Lagerstätte. Dieses Optimum ergibt sich aus der Berücksichtigung aller Faktoren, die für die Nutzung einer Lagerstätte unter sozialistischen Verhältnissen wirksam sind: Metallbedarf, vorhandene Lagerstättenvorräte, Produktivität der Arbeit bei Abbau und Verarbeitung, Investitionen, rationelle Nutzung der Lagerstätte usw. Die optimale industrielle Nutzung einer Lagerstätte kann als Resultierende aus allen zu berücksichtigenden Komponenten (Faktoren) definiert werden. Da diese Faktoren in größeren Zeitabständen durchaus wechseln

bzw. ihre Größe verändern können, kann sich in größeren Zeitabständen auch die optimale Nutzung einer Lagerstätte verändern. Dieser Umstand macht es nach Meinung des Verfassers unmöglich, die von BLONDEL (1957) vorgeschlagene Lösung für sozialistische Wirtschaftssysteme zu übernehmen. Optimale Nutzung heißt andererseits keineswegs restlose Nutzung. Die Nutzung minderwertiger Vorräte — selbst wenn durch Einbeziehung solcher Vorräte der tatsächliche Durchschnitt noch über dem festgelegten industriellen Minimalgehalt läge — ist nur dann sinnvoll, wenn der Wert des zusätzlich gewonnenen Metalls die zusätzlichen Kosten (Abbau, größerer Durchsatz durch die Aufbereitung, mögliches niedrigeres Ausbringen bei geringeren Aufgabegehalten, erhöhte Verhüttungskosten usw.) übertrifft. Ist dies nicht der Fall, so kann die Einbeziehung solcher minderwertiger Vorräte in den Abbau nur vertreten werden, wenn eine ungedeckte Bedarfslücke vorhanden ist oder andere gewichtige Umstände vorliegen. Es ist durchaus denkbar, daß minderwertige Vorräte, die sonst unwiederbringlich verlorengingen (wenn sie nicht gleich mitgewonnen würden) zwar abgebaut, jedoch auf Halde gegeben werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt (bei verbesserter Technologie der Aufbereitung oder Verhüttung) zu verarbeiten. Solche Entscheidungen bedürfen jedoch gründlicher Überlegungen und sorgfältiger Berechnungen, da schon die Ausgaben für den Abbau beträchtliche Vorschüsse auf die Zukunft erfordern. 5. Plangehalte und industrieller Minimalgehalt Der in der Planauflage vorgegebene Durehschnittsgehalt wird gegenwärtig weitgehend durch den Bedarf und vorhandene Lücken in der Metall- oder Rohstoffdecke bestimmt. Er ist ferner das Ergebnis komplizierter volkswirtschaftlicher Zusammenhänge, die mehr oder weniger zeitweiligen Charakter besitzen können. Bei uns kann sich z. B. eine zeitweilige intensivierte Eigenförderung an Steinkohle möglich machen, weil gewisse im Bau befindliche Produktionsschächte — in anderen Ländern des sozialistischen Lagers — noch nicht unseren steigenden Bedarf decken können. Das kann zur Folge haben, daß — bei unveränderlicher Schachtkapazität — bei uns den Schächten Planauflagen gegeben werden, die nur bei Überschreitung der normalen Konditionen zu erfüllen sind. (Ähnliche Beispiele können auch für andere Mineralzweige genannt werden.) Ist es sinnvoll, die Kondition — z. B. den industriellen Minimalgehalt — solchen zeitweilig wirkenden Faktoren anzupassen? K a u m ! Richtiger ist die Vorschrift der ZVK, welche verlangt, daß die unter solchen Umständen verlorengehenden Vorräte als g e p l a n t e V e r l u s t e auszuweisen sind. Nur bei Beachtung dieser Vorschrift kann die Staatliche Plankommission ein wahres Bild der Auswirkungen ihrer Sonderanweisung erhalten. In einigen unserer Kaliwerke gibt es veraltete Anlagen, die natürlich nicht alle auf einmal rekonstruiert werden können. Auf Grund dieser Umstände kann die Staatliche Plankommission einzelnen Werken eine Planauflage erteilen, die nur erfüllbar ist, wenn selbst der richtig errechnete industrielle Minimalgehalt an K 2 0 überschritten wird. Ist es zweckmäßig, den industriellen Minimalgehalt dieser Planauflage anzu-

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HÄNICHEN / Probleme b e i m B a u der Talsperre Pohl

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p a s s e n ? K e i n e s w e g s ! Richtig ist die Anweisung der Z Y K , die auf Grund dieser U m s t ä n d e verlorengehenden Vorräte als p r o j e k t i e r t e V e r l u s t e anzuweisen, die später als Teilbetrag in die tatsächlichen Verluste eingehen (welche j a infolge der beträchtlichen Abbauverluste durch die jeweiligen A b b a u s y s t e m e in der Kaliindustrie bedeutend höher liegen).

günstigere Lagerstättenverhältnisse usw. der Volkswirtschaft entstehen. Diese allgemeinen Hinweise zeigen, welche B e d e u t u n g die wissenschaftlich begründeten, richtigen industriellen Minimalgehalte für die Volkswirtschaft besitzen. E s sei daher etwas näher auf die Methoden ihrer Festlegung eingegangen!

Die durch den P l a n b e a u f l a g t e Gehaltshöhe unterscheidet sich heute in einer Reihe v o n B e r g b a u b e t r i e b e n selbst von den richtig berechneten industriellen Minimalgehalten. Dieser Z u s t a n d wird auch nach den im 7 - J a h r - P l a n vorgesehenen Rekonstruktionsmaßnahmen nicht voll beseitigt sein. D a der industrielle Minimalgehalt auf der Grundlage des durchschnittlichen technischen S t a n d e s (d. h. im wesentlichen durch den S t a n d in jenen Betrieben, welche die H a u p t m a s s e der F ö r d e r u n g bei gleichwertigem Rohstoff liefern) bes t i m m t wird, wird es stets Betriebe geben, welche über und unter dieser Grenze arbeiten werden.

(Fortsetzung folgt in einem der nächsten Hefte)

Ist es nicht sinnvoller, s t a t t vorgegebener Verluste den industriellen Minimalgehalt in diesen Betrieben der P l a n a u f l a g e anzupassen? K a u m . E s i s t für die S t a a t liche Plankommission äußerst wichtig, zu erfahren, welche Verluste durch veraltete Einrichtungen oder un-

Literatur BLONDEL, F . : L'évolution de la Notion de Reserves d'un Gisement minerai. (Handschrift des im Sept. 1957 in Westberlin gehaltenen Vortrages.) PROKOF JEW, A. P. : Vorratsberechnung mineralischer Rohstoffe. — VEB Verlag Technik, Berlin 1056. — Die Umgrenzung von Erzkörpern bei Vorratsberechnungen (russisch). — Staatsverlag für wissensch.-techn. Literatur über Geologie und Lagerstättenschutz, Moskau 1955. STAMMBERGER, F.: Einführung in die Berechnung von Lagerstättenvorräten fester mineralischer Rohstoffe. — Akademie-Verlag, Berlin 1956. — Zum Problem der Bauwürdigkeit. - Z. angew. Geol. Bd. 3,1957, H. 2/3. STOLLE, E. : Zur Vorratsberechnung im Kali- und Steinsalzbergbau. — Z. angew. Geol. Bd. 5, H. 2, 1959. (1) Instruktion zur Anwendung der „Klassifikation der Lagerstättenvorräte fester mineralischer Rohstoffe" auf Kali- und Steinsalzlagerstätten. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 2/3. (2) — auf Blei-Zink-Lagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 5/6. (3) -— auf Kupferlagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 5/6. (4) — auf Flußspat- und Schwerspatlagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 4, 1958, H. 6.

Einige ingenieurgeologische Probleme beim Bau der Talsperre Pohl (Vogtl.) H A N S HÄNICHEN, F r e i b e r g / S a .

Allgemeiner Teil Im Flußgebiet der Weißen Elster besteht seit J a h r zehnten eine ungenügende Bereitstellung von Brauchwasser. Die im J a h r e 1938 erbaute Talsperre Pirk a m Oberlauf der Weißen Elster, mit einem Inhalt von rund 10 Millionen m 3 und einer Mindestabgabemenge v o n 1,3 m 3 /sec., ist bereits seit J a h r e n in Trockenzeiten nicht immer in der L a g e , den benötigten Brauchwasserbedarf der unterhalb liegenden Industrieanlagen sicherzustellen. Der Jahresabfluß der Weißen Elster a m Pegel Greiz b e t r ä g t etwa 500 Millionen m 3 , ihm steht ein J a h r e s verbrauch für Brauchwasser von 315 Millionen m 3 gegenüber. In Trockenjahren liegt die Jahresabflußmenge der Weißen Elster unter dem vorerwähnten Brauchwasserbedarf von 315 Millionen m 3 . Zur Abwendung dieses sich ständig steigernden Mißstandes war die Erörterung der P l a n u n g einer wasserwirtschaftlichen Großmaßnahme, die das Problem wenigstens teilweise lösen konnte, eine zwingende Notwendigkeit. Dabei waren der Verlauf und die Auswirkung der Katastrophenhochwässer der J a h r e 1954 und 1955 mit von ausschlaggebender Bedeutung. Allein im S t a d t g e b i e t v o n Greiz betrug der durch d a s Juli-Hochwasser 1954 eingetretene Schaden rund 10 Millionen DM. Auf Grund der Auswertung umfangreicher Untersuchungsergebnisse wurde unter B e a c h t u n g der gegebenen F o r d e r u n g „Verbesserung der Brauchwasserverhältnisse und H o c h w a s s e r s c h u t z " als technologisch und volkswirtschaftlich beste L ö s u n g der B a u der Talsperre Pohl im T a l der Trieb, einem Nebenfluß der Weißen E l s t e r , beschlossen. Die L a g e der zur Zeit im B a u befindlichen Talsperre geht aus Abbildung 1 hervor. Der Sperrkörper wird als Schwergewichtsmauer in B e t o n

ausgeführt und riegelt das Tal an der Eintrittsstelle der Trieb in das E n g t a l a m Eisenberg unterhalb der Ortschaft Pohl ab. Die m a x i m a l e Höhe der Mauer über Gründungssohle b e t r ä g t 57,18 m, die Kronenlänge 312,00 m. Die Mauerkrone wird mit einer Breite von 8,00 m als F a h r b a h n (Landstraße 1. Ordnung) ausgebildet. Die Mauer ist flach g e k r ü m m t und weist einen K r ü m m u n g s r a d i u s von 600,00 m auf. Der Mauerinhalt beträgt 160000 m 3 . Der Stauinhalt einschließlich der geplanten Vorsperren bei Altensalz, Neuensalz und Thoßfell wird mit 62,40 Millionen m 3 angegeben, so daß die Talsperre Pohl mit zu den größten Talsperren Deutschlands zählen wird. D a s Einzugsgebiet der Trieb, das durch die Talsperre abgeriegelt wird, b e t r ä g t 160 k m 2 . Bei Vollstau des Staubeckens wird eine Oberfläche von rund 400 H e k t a r überstaut. Ursprünglich war vorgesehen, die Talsperre Pohl als steingeschütteten D a m m mit wasserseitigem Dichtungselement zu erbauen. Der D a m m sollte rund 1 k m weiter t a l a u f w ä r t s von der jetzigen Sperrstelle geschüttet werden, u m die Ortschaft Pohl nicht mit zu überstauen. Bei gleichem Stauziel, nämlich bis zur Höhe 375,00 m ü. N. N., würde dabei ein Speicherraum von rund 37 Millionen m 3 geschaffen, d. h. f a s t die H ä l f t e weniger als an der Sperrstelle a m Eisenberg unterhalb der Ortschaft. D a s Verhältnis von B a u k o s t e n zu Speichergröße ist durch die Errichtung des Sperrkörpers unterhalb v o n Pohl auch unter Berücksichtigung der Verlegung der Ortschaft ein viel günstigeres geworden. Der K u b i k m e t e r S t a u r a u m der Talsperre Pohl wird somit durch Verlegung der Sperrstelle bedeutend verbilligt. Nur von wenigen Großsperren in Deutschland wird ein derart

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10

HÄNICHEN / Probleme b e i m B a u der Talsperre Pohl

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p a s s e n ? K e i n e s w e g s ! Richtig ist die Anweisung der Z Y K , die auf Grund dieser U m s t ä n d e verlorengehenden Vorräte als p r o j e k t i e r t e V e r l u s t e anzuweisen, die später als Teilbetrag in die tatsächlichen Verluste eingehen (welche j a infolge der beträchtlichen Abbauverluste durch die jeweiligen A b b a u s y s t e m e in der Kaliindustrie bedeutend höher liegen).

günstigere Lagerstättenverhältnisse usw. der Volkswirtschaft entstehen. Diese allgemeinen Hinweise zeigen, welche B e d e u t u n g die wissenschaftlich begründeten, richtigen industriellen Minimalgehalte für die Volkswirtschaft besitzen. E s sei daher etwas näher auf die Methoden ihrer Festlegung eingegangen!

Die durch den P l a n b e a u f l a g t e Gehaltshöhe unterscheidet sich heute in einer Reihe v o n B e r g b a u b e t r i e b e n selbst von den richtig berechneten industriellen Minimalgehalten. Dieser Z u s t a n d wird auch nach den im 7 - J a h r - P l a n vorgesehenen Rekonstruktionsmaßnahmen nicht voll beseitigt sein. D a der industrielle Minimalgehalt auf der Grundlage des durchschnittlichen technischen S t a n d e s (d. h. im wesentlichen durch den S t a n d in jenen Betrieben, welche die H a u p t m a s s e der F ö r d e r u n g bei gleichwertigem Rohstoff liefern) bes t i m m t wird, wird es stets Betriebe geben, welche über und unter dieser Grenze arbeiten werden.

(Fortsetzung folgt in einem der nächsten Hefte)

Ist es nicht sinnvoller, s t a t t vorgegebener Verluste den industriellen Minimalgehalt in diesen Betrieben der P l a n a u f l a g e anzupassen? K a u m . E s i s t für die S t a a t liche Plankommission äußerst wichtig, zu erfahren, welche Verluste durch veraltete Einrichtungen oder un-

Literatur BLONDEL, F . : L'évolution de la Notion de Reserves d'un Gisement minerai. (Handschrift des im Sept. 1957 in Westberlin gehaltenen Vortrages.) PROKOF JEW, A. P. : Vorratsberechnung mineralischer Rohstoffe. — VEB Verlag Technik, Berlin 1056. — Die Umgrenzung von Erzkörpern bei Vorratsberechnungen (russisch). — Staatsverlag für wissensch.-techn. Literatur über Geologie und Lagerstättenschutz, Moskau 1955. STAMMBERGER, F.: Einführung in die Berechnung von Lagerstättenvorräten fester mineralischer Rohstoffe. — Akademie-Verlag, Berlin 1956. — Zum Problem der Bauwürdigkeit. - Z. angew. Geol. Bd. 3,1957, H. 2/3. STOLLE, E. : Zur Vorratsberechnung im Kali- und Steinsalzbergbau. — Z. angew. Geol. Bd. 5, H. 2, 1959. (1) Instruktion zur Anwendung der „Klassifikation der Lagerstättenvorräte fester mineralischer Rohstoffe" auf Kali- und Steinsalzlagerstätten. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 2/3. (2) — auf Blei-Zink-Lagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 5/6. (3) -— auf Kupferlagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 3, 1957, H. 5/6. (4) — auf Flußspat- und Schwerspatlagerstätten der DDR. — Z. angew. Geol. Bd. 4, 1958, H. 6.

Einige ingenieurgeologische Probleme beim Bau der Talsperre Pohl (Vogtl.) H A N S HÄNICHEN, F r e i b e r g / S a .

Allgemeiner Teil Im Flußgebiet der Weißen Elster besteht seit J a h r zehnten eine ungenügende Bereitstellung von Brauchwasser. Die im J a h r e 1938 erbaute Talsperre Pirk a m Oberlauf der Weißen Elster, mit einem Inhalt von rund 10 Millionen m 3 und einer Mindestabgabemenge v o n 1,3 m 3 /sec., ist bereits seit J a h r e n in Trockenzeiten nicht immer in der L a g e , den benötigten Brauchwasserbedarf der unterhalb liegenden Industrieanlagen sicherzustellen. Der Jahresabfluß der Weißen Elster a m Pegel Greiz b e t r ä g t etwa 500 Millionen m 3 , ihm steht ein J a h r e s verbrauch für Brauchwasser von 315 Millionen m 3 gegenüber. In Trockenjahren liegt die Jahresabflußmenge der Weißen Elster unter dem vorerwähnten Brauchwasserbedarf von 315 Millionen m 3 . Zur Abwendung dieses sich ständig steigernden Mißstandes war die Erörterung der P l a n u n g einer wasserwirtschaftlichen Großmaßnahme, die das Problem wenigstens teilweise lösen konnte, eine zwingende Notwendigkeit. Dabei waren der Verlauf und die Auswirkung der Katastrophenhochwässer der J a h r e 1954 und 1955 mit von ausschlaggebender Bedeutung. Allein im S t a d t g e b i e t v o n Greiz betrug der durch d a s Juli-Hochwasser 1954 eingetretene Schaden rund 10 Millionen DM. Auf Grund der Auswertung umfangreicher Untersuchungsergebnisse wurde unter B e a c h t u n g der gegebenen F o r d e r u n g „Verbesserung der Brauchwasserverhältnisse und H o c h w a s s e r s c h u t z " als technologisch und volkswirtschaftlich beste L ö s u n g der B a u der Talsperre Pohl im T a l der Trieb, einem Nebenfluß der Weißen E l s t e r , beschlossen. Die L a g e der zur Zeit im B a u befindlichen Talsperre geht aus Abbildung 1 hervor. Der Sperrkörper wird als Schwergewichtsmauer in B e t o n

ausgeführt und riegelt das Tal an der Eintrittsstelle der Trieb in das E n g t a l a m Eisenberg unterhalb der Ortschaft Pohl ab. Die m a x i m a l e Höhe der Mauer über Gründungssohle b e t r ä g t 57,18 m, die Kronenlänge 312,00 m. Die Mauerkrone wird mit einer Breite von 8,00 m als F a h r b a h n (Landstraße 1. Ordnung) ausgebildet. Die Mauer ist flach g e k r ü m m t und weist einen K r ü m m u n g s r a d i u s von 600,00 m auf. Der Mauerinhalt beträgt 160000 m 3 . Der Stauinhalt einschließlich der geplanten Vorsperren bei Altensalz, Neuensalz und Thoßfell wird mit 62,40 Millionen m 3 angegeben, so daß die Talsperre Pohl mit zu den größten Talsperren Deutschlands zählen wird. D a s Einzugsgebiet der Trieb, das durch die Talsperre abgeriegelt wird, b e t r ä g t 160 k m 2 . Bei Vollstau des Staubeckens wird eine Oberfläche von rund 400 H e k t a r überstaut. Ursprünglich war vorgesehen, die Talsperre Pohl als steingeschütteten D a m m mit wasserseitigem Dichtungselement zu erbauen. Der D a m m sollte rund 1 k m weiter t a l a u f w ä r t s von der jetzigen Sperrstelle geschüttet werden, u m die Ortschaft Pohl nicht mit zu überstauen. Bei gleichem Stauziel, nämlich bis zur Höhe 375,00 m ü. N. N., würde dabei ein Speicherraum von rund 37 Millionen m 3 geschaffen, d. h. f a s t die H ä l f t e weniger als an der Sperrstelle a m Eisenberg unterhalb der Ortschaft. D a s Verhältnis von B a u k o s t e n zu Speichergröße ist durch die Errichtung des Sperrkörpers unterhalb v o n Pohl auch unter Berücksichtigung der Verlegung der Ortschaft ein viel günstigeres geworden. Der K u b i k m e t e r S t a u r a u m der Talsperre Pohl wird somit durch Verlegung der Sperrstelle bedeutend verbilligt. Nur von wenigen Großsperren in Deutschland wird ein derart

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HÄNICHEN / Probleme beim Bau der Talsperre Pohl

gend Anhäufungen von Diabasbomben in Tuflmaterial sind. Gebirgsbildende Bewegungen lassen sich heute noch in zahlreichen Verwerfungen erkennen. So wird in der näheren Umgebung von Pohl das Gelände von erzgebirgisch streichenden Verwerfungen durchzogen. Die nördlich Pohl verlaufende große Verwerfung stellt gleichzeitig eine Trennungslinie zwischen Diabasgesteinen verschiedenster Art und Schiefergesteinen dar. Aus ingenieurgeologischen Erwägungen heraus erfolgte in Abbildung 1 hauptsächlich eine Unterscheidung zwischen Schiefergesteinen und Eruptivgesteinen, ohne dabei die stratigraphischen Verhältnisse besonders zu berücksichtigen. Die Verschiedenheit des geologischen Aufbaues findet ihren getreuen Ausdruck in der Oberflächengestaltung. Auf große Strecken hin sind die Täler, besonders da, wo sie Diabasgesteine durchschneiden, zu steilwandigen Rinnen eingeengt. Das ist besonders im Triebtal augenscheinlich. Von der Sperrstelle bis zur Einmündung in die Weiße Elster sind beiAbb. 1. Geologische Übersichtskarte mit der Sperrstelle und Ausdehnung des derseits des Flusses steilaufSpeicherbeckens ragende Hänge vorhanden, günstiges Verhältnis des Staukörperinhaltes zum Stau- während im talaufwärts vorherrschenden Schiefergebiet rauminhalt, das für die Talsperre Pohl 1:390 beträgt, flache Talgehänge der Landschaft das Gepräge geben erreicht. Vergleichsweise beträgt das Verhältnis für die (Abb. 2). Rapp-Bode-Sperre nur 1:166 (Abb. 1). Die Sperre kommt in Diabaskonglomerat bzw. Diabasbrekzie zu stehen. Die Diabaskonglomerate stellen Gesteine dar mit einer graugrünen oder rötlich violetten, Geologische Situation zum Teil grobschiefrigen, jedoch fast immer sehr dichten Das Vogtland ist in der Hauptsache aus altpalaeozoGrundmasse, die aus Diabasaschen und fein zerriebenem, ischen Schiefergesteinen aufgebaut, denen Kalksteine, meist stark chloritisiertem Gesteinsmaterial bestehen. In Diabasgesteine und anderes mehr eingeschaltet sind. So diesen liegen Diabasbomben unterschiedlicher Größe; überwiegen in der Umgebung von Pohl die Schiefer- daneben treten, wenn auch recht selten, Granit- und. gesteine und die in mannigfaltiger Ausbildung aufQuarzgerölle auf. Vielfach nimmt das Gestein einen tretenden sogenannten „Grünsteine". Kalksteine und mehr oder weniger brekziösen Charakter an, da in verQuarzite haben untergeordnete Bedeutung. Bei den schiedenen Horizonten eckige Einschlüsse, meist solche Schiefergesteinen handelt es sich vorwiegend um Ton- von körnigem Diabas, vorherrschen. schiefer und Kieselschiefer ordovizischen, silurischen In den obersten Zonen ist das Gestein aufgelockert, und devonischen Alters, während die Diabasgesteine im allgemeinen ist es jedoch als kompakt zu bezeichnen. einem ausgedehnten Vulkanismus im Oberdevon entEine tiefgründigere Zersetzung des Gesteins herrscht stammen. dort vor, wo Eisenerzgänge das Gestein durchsetzen. Die diabasischen Laven, die sich am Meeresgrund Besonders im Bereich der vorgesehenen Sperrstelle am ausbreiteten, erstarrten entweder als völlig dichte Apha- linken Hang, dem sogenannten Eisenberg, und auch auf nite oder, wenn aus der Lava Gasblasen entwichen, als der rechten Talseite durchsetzen Brauneisenstein- und Diabasmandelsteine. Zu den Ergußformen der Diabase Spateisensteingänge das Gestein. Das Streichen der gesellen sich Aschen-, Lapilli- und Bombentuffe. La- Erzgänge verläuft etwa Nordwest-Südost, teils auch fast pillituffe liegen in den Diabasbrekzien vor, während die Nord-Süd. Die Gänge durchsetzen somit den Untergrund als Diabaskonglomerat bezeichneten Gesteine vorwie- etwa senkrecht zur Mauerachse.

Zeitschrift f ü r a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 1 0 HÄNICHEN

/ Probleme beim Bau der Talsperre Pohl

465

sw r-JSOatü

ärtfl^jL---'"

Beltànge-bcmAuelekm. teilweise sehr stark steinig und grusig, gelbbraun bis dunkelbräun O; \ • • ö l Geröll (fiuilsrhoHer) stark sandig und kiesig. /•'ny-j meist verlehrnt, graubraun V I Oiebaskonglbtntrat bim - breksie. stark aufr^y..1 .'Oll gelockert und angemttert. graugrün V

V

Siabaskonglomerat bm.-brektie mit lutlitivi Jcken 2wisdtenlagen, meist sehr diiitt, mit Xalkj spattrümern durchseht, teils stark gektüftet, graugrün bis röllicltviolell Breun eisen stein-.btw Jpattisensteingänga SründungsseMe

ßi • Kernbbhrunq

Abb. 2. Schnitt in der Achse der Sperrmauer Bergbau Bis in die 2. Hälfte des vorigen J a h r h u n d e r t s haben die Eisenerzgänge i m Pöhler R e v i e r Veranlassung zu B e r g b a u gegeben. Der B e r g b a u auf diesen Gängen ist uralt und dürfte bis ins 15. J a h r h u n d e r t zurückgehen. Rißliche Unterlagen sind wohl vorhanden, aber nicht vollständig. Die Mächtigkeit der Gänge, die der Eisenm a n g a n e r z f o r m a t i o n angehören, s c h w a n k t zwischen wenigen Zentimetern und vier Meter. In größeren Tiefen führen die Erzgänge Spateisenstein, in geringeren das aus diesen hervorgegangene Brauneisenerz, daneben

Schwerspat und sulfidische Kupfererze sowie Ziegelerz, Kupferpecherz und Malachit. Das Brauneisen bildete den Hauptgegenstand des früheren Bergbaues. Von den Grubenbauen im Pöhler Revier reichen die B a u e der Schaller-Fundgrube und der Hammerknockstolln bis unter die Sperrmauer. Die alten Abbaue, Stollen und Strecken sind vielfach verbrochen oder teilweise m i t Versatzmasse ausgefüllt. Zahlreiche Pingen a n den Talhängen zeugen v o m Zubruchgehen alter Grubenbaue (Abb. 3).

Abb. 3. Alte Grubenbaue im Bereich der Sperrmauer, entnommen einem Pantogramm der Revierkarte, Riß IV V 12, des ehemaligen Oberbergamtes Freiberg vom Jahre 1843

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 466

Abb. 4. Einlaufbeiwerk des Umleitungsstollens (ehemaliger Hammerknockstolln) am rechten Talliang mit Fangedamm vor der Baugrube Ingenieurgeologische Verhältnisse und Probleme D a alte Grubenbaue unter den Sperrkörper reichen, wurden umfangreiche Erkundungsarbeiten zur genauen Feststellung der Ausdehnung und des U m f a n g e s der alten B a u e notwendig. Im ingenieurgeologischen Gutachten wurde deshalb gefordert, sämtliche alten Grubenbaue im Sperrenbereich aufzuwältigen und deren Verlauf festzustellen. Die Aufwältigungsarbeiten a m rechten Talhange a m Hammerknockstolln, dessen Mundloch unterhalb der Sperrstelle etwa in Höhe der Trieb vermutet wurde, haben gezeigt, daß die rißlichen Unterlagen keineswegs als vollständig angesehen werden können. Zahlreiche, im Riß nicht angegebene A b b a u e wurden vorgefunden. Bei den Baggerarbeiten in der Talsohle kurz oberhalb der Sperrstelle wurde ein weiteres Stollenort freigelegt, welches sich als südlichste Fortsetzung des Hammerknockstollns herausstellte. Vom unterstromigen Mundloch aus ist der Stollen 90 in in südöstlicher Richtung aufgefahren worden, wurde dann entsprechend der Abscherung des E r z g a n g e s nach Süden getrieben und mündet wenige Meter oberhalb der geplanten Sperrmauer etwa in Höhe der Trieb an der Oberfläche aus. Die Gesamtlänge des Stollens b e t r ä g t etwa 185 m. N a c h d e m der genaue Verlauf des Hammerknockstollns festgestellt war und eine eingehende geologische Beurteilung der Standfestigkeit des Gebirges erfolgte, ergab sich die Möglichkeit, den Hammerknockstolln zur Umleitung der Trieb zu benutzen. D a s alte Stollenprofil von etwa 1,5 X 2,0 m Ausdehnung wurde entsprechend der zu erwartenden Durchflußmenge auf einen Querschnitt von 10—12 m 3 ausgebrochen. D a s Einfallen des Erzganges (Brauneisenstein) beträgt etwa 70° und ist nach West bzw. Südwest gerichtet. Der G a n g weist eine Mächtigkeit von durchschnittlich einem Meter auf. Während das Liegende des Ganges als recht gut standfest bezeichnet werden konnte, zeigten sich im Hangenden zahlreiche Ablösungen. Die Stollenerweiterung wurde deshalb ausschließlich im Liegenden vorgenomDie B a u g r u b e konnte durch Umleitung der Trieb vollkommen trockengehalten und dadurch ein schneller Baufortschritt erzielt werden. Sobald die Grundablässe des Sperrkörpers eingebaut sind, wird der Umleitungsstolln im Bereich der Mauer plombiert und mit Zement yerpreßt, so daß keinerlei Hohlräume unter dem Mauerkörper vorhanden sind (Abb. 4). Wesentlich ungünstigere Verhältnisse haben sich dagegen bei den Aufwältigungsarbeiten der alten Gruben-

HÄNICHEN / Probleme beim B a u der Talsperre Pohl

baue a m linken Talhange im Bereich des Schallerstollns ergeben. Diese Arbeiten haben gezeigt, daß der nach dem Riß nur wenige Meter lange Stollenflügel v o m Querschlag aus in südöstlicher Richtung sich weiter fortsetzt und entsprechend der Streichrichtung des Ganges als Stollen mit zahlreichen Abbauen aufgefahren wurde. D a r a u s geht hervor, daß a m linken H a n g des Triebtales unter dem geplanten Sperrkörper, etwa senkrecht zur Mauerachse verlaufend, ein abgebauter Erzgang vorhanden ist. Beim Aushub der B a u g r u b e a m linken oberen H a n g wurde festgestellt, daß der E r z g a n g unmittelbar bis zur Oberfläche a b g e b a u t ist. Im wesentlichen sind die durch den A b b a u entstandenen Hohlr ä u m e mit Versatzmasse ausgefüllt. Die Mächtigkeit des Ganges, der mit etwa 70° nach Südwesten einfällt, bet r ä g t m a x i m a l 1,5 m. Eine starke Auflockerung und K l ü f t u n g des Hangenden des Ganges ist vorhanden, so daß eine umfangreiche Auszimmerung bei den Aufwältigungsarbeiten, die sowohl von Ü b e r t a g e von der B a u grube aus als auch von Untertage durch den SchallerQuerschlag vorgenommen wurden, notwendig war. Vom aufgewältigten Sehallerstolln, die Sperrmauer reicht, wurde sowohl luftseitigen Mauerbegrenzung als auch seite jeweils ein Gesenk abgeteuft, u m in welche Tiefe das E r z a b g e b a u t ist.

soweit er unter im Verlauf der auf der Wasserfestzustellen bis

Dabei hat sich vor allem a m wasserseitigen Gesenk (Abbildung 5) gezeigt, daß sich der A b b a u erheblich

Mauerkörper

Wasserseite

\

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L ZI Versttzmass*

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[ZU Aufgeem. %

COPE v e r w e n d e t d a s I n t e n s i t ä t s v e r h ä l t n i s v o n IJLC,/Y K a

rinfgenspek/romern%

3.S S,Z Ja' Kohlenstoff, Na — Natrium

A u s den K u r v e n ist nun ersichtlich, daß die i m L a b o r durchgeführten Versuche die gleiche A b s t u f u n g in der W i r k s a m k e i t der Schutzkolloide wiedergeben wie auf den Bohranlagen. D a m i t hatten wir labormäßig erstmalig in der P r a x i s gemachte B e o b a c h t u n g e n quantit a t i v reproduziert. Zu erwähnen ist, daß bei der Auswertung der A b b . 1 nicht die Höhe des M a x i m u m s d a s entscheidende K r i t e r i u m für die B r a u c h b a r k e i t eines CMC-Produktes ist, sondern die Steilheit im gestrichelten Bereich, in dem sich bei einer brauchbaren S p ü l u n g die W a s s e r a b g a b e bewegen darf. Berücksichtigt m a n den Wassergehalt der verschiedenen CMC-Produkte Cellin Luvosa Cellufix Nymcel Lucel Tylose

®C Temperatur

Abb. 8. Thermostabilität der CMC-Produkte

38,8% H 2 0 39,3% 15,8% 7,2% 6,1% 10,0%

so ergibt sich ein etwas anderes Bild. In späteren Versuchsreihen wurde daher, u m den durch den Wassergehalt hervorgerufenen Verdünnungseffekt auszuschließen, der sich bei theoretischen B e t r a c h t u n g e n störend b e m e r k b a r m a c h t , auf Trockensubstanz umgerechnet. D a hierdurch die K o n z e n t r a t i o n an CMC bei s t a r k wasserhaltigen P r o d u k t e n wesentlich höher bemessen wurde, war eine Angleichung in der Wirksamkeit zu erwarten. D a s Ergebnis zeigt A b b . 2. Die Unterschiede sind wesentlich geringer geworden. Diese mit 1 % CMC durchgeführten Versuche ergeben jedoch noch kein u m f a s s e n d e s Bild v o n der Wirksamkeit der P r o d u k t e , da diese, wie sich bereits bei der Anwendung wasserfreier Stoffe ergeben hat, noch s t a r k v o n der K o n z e n t r a t i o n a b h ä n g i g sind. Deshalb wurden die gleichen Untersuchungen auch bei 0 , 5 % , 2 % und 3 % CMC durchgeführt. Dabei ergeben sich K u r v e n wie A b b . 3 und A b b . 4, die die Wirksamkeit des Luceis 4 und der Tylose B 77 bei verschiedenen Konzentrationen wiedergeben. D i a g r a m m e dieser Art haben den Vorteil, daß m a n nach B e s t i m m u n g des Salzgehaltes einer S p ü l u n g annähernd die Grenzkonzentration an CMC angeben kann, Viskosität

( cp)

Abb. 6. Thermischer Abbau von Tylose B 77 und Stärke t = 120°C

100

200

300

1.00

500

6009NaCI/l

Abb. 9. Abhängigkeit des p H vom Salzgehalt die erforderlich ist, u m die W a s s e r a b g a b e auf normalen Werten zu halten. Weitere Arbeiten an CMC-Verbindungen laufen darauf hinaus, das Cellin zu einem brauchbaren Spülungszusatz zu entwickeln. Hierzu sind jedoch noch genauere physikalisch-chemische Untersuchungen, wie die B e s t i m m u n g des Molekular- bzw. Micellgewichtes erforderlich. Diese werden zur Zeit durchgeführt u n d ausgewertet. Desgleichen wird der Einfluß der Produktionsbedingungen bei der Cellinherstellung auf die Q u a l i t ä t untersucht. Insbesondere wird der Einfluß der Reifezeit der Alkalicellulose auf die Viskosität des E n d produktes bestimmt. E i n weiterer wesentlicher F a k t o r bei der Beurteilung der Güte eines CMC-Produktes ist die Thermostabilität. Der Temperatureinfluß läßt sich aus folgenden theoretischen Vorstellungen ableiten: Die CMC-Produkte bestehen aus mehr oder weniger langen K e t t e n , die aus Grundbausteinen zusammengesetzt sind, wie sie A b b . 5 zeigt. Eine größere Anzahl dieser K e t t e n lagert sich zu sogenannten Micellen (Bündeln) z u s a m m e n , die bei Hitzeeinwirkung durch Schwingungsvorgänge in kleinere B r u c h s t ü c k e zerfallen. D a die K e t t e n l ä n g e nach dem STAUDINGERschen Viskositätsgesetz direkten Einfluß auf die Viskosität hat, läßt sich durch Verfolgung derselben beim Erhitzen über längere Zeiträume direkt

Abb. 7. Thermostabilität von 5%iger NymcelLösung

A Stärke

v

- Z e i t (Staj

1000

2000.

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000 u F I M g e s c h w .

Zeitschritt für angewandte Geologie (1959) Helt 10

492

ESCHHOLZ / Zur S t a b i l i t ä t v o n T i e f b o h r - D i c k s p ü l u n g e n

M9CI2 —4

A-

^CaCl; 100

200

Abb. 10. A b h ä n g i g k e i t

HCl (10 [ml)

300g

des p H - W e r t e s MgCI 2 -Gehalt

CaC l^/MgClj/l vom

CaCl 2 - bzw.

A b b . 11. A b h ä n g i g k e i t des pH vom HCl-Gehalt

Wass«rOgabe I ml I

a

V

Zu A b b . 11. A b h ä n g i g k e i t der Wasserabgabe vom pn-Wert einer Grundspülung

das Ausmaß des Abbaus erkennen. Die Viskosität nimmt mit der Zeit ab, wie es Abb. 6 für die Tylose zeigt. Dieser thermische Abbau verläuft nun bei den verschiedenen CMC-Produkten verschieden schnell, je nach den Herstellungsbedingungen. Es gibt somit CMCProdukte, die in großen Teufen sehr schnell zerfallen und dementsprechend ihre Wirksamkeit verlieren. Die von uns aufgenommenen Abbau-Kurven zeigen im Prinzip den Verlauf der Kurven in Abb. 7, die das Temperaturverhalten von 5%iger Nymcellösung wiedergibt. Zur Ermittlung der Strukturviskosität wurde die Viskosität in Abhängigkeit von der Fließgeschwindigkeit aufgetragen. Die Abhängigkeit von Viskosität und Temperatur ergibt die Abb. 8, woraus direkt die Thermostabilität der Schutzkolloide ersichtlich ist. Für Nymcel zum Beispiel ergibt sich, daß es höchstens bis wasseraDgabe

200

300

400

500

600g NsCl/l

A b b . 12. A b h ä n g i g k e i t der W a s s e r a b g a b e v o m NaCl-Gehalt

600g NaClA A b b . 14. A b h ä n g i g k e i t der K r u s t e n d i c k e v o m Salzgehalt

veränderten Ionenradius und damit veränderter Wanderungsgeschwindigkeit hat. Abb. 10 zeigt den Verlauf der Austauschreaktionen mit CaCl2 und MgCl2. Auf Grund dieses Säuerungseffektes, d. h. des veränderten p H , ändert sich auch die Stabilität einer Tonspülung (s. den theoretischen Teil). Der Grund ist in folWasse'aDgaDe gendem zu suchen: Die 1 l) Kolloidteilchen stabi50 ler Suspensionen trato -a-^ gen elektrische Ladungen. Im Falle der 30 • Spülung ist sie nega/ tiv, und zwar durch 20 oberflächlich adsori bierte OH"-Ionen. Da 10 • die OH-Ionen-Konzentration logischer25 100 200 300 g MgClj/l weise im alkalischen Abb, 13. A b h ä n g i g k e i t der W a s s e r a b g a b e v o m Medium größer ist als

//

100

80° C verwertbar ist. Oberhalb dieser Temperatur tritt ein sehr schneller Abbau ein. Cellin und Luvosa werden bereits bei viel tieferen Temperaturen zerstört. Der Einfluß des Druckes ist bei all diesen Reaktionen von untergeordneter Bedeutung. Eine weitaus größere Rolle kommt dagegen der Anwesenheit von Elektrolyten, wie NaCl, KCl, CaCl2 und MgCla und der entsprechenden Sulfate zu. Sie bewirken, daß die Schutzkolloide schneller unwirksam werden. Das Eintreten von Elektrolyten in die Spülung macht sich durch einen starken Viskositätsanstieg bemerkbar, der bei stärkeren Salzzugaben wieder rückläufig ist. Ein weiterer Effekt, der bei Zugabe von Salz auftritt, ist der Säuerungseffekt. Er wird durch Kationenaustausch hervorgerufen. Die Na-Ionen werden gegen Protonen (H + ) aus dem Ton ausgetauscht. Die Folge ist natürlich eine Zunahme der H-Ionen-Konzentration und damit Abnahme des p H . Dieser Austausch kann jedoch nicht unbegrenzt vor sich gehen, da ja der Vorrat an H + nicht beliebig groß ist. Es ist also zu erwarten, daß eine Sättigungsgrenze besteht, zumal dieser Austausch eine Gleichgewichtsreaktion darstellt. Abb. 9 zeigt nun den Verlauf dieses Austausches. Der Stillstand dieser Reaktion ist eindeutig am Verlauf des p H zu erkennen. Außer Na können natürlich auch andere Kationen diesen Austausch bewirken. Das Gleichgewicht liegt jedoch dann anders, was seine Ursache im

Zeitschrift für angewandte Geologie (1969) Heft 10

493

ESCHHOLZ / Zur Stabilität von Tiefbohr-Dickspülungen Viskosität

(scc)

130

110

100

90

B0

7° 60

Abb. 15. Abhängigkeit der Viskosität von derRührdauer einer Grundspülung

SO

50

30

20 10 Wasserabgabe (ml)

Abb. 16. Abhängigkeit der Wasserabgabe vom SSA-Gehalt bei verschiedenen NaCl-Konzentrationen

3 i 50

10

20

30

•

40

Verdunsten von Wasser E i n t r o c k n u n g stattfindet. R ü h r t m a n jedoch unter gleichen Bedingungen, so steigt die Viskosität mit der R ü h r d a u e r stark an (Abb. 15). Wir sind hierdurch gezwungen, Rührzeit und Rührmethode einheitlich festzulegen, was besonders bei Vergleichsmessungen v o n Wichtigkeit ist. Mit Erreichung größerer Teufen spielen die auftretenden Temperaturen eine immer größere Rolle, denn die E r h a l t u n g der kolloiden Eigenschaften der S p ü l u n g m a c h t dann in steigendem Maße Schwierigkeiten. A n die benutzten Schutzkolloide werden erhöhte Anforderungen bezüglich ihrer Thermostabilität gestellt, die jedoch in den meisten Fällen nicht erfüllt werden. D a z u k o m m t noch, daß der größte Teil der Schutzkolloide aus dem Ausland importiert werden muß. Daher werden seit einiger Zeit im Spülungslabor des Zentrallaboratoriums Untersuchungen über die Verwendung von Sulfitspritablauge als Stabilisator vonTonspülungen angestellt. Grundlage für diese Untersuchungen bildet der U m stand, daß Sulfitspritabiauge ( S S A ) in versprühter F o r m bei Gegenwart von NaCl bessere Eigenschaften zeigt als in salzfreien Spülungen. Seine Verwendung für Salzspülungen l a g daher nahe. Da jedoch weder die günstigste NaCl-Konzentration noch die erforderliche SSA-Menge b e k a n n t war, mußte zunächst hierüber Klarheit geschaffen werden. D a b e i ergab sich für die Abhängigkeit der W a s s e r a b g a b e , als Maß für die Stabilität, v o m S S A - G e h a l t bei verschiedenen NaClKonzentrationen das in Abb. 16 u. Abb. 17 dargestellte Bild. Die verwendete S S A war aus der Celluloseproduktion aus Buchenholz entnommen. Aus den K u r v e n ist ersichtlich, daß bei der Salzkonzentration 0 eine Wasserabgabe (ml)

Abb. .17. Abhängigkeit der Wasserabgabe vom NaCl-Gehalt bei verschiedenen SSA-Konzentrationen

50 9 S S A / l

im sauren, womit auch die negative L a d u n g zunimmt, liegt auch im alkalischen Medium das Gebiet der größtenStabilität einer Spülung, während unterhalb p H 5 ein völliger Z u s a m m e n b r u c h eintritt. A b b . 11 zeigt dies klar und deutlich; Der Einfluß von Elektrolyten ist jedoch hiermit nicht erschöpft. Verfolgt m a n die Wasserabgabewerte bei steigender Salzkonzentration, so zeigt sich, daß die W a s s e r a b g a b e bis zur Löslichkeitsgrenze ständig steigt und bei weiterer Salzzugabe wieder fällt (Abb. 12). Ahnlich liegen auch die Verhältnisse bei Mg-Schädigung, wie aus A b b . 13 ersichtlich, ist. Daß tatsächlich die Sättigungsgrenze überschritten wurde, zeigt sich auch an der Abhängigkeit K r u s t e — S a l z g e h a l t (Abb. 14), derzufolge oberhalb 350 g/1 die Messung der Krustendicke durch enthaltenes Salz in F o r m v o n Kristallen mit den von uns angewandten Meßmethoden nicht mehr einwandfrei möglich war. F ü r die. Viskositätsuntersuchungen ist in letzter Zeit die folgende Erscheinung v o n B e d e u t u n g geworden: L ä ß t m a n .eine ausgequollene Spülung stehen, so findet keine wesentliche Veränderung s t a t t , wenn nicht durch

300g

NaCl/l

Wasserabgabe (ml) "

Abb. 18. Abhängigkeit der Wasserabgabe vom SSA-Gehalt (Fichte) bei verschiedenen NaCl-Gehalten

20

30

40

50

80g SSA/l

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 RAU & BOLZ / Verbessertes T e m p e r a t u r - K o n s t a n t h a l t e b e c k e n

494 geringe Senkung der Wasserabgabe erzielt werden kann. Jedoch steigt mit zunehmendem SSA-Gehalt die Wasserabgabe wieder an. Bei hohem Salzgehalt erhält man wohl eine Senkung, jedoch liegen die Werte absolut so hoch, daß sie praktisch nicht verwertbar sind. Die erste allgemeine Senkung der Wasserabgabe konnte dadurch erzielt werden, daß der Säuerungseffekt, der durch die Salzzugabe auftritt, durch N a O H oder Na 2 C0 3 kompensiert wurde. Der p H hielt sich dadurch im Bereich von 7—9. Die maximale Wasserabgabe befand sich jedoch noch immer bei 40 ml, lag also noch weit über der kritischen Grenze von 20 ml. Gegenüber ungeschützten Spülungen war aber bereits eine Senkung von 20 ml zu verzeichnen. Eine weitere Verbesserung der Wasserabgabe ergab sich durch Verwendung von Fichten-SSA, die auf Grund ihres größeren Gerbstoffgehaltes bessere Spülungseigenschaften aufweist (Abb. 18). Wie aus den Kurven ersichtlich ist, liegt die maximale Wasserabgabe bei Salzsättigung und 3 % SSA hier bereits unter 30 ml, bei 5 % SSA sogar nahe 25 ml. Durch die Verwendung der Fichten-SSA war also ein wesentlicher Fortschritt erzielt worden. Durch die Lieferung von quellfähigerem Ton wird unter diesen Umständen sogar die kritische Grenze unterschritten.

In der weiteren Verfolgung dieses Problems ist beabsichtigt, durch Veränderung der Molekülgröße der Sulfitspritablauge, die chemisch gesehen ligninsulfonsaures Ca darstellt, die kolloiden Eigenschaften zu verbessern. Da die SSA in wäßriger Lösung beim Erhitzen sog. Kondensationen ausführt, d. h. Verknüpfungen verschiedener Moleküle unter Wasserbildung zu größeren Molekülen, ist bereits auf diesem Wege eine Änderung im kolloiden Zustand zu erwarten. Andererseits ist durch Temperaturerhöhung und Änderung des p I t ein Abbau der Ligninsulfonsäure zu erreichen. Es liegt also ganz an den Versuchsbedingungen, ob Aufoder Abbau und damit Vergrößerung oder Verkleinerung des Moleküls eintritt. Versuche hierüber sind im Gange. Ein weiterer Weg zur Veränderung des Molekulargewichts ergibt sich durch Verknüpfung zweier Moleküle Ligninsulfonsäure durch Formaldehyd. Das Reaktionsprodukt kann sich erneut umsetzen. Auch diese Reaktion ist eine Kondensation und läßt sich durch Temperatur und Konzentrationsänderungen lenken. Auf diesem Wege konnten bereits gute Ergebnisse erzielt werden'. Weiterhin läßt sich die Wirksamkeit der SSA durch teilweise Oxydation mittels L u f t bzw. anderer Oxydationsmittel verbessern.

Ein verbessertes Temperatur-Konstanthaltebecken für die medianische Bodenanalyse (Mitteilung aus dem Bodenlabor des Geologischen Dienstes Jena) D I E T R I C H R A U & A R N O BOLZ, J e n a

Die mechanische Bodenanalyse bedient sich physikalischer Methoden, u m eine Probe von Boden- oder Lockergestein in die einzelnen Kornfraktionen zu zerteilen und diese gewichtsmäßig und in ihrem Verhältnis zur Gesamtprobe zu bestimmen. Ihre Ergebnisse liefern wichtige Unterlagen f ü r Bodenkunde, Quartärforschung und Baugrunduntersuchung. Durch das KÖHNsche Pipettverfahren werden die Teilchen < 0 , 0 0 2 m m , 0,002—0,006mm, 0,006—0,02mm und 0,02—0,06 mm, d. h. die Korngrößengruppen Ton, Feinschluff, Mittel- und Grobschluff und Staubsand, erfaßt. Die an diese Fraktionen anschließenden drei Sand-Korngruppen bis 2 mm werden durch Naßsiebung ermittelt. Die Untersuchungsmethode ermöglicht eine gute Kontrolle der Analysenergebnisse, da die Summe der prozentualen Anteile der einzelnen Korngrößengruppen insgesamt 100% ergeben muß, wenn keine Fehler während der Untersuchung unterlaufen sind. Beispiel: M a t e r i a l : Löß, C - H o r i z o n t P r o b e Nr. 19, 4 a E n t n a h m e t i e f e : 1,5 m H e r k u n i t s g e b i e t : Himmelsberg, Mbl. S c h e r n b e r g U n t e r l a g e r n d e s Gestein: mo 2 E i n w a a g e : 10 g a b s o l u t t r o c k e n e r F e i n b o d e n (Material < 2 mm) Die N a ß s i e b u n g e r g a b : Grobsand = 0,102 g = 1,02% Mittelsand = 0,055 g = 0,55% Feinsand = 0,071 g = 0,71% Die P i p e t t a n a l y s e e r b r a c h t e : = 42,9 m g = 42,9 % Staubsand Mittel- u n d Grobschluff = 30,9 m g = 30,9 o/ /o Feinschluff 7,5 m g = 7,5 /o Ton = 18,5 m g = 18,5 /o 102,08%

Im Beispiel ist die Summe der Einzelfraktionen mit 102% etwas überschritten. Dies ist noch als durchaus annehmbares Ergebnis zu werten, da eine Abweichung von ± 3 % bei dem sehr feinen Verfahren der Pipettanalyse im Bereich der Fehlergrenze liegt. Das Pipettverfahren nach KÖHN beruht auf der Ausnutzung der unterschiedlichen Fallgeschwindigkeit der verschieden großen Einzelteilchen einer Bodenprobe im Wasser. Nach der Widerstandsformel von S T O K E S bestehen Beziehungen zwischen der Fallgeschwindigkeit (v) kugelförmiger Körper in Flüssigkeit und ihrer Größe: 2 V =

.

(d — dj) • g

9

V

Die Fallzeit der B o d e n p a r t i k e l ist a b e r n i c h t n u r v o n deren Größe, sondern a u c h v o n deren spezifischem Gewicht (d), d e m spezifischen Gewicht des Wassers (dj) sowie v o n der Viskosität des Wassers (TJ) a b h ä n g i g . Die beiden l e t z t g e n a n n t e n Größen sind t e m p e r a t u r a b h ä n g i g . W ä h r e n d die V e r ä n d e r u n g v o n d t p r a k t i s c h vernachlässigt w e r d e n k a n n , u n t e r l i e g t die V i s k o s i t ä t (•*]) m i t wechselnder T e m p e r a t u r erheblichen S c h w a n k u n g e n , die die Fallgeschwindigkeit (v) beträchtlich verändern. So b e t r ä g t 7) z. B. bei 20° W a s s e r t e m p e r a t u r 10 2 cP (Centipoise); die Fallgeschwindigkeit f ü r die Teilchen < 0,002 m m ist d a n n 1,32 c m / s t d . Bei 16° W a s s e r t e m p e r a t u r ist 7] m i t 1,11 • 10 2 cP erheblich größer, so d a ß die T o n f r a k t i o n n u r 1,16 c m / s t d . fällt. Fallzeiten bei °C Wassertemperatur

Entnahmetiefe 100 mm

Ton Feinschluff Mittel- und Grobschluff Staubsand

( < 20 n) Std. ( < 60 /i) Std. ( < 200 ii) min ( < 6 0 0 /i) sec

18°

21°

24°

27°

30°

11

739

•JOS

^08

44

4" 41

6" l"4 3" 38

6"

1 IS

8 1»

456

47

J^OD

3". 36

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10 RAU & BOLZ / Verbessertes T e m p e r a t u r - K o n s t a n t h a l t e b e c k e n

494 geringe Senkung der Wasserabgabe erzielt werden kann. Jedoch steigt mit zunehmendem SSA-Gehalt die Wasserabgabe wieder an. Bei hohem Salzgehalt erhält man wohl eine Senkung, jedoch liegen die Werte absolut so hoch, daß sie praktisch nicht verwertbar sind. Die erste allgemeine Senkung der Wasserabgabe konnte dadurch erzielt werden, daß der Säuerungseffekt, der durch die Salzzugabe auftritt, durch N a O H oder Na 2 C0 3 kompensiert wurde. Der p H hielt sich dadurch im Bereich von 7—9. Die maximale Wasserabgabe befand sich jedoch noch immer bei 40 ml, lag also noch weit über der kritischen Grenze von 20 ml. Gegenüber ungeschützten Spülungen war aber bereits eine Senkung von 20 ml zu verzeichnen. Eine weitere Verbesserung der Wasserabgabe ergab sich durch Verwendung von Fichten-SSA, die auf Grund ihres größeren Gerbstoffgehaltes bessere Spülungseigenschaften aufweist (Abb. 18). Wie aus den Kurven ersichtlich ist, liegt die maximale Wasserabgabe bei Salzsättigung und 3 % SSA hier bereits unter 30 ml, bei 5 % SSA sogar nahe 25 ml. Durch die Verwendung der Fichten-SSA war also ein wesentlicher Fortschritt erzielt worden. Durch die Lieferung von quellfähigerem Ton wird unter diesen Umständen sogar die kritische Grenze unterschritten.

In der weiteren Verfolgung dieses Problems ist beabsichtigt, durch Veränderung der Molekülgröße der Sulfitspritablauge, die chemisch gesehen ligninsulfonsaures Ca darstellt, die kolloiden Eigenschaften zu verbessern. Da die SSA in wäßriger Lösung beim Erhitzen sog. Kondensationen ausführt, d. h. Verknüpfungen verschiedener Moleküle unter Wasserbildung zu größeren Molekülen, ist bereits auf diesem Wege eine Änderung im kolloiden Zustand zu erwarten. Andererseits ist durch Temperaturerhöhung und Änderung des p I t ein Abbau der Ligninsulfonsäure zu erreichen. Es liegt also ganz an den Versuchsbedingungen, ob Aufoder Abbau und damit Vergrößerung oder Verkleinerung des Moleküls eintritt. Versuche hierüber sind im Gange. Ein weiterer Weg zur Veränderung des Molekulargewichts ergibt sich durch Verknüpfung zweier Moleküle Ligninsulfonsäure durch Formaldehyd. Das Reaktionsprodukt kann sich erneut umsetzen. Auch diese Reaktion ist eine Kondensation und läßt sich durch Temperatur und Konzentrationsänderungen lenken. Auf diesem Wege konnten bereits gute Ergebnisse erzielt werden'. Weiterhin läßt sich die Wirksamkeit der SSA durch teilweise Oxydation mittels L u f t bzw. anderer Oxydationsmittel verbessern.

Ein verbessertes Temperatur-Konstanthaltebecken für die medianische Bodenanalyse (Mitteilung aus dem Bodenlabor des Geologischen Dienstes Jena) D I E T R I C H R A U & A R N O BOLZ, J e n a

Die mechanische Bodenanalyse bedient sich physikalischer Methoden, u m eine Probe von Boden- oder Lockergestein in die einzelnen Kornfraktionen zu zerteilen und diese gewichtsmäßig und in ihrem Verhältnis zur Gesamtprobe zu bestimmen. Ihre Ergebnisse liefern wichtige Unterlagen f ü r Bodenkunde, Quartärforschung und Baugrunduntersuchung. Durch das KÖHNsche Pipettverfahren werden die Teilchen < 0 , 0 0 2 m m , 0,002—0,006mm, 0,006—0,02mm und 0,02—0,06 mm, d. h. die Korngrößengruppen Ton, Feinschluff, Mittel- und Grobschluff und Staubsand, erfaßt. Die an diese Fraktionen anschließenden drei Sand-Korngruppen bis 2 mm werden durch Naßsiebung ermittelt. Die Untersuchungsmethode ermöglicht eine gute Kontrolle der Analysenergebnisse, da die Summe der prozentualen Anteile der einzelnen Korngrößengruppen insgesamt 100% ergeben muß, wenn keine Fehler während der Untersuchung unterlaufen sind. Beispiel: M a t e r i a l : Löß, C - H o r i z o n t P r o b e Nr. 19, 4 a E n t n a h m e t i e f e : 1,5 m H e r k u n i t s g e b i e t : Himmelsberg, Mbl. S c h e r n b e r g U n t e r l a g e r n d e s Gestein: mo 2 E i n w a a g e : 10 g a b s o l u t t r o c k e n e r F e i n b o d e n (Material < 2 mm) Die N a ß s i e b u n g e r g a b : Grobsand = 0,102 g = 1,02% Mittelsand = 0,055 g = 0,55% Feinsand = 0,071 g = 0,71% Die P i p e t t a n a l y s e e r b r a c h t e : = 42,9 m g = 42,9 % Staubsand Mittel- u n d Grobschluff = 30,9 m g = 30,9 o/ /o Feinschluff 7,5 m g = 7,5 /o Ton = 18,5 m g = 18,5 /o 102,08%

Im Beispiel ist die Summe der Einzelfraktionen mit 102% etwas überschritten. Dies ist noch als durchaus annehmbares Ergebnis zu werten, da eine Abweichung von ± 3 % bei dem sehr feinen Verfahren der Pipettanalyse im Bereich der Fehlergrenze liegt. Das Pipettverfahren nach KÖHN beruht auf der Ausnutzung der unterschiedlichen Fallgeschwindigkeit der verschieden großen Einzelteilchen einer Bodenprobe im Wasser. Nach der Widerstandsformel von S T O K E S bestehen Beziehungen zwischen der Fallgeschwindigkeit (v) kugelförmiger Körper in Flüssigkeit und ihrer Größe: 2 V =

.

(d — dj) • g

9

V

Die Fallzeit der B o d e n p a r t i k e l ist a b e r n i c h t n u r v o n deren Größe, sondern a u c h v o n deren spezifischem Gewicht (d), d e m spezifischen Gewicht des Wassers (dj) sowie v o n der Viskosität des Wassers (TJ) a b h ä n g i g . Die beiden l e t z t g e n a n n t e n Größen sind t e m p e r a t u r a b h ä n g i g . W ä h r e n d die V e r ä n d e r u n g v o n d t p r a k t i s c h vernachlässigt w e r d e n k a n n , u n t e r l i e g t die V i s k o s i t ä t (•*]) m i t wechselnder T e m p e r a t u r erheblichen S c h w a n k u n g e n , die die Fallgeschwindigkeit (v) beträchtlich verändern. So b e t r ä g t 7) z. B. bei 20° W a s s e r t e m p e r a t u r 10 2 cP (Centipoise); die Fallgeschwindigkeit f ü r die Teilchen < 0,002 m m ist d a n n 1,32 c m / s t d . Bei 16° W a s s e r t e m p e r a t u r ist 7] m i t 1,11 • 10 2 cP erheblich größer, so d a ß die T o n f r a k t i o n n u r 1,16 c m / s t d . fällt. Fallzeiten bei °C Wassertemperatur

Entnahmetiefe 100 mm

Ton Feinschluff Mittel- und Grobschluff Staubsand

( < 20 n) Std. ( < 60 /i) Std. ( < 200 ii) min ( < 6 0 0 /i) sec

18°

21°

24°

27°

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Zeitschrift iür angewandte Geologie (1959) Heft-10 R A U & BOLZ / Verbessertes

Temperatur-Konstanthaltebecken

495

I m L a b o r arbeitet man z w e c k m ä ß i g m i t Tabellen, in denen die F a l l z e i t e n der zu pipettierenden bei gegebener

Temperatur

Fraktionen

und gleichbleibender

Ent-

n a h m e t i e f e v e r z e i c h n e t sind (s. S. 494). Ä n d e r t sich die T e m p e r a t u r w ä h r e n d der

Sedimen-

tation, so ändern sich auch die Fallzeiten der Einzelpartikel der B o d e n p r o b e , so daß bei der E n t n a h m e aus konstanter T i e f e nicht die g e f o r d e r t e K o r n g r ö ß e n g r u p p e erhalten wird. Um

eine

gleichbleibende

Temperatur

S e d i m e n t a t i o n zu erreichen, arbeiteten mit

einem

Thermostaten,

der,

in

während wir

der

zunächst

einem

separaten

B e c k e n aufgestellt, über eine Schlauchverbindung Wassertemperatur Methode

erwies

Wasserpumpe

im

sich

des

Temperiergefäß als

wenig

regelte.

zweckmäßig,

Thermostaten

die

Diese da

Schwingungen

die und

Strudel erzeugte, die auf die ungestörte Sedimentation der B o d e n p a r t i k e l Einfluß nahmen.

Die

Beheizung des T e m p e r i e r g e f ä ß e s ließ sich somit nicht umgehen, und in der F o l g e z e i t benutzten wir einen gewöhnlichen Tauchsieder z u m A u f h e i z e n des Wassers im Becken. Die Beheizung mit einem Tauchsieder f ü h r t e aber zu T e m p e r a t u r d i f f e r e n z e n i m G e f ä ß , da die W ä r m e f o r t p f l a n z u n g v o m H e i z g e r ä t nach den peripheren Teilen des

Ausgleichbeckens

ging. Besonders Nachheizen

nicht

nachteilig

während

rasch

genug

vonstatten

w i r k t e sich das

der

stoßweise

Sedimentationszeit

A u ß e r d e m m u ß t e die W a s s e r t e m p e r a t u r

aus.

laufend

kon-

t r o l l i e r t werden. Alles in allem b e f r i e d i g t e auch

diese

M e t h o d e nicht, denn aus unseren A n a l y s e n ging eindeutig h e r v o r , daß die vergleichsweise großen 'Differenzspannen bei der A u f r e c h n u n g der Fraktionen zu 1 0 0 % auf T e m p e r a t u r s c h w a n k u n g e n

während

der

Sedimen-

t a t i o n zurückzuführen waren. Bei W i e d e r h o l u n g e n m i t besserer

Temperaturkonstanz

traten

dagegen

solche

• A b w e i c h u n g e n nicht auf. In

Verbindung

und

Zusammenarbeit

mit

der

Fa.

H E R I N G , Jena, wurde ein neues T e m p e r a t u r k o n s t a n t haltebecken konstruiert und g e f e r t i g t . Das Gerät besteht aus d e m eigentlichen A l u m i n i u m wasserbecken (r =

240 m m , h =

Abb. 2. Ansicht von innen

unmittelbare

400 mui), dessen runde

F o r m sich als besonders praktisch erweist, da sich die K Ö H N - P i p e t t e unserer A n l a g e a m feststehenden S t a t i v drehen und aus- und einfahren läßt, so daß sie b e q u e m in

die

kreisförmig

aufgestellten

Zylinder

eingeführt

werden kann (s. A b b . 1). Das A l u m i n i u m g e f ä ß

wird

von

einem

Stahlmantel

umgeben und getragen, dessen Badius 60 m m größer als der Innenradius ist, so daß sich zwischen und

Wasserbecken

eine

Lufthülle

Stahlmantel

befindet,

die

als

Isolierschicht den Ausgleich zwischen

Raumtemperatur

und

verhindert.

Wassertemperatur

im

Gefäß

Am

Mantel sind außerdem die Halterungen für H e i z k ö r p e r , elektrischen

Schaltkasten,

Relais und

Wasserüberlauf

angebracht. Die Beheizung des T e m p e r i e r g e f ä ß e s e r f o l g t durch z w e i K u p f e r - H e i z s p i r a l e n ( L e i s t u n g j e 1700 W a t t , 2 getrennte Stromkreise), die sich schleifenförmig links und rechts a m B o d e n des Beckens befinden (s. A b b . 2). Innerhalb der H e i z k ö r p e r werden die sechs Sedimentationszylinder

aufgestellt. Die A n o r d n u n g

körper am Beckenboden garantiert eine Wärmefortpflanzung im Kontaktthermometer,

gesamten

das

von

Gefäß.

einem

der

Heiz-

gleichmäßige Durch

das

Metallsteg

ge-

halten wird, ist die T e m p e r a t u r k o n s t a n z

gewährleistet.

Das K o n t a k t t h e r m o m e t e r m i ß t die T e m p e r a t u r genau in der M i t t e des Beckens etwa in

halber

Höhe

der

Wassersäule. Solange die H e i z k ö r p e r in T ä t i g k e i t sind, leuchtet

die

Kontrollampe

am

Schaltkasten;

lischt, sobald die a m K o n t a k t t h e r m o m e t e r Temperatur

erreicht

ist.

Zu

erwähnen

ist

gegenüber d e m Schaltkasten angebrachte lauf

mit

Ablaßhahn,

durch

den

ein

sie

er-

eingestellte noch

der

Wasserüber-

bequemes

Ent-

leeren des Gefäßes ermöglicht wird. Z u m A u f h e i z e n der 63 1 Wasser i m G e f ä ß v o n 18° C auf 30° C b e n ö t i g t das Gerät 68 m m . Werle der Temperatur-Konlrollmessungen bei 30° C Meßstelle

oben (1,5 cm unter dem Wasserspiegel) halbe Höhe (19 cm unter dem Wasserspiegel) unten (38 cm unter dem Wasserspiegel)

Gefiißiand °C

Gefäßmitte °C

20,8

29,8

30,0 30,0

30,0 30,0

Messungen in den Sedimentationszylindern

Abb. 1. Temperaturkonstanthaltebecken für die mechanische Bodenanalyse

oben (1,5 cm unter dem Wasserspiegel) halbe Ilöhe (17 cm unter dem Wasserspiegel) unten (34 cm unter dem Wasserspiegel)

29,6-29,7 30,0 30,0

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Helt 10

496

L E H N E R T / D i e seitliche B o h r l o c h s o n d i e r u n g

Der T e m p e r a t u r a b f a l l u m m a x i m a l 0,4° C unmittelbar unter dem Wasserspiegel beschränkt sich auf die oberste Zone der Wassersäule, denn bereits in 3 cm Tiefe wurden in allen Zylindern genau 30° C wie im gesamten Becken gemessen.

Die vergleichsweise hohe Arbeitstemperatur von 30° C führt zu einer Verkürzung der Sedimentationszeit, so d a ß auch die Tonfraktion nach 6 S t d . 11 Min. noch innerhalb der 8stündigen Arbeitszeit entnommen werden kann.

Die seitliche Bohrlochsondierung und ihre Anwendung im norddeutschen Mesozoikum K L A U S L E H N E R T , GOMMERN

Elektrische Widerstandsmessungen mit Sonden verschiedener Eindringtiefe, ergänzt durch die Eigenpotentialkurve, waren die ersten Bohrlochmessungen, die hinreichend genaue quantitative Aussagen über die Beschaffenheit der durchbohrten Gesteine, insbesondere deren Porosität und Porenfüllung, zuließen. Die „ k l a s s i s c h e " K o m b i n a t i o n dieser Art besteht aus zwei Normalsonden, einer Gradientsonde (Laterale) mit großem S p a c i n g (d. i. die die Eindringtiefe der Messung bedingende Sondenlänge) und dem Eigenpotential. Zusätzlich müssen der Bohrlochdurchmesser d und der spezifische Widerstand R m der Spülung gemessen werden. Zur Auswertung werden zunächst mit Hilfe der Eigenpotentialkurve die permeablen Gesteine von den impermeablen geschieden. Mittels „Abweichungskurv e n " , die für Idealfälle berechnet sind, werden dann die scheinbaren spezifischen Widerstände, die die zwei oder drei Widerstandssonden im untersuchten Gestein anzeigten, zur Eliminierung der Einflüsse der Spülungssäule und der spezifischen Widerstände der Hangendund Liegendschichten korrigiert. Im Ergebnis erhält m a n , mehr oder weniger genau, R t (den wahren spezifischen Gesteinswiderstand) und R j (den spezifischen Widerstand der Infiltrationszone). An H a n d dieser Werte lassen sich unter B e n u t z u n g der bekannten, von AßCHIE und anderen Autoren gefundenen Relationen A u s s a g e n über den F o r m a t i o n s f a k t o r (und damit über di'; Porosität) sowie die W a s s e r s ä t t i g u n g des Gesteins machen. Dieses Verfahren ist nicht universell anwendbar und liefert auch unter günstigen Bedingungen vieldeutige Ergebnisse. Die Einflüsse der Schichtmächtigkeit und der Gesteinsinhomogenitäten lassen sich nicht immer genügend genau in Rechnung stellen. S t a r k entwickelte Infiltration kann die Auswertung ebenso behindern wie geringe Infiltration in extrem porösen Gesteinen mit hochmineralisiertem Schichtwasser. In schlechtleitendem Gebirge, besonders in Karbonatgesteinen geringer Porosität, werden die K u r v e n uncharakteristisch. Diese und andere Mängel führten dazu, die S t a n d a r d v e r f a h r e n durch Zusatzmessungen, besonders mit Mikrosonden und Sonden mit fokussierter bzw. induktiver Stromzuführung, zu ergänzen, die seitdem immer mehr in den Vordergrund getreten sind. Der Hauptnachteil der beschriebenen S t a n d a r d methode besteht wohl darin, daß der „ T y p " des elektrischen Feldes, das im Gestein erzeugt und dessen Deformation bzw. Ausdehnung bei der Widerstandsmessung untersucht wird, bei Sonden verschiedenen Spacings der gleiche bleibt, wenn sich auch die geometrischen Verhältnisse ändern. Ungenauigkeiten, Störungen und Nachteile der Messung mit einer Sonde treten, wenn auch q u a n t i t a t i v verändert, so doch qualitativ in

ähnlicher Weise bei der Messung mit einer von der ersten durch anderes Spacing unterschiedenen Sonde auf. Kombiniert m a n dagegen Sonden verschiedener physikalischer Arbeitsweise, z. B . eine kurze N o r m a l s o n d e mit einer Induktionssonde, so werden die untersuchten P a r a m e t e r gleichsam von verschiedenen Seiten angegangen. D a s Meßergebnis ist dann nicht mehr in dem Maße v o n systematisch auftretenden Störungen beeinflußt, wie das bei Messungen mit Sonden gleichen „ T y p s " der Fall sein kann. Noch günstiger ist es in manchen Fällen, Messungen verschiedener Gesteinseigenschaften zu kombinieren, etwa eine Mikro-Widers t a n d s m e s s u n g mit einer R a d i o a k t i v i t ä t s m e s s u n g . F ü r verschiedene, bestimmten Gesteinen angepaßte Sondenkombinationen dieser Art ist die Auswertung z. T . zu hoher Vollendung gebracht worden. Oftmals wird dabei die direkte E r m i t t l u n g der Größen R t und R j oder des F o r m a t i o n s f a k t o r s umgangen, und m a n erhält unmittelbar die Porosität oder W a s s e r s ä t t i g u n g . In der Sowjetunion und einigen befreundeten sozialistischen L ä n d e r n gibt es zahlreiche Eigenentwicklungen moderner Bohrlochmeßverfahren, die den „ w e s t l i c h e n " Verfahren z . T . gleichwertig, z . T . auch schon überlegen sind. F ü r den speziellen Fall der Untersuchung der Widerstandsverteilung in porösen Gesteinen mit Spülungsinfiltration wurde frühzeitig die „seitliche Bohrlochsondierung" ( S B S ) als Erweiterung und Vervollk o m m n u n g der eingangs beschriebenen Standardmethode entwickelt [vgl. KOMAROW (1950), DACHNOW (1955) und ALPIN (1938). Eine gute, kurzgefaßte Einführung gibt KULINKOWITSCH (1958)]. Die Hauptziele der seitlichen Bohrlochsondierung ( S B S ) s i n d : Eindeutige Entscheidung, ob Spülungsinfiltration vorliegt oder nicht; Feststellung der Infiltrationstiefe D / 2 ; E r m i t t l u n g der Widerstandsgrößen R j und R t ; E r m ö g lichung der Auswahl einer bestimmten „ o p t i m a l e n " S t a n d a r d s o n d e für einen b e s t i m m t e n geologischen K o m p l e x . Die S B S ist wegen ihrer Einfachheit in technischer Hinsicht in vielen Gebieten seit langem zum Standardverfahren der Spezialuntersuchung öl- und gasführender Schichten geworden. D a die Erdölerkundung in der D D R auf die U n t e r s t ü t z u n g durch sowjetische Fachleute und Ausrüstungen angewiesen war und z. T . heute noch ist, wurde auch diese Methode hier eingeführt. Bei der S B S werden, analog der Tiefensondierung der angewandten Geoelektrik, in der B o h r u n g Widerstandsmessungen mit mehreren verschiedenen Eindringtiefen, also verschiedenen Sondenspacings, vorgenommen. J e nach der Art des Gebirges und den Anforderungen, die an die Genauigkeit der Auswertungsergebnisse gestellt werden, sind Meßfahrten mit 4, 5 oder mehr Sonden verschiedenen Spacings erforderlich. Die S p a -

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Helt 10

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L E H N E R T / D i e seitliche B o h r l o c h s o n d i e r u n g

Der T e m p e r a t u r a b f a l l u m m a x i m a l 0,4° C unmittelbar unter dem Wasserspiegel beschränkt sich auf die oberste Zone der Wassersäule, denn bereits in 3 cm Tiefe wurden in allen Zylindern genau 30° C wie im gesamten Becken gemessen.

Die vergleichsweise hohe Arbeitstemperatur von 30° C führt zu einer Verkürzung der Sedimentationszeit, so d a ß auch die Tonfraktion nach 6 S t d . 11 Min. noch innerhalb der 8stündigen Arbeitszeit entnommen werden kann.

Die seitliche Bohrlochsondierung und ihre Anwendung im norddeutschen Mesozoikum K L A U S L E H N E R T , GOMMERN

Elektrische Widerstandsmessungen mit Sonden verschiedener Eindringtiefe, ergänzt durch die Eigenpotentialkurve, waren die ersten Bohrlochmessungen, die hinreichend genaue quantitative Aussagen über die Beschaffenheit der durchbohrten Gesteine, insbesondere deren Porosität und Porenfüllung, zuließen. Die „ k l a s s i s c h e " K o m b i n a t i o n dieser Art besteht aus zwei Normalsonden, einer Gradientsonde (Laterale) mit großem S p a c i n g (d. i. die die Eindringtiefe der Messung bedingende Sondenlänge) und dem Eigenpotential. Zusätzlich müssen der Bohrlochdurchmesser d und der spezifische Widerstand R m der Spülung gemessen werden. Zur Auswertung werden zunächst mit Hilfe der Eigenpotentialkurve die permeablen Gesteine von den impermeablen geschieden. Mittels „Abweichungskurv e n " , die für Idealfälle berechnet sind, werden dann die scheinbaren spezifischen Widerstände, die die zwei oder drei Widerstandssonden im untersuchten Gestein anzeigten, zur Eliminierung der Einflüsse der Spülungssäule und der spezifischen Widerstände der Hangendund Liegendschichten korrigiert. Im Ergebnis erhält m a n , mehr oder weniger genau, R t (den wahren spezifischen Gesteinswiderstand) und R j (den spezifischen Widerstand der Infiltrationszone). An H a n d dieser Werte lassen sich unter B e n u t z u n g der bekannten, von AßCHIE und anderen Autoren gefundenen Relationen A u s s a g e n über den F o r m a t i o n s f a k t o r (und damit über di'; Porosität) sowie die W a s s e r s ä t t i g u n g des Gesteins machen. Dieses Verfahren ist nicht universell anwendbar und liefert auch unter günstigen Bedingungen vieldeutige Ergebnisse. Die Einflüsse der Schichtmächtigkeit und der Gesteinsinhomogenitäten lassen sich nicht immer genügend genau in Rechnung stellen. S t a r k entwickelte Infiltration kann die Auswertung ebenso behindern wie geringe Infiltration in extrem porösen Gesteinen mit hochmineralisiertem Schichtwasser. In schlechtleitendem Gebirge, besonders in Karbonatgesteinen geringer Porosität, werden die K u r v e n uncharakteristisch. Diese und andere Mängel führten dazu, die S t a n d a r d v e r f a h r e n durch Zusatzmessungen, besonders mit Mikrosonden und Sonden mit fokussierter bzw. induktiver Stromzuführung, zu ergänzen, die seitdem immer mehr in den Vordergrund getreten sind. Der Hauptnachteil der beschriebenen S t a n d a r d methode besteht wohl darin, daß der „ T y p " des elektrischen Feldes, das im Gestein erzeugt und dessen Deformation bzw. Ausdehnung bei der Widerstandsmessung untersucht wird, bei Sonden verschiedenen Spacings der gleiche bleibt, wenn sich auch die geometrischen Verhältnisse ändern. Ungenauigkeiten, Störungen und Nachteile der Messung mit einer Sonde treten, wenn auch q u a n t i t a t i v verändert, so doch qualitativ in

ähnlicher Weise bei der Messung mit einer von der ersten durch anderes Spacing unterschiedenen Sonde auf. Kombiniert m a n dagegen Sonden verschiedener physikalischer Arbeitsweise, z. B . eine kurze N o r m a l s o n d e mit einer Induktionssonde, so werden die untersuchten P a r a m e t e r gleichsam von verschiedenen Seiten angegangen. D a s Meßergebnis ist dann nicht mehr in dem Maße v o n systematisch auftretenden Störungen beeinflußt, wie das bei Messungen mit Sonden gleichen „ T y p s " der Fall sein kann. Noch günstiger ist es in manchen Fällen, Messungen verschiedener Gesteinseigenschaften zu kombinieren, etwa eine Mikro-Widers t a n d s m e s s u n g mit einer R a d i o a k t i v i t ä t s m e s s u n g . F ü r verschiedene, bestimmten Gesteinen angepaßte Sondenkombinationen dieser Art ist die Auswertung z. T . zu hoher Vollendung gebracht worden. Oftmals wird dabei die direkte E r m i t t l u n g der Größen R t und R j oder des F o r m a t i o n s f a k t o r s umgangen, und m a n erhält unmittelbar die Porosität oder W a s s e r s ä t t i g u n g . In der Sowjetunion und einigen befreundeten sozialistischen L ä n d e r n gibt es zahlreiche Eigenentwicklungen moderner Bohrlochmeßverfahren, die den „ w e s t l i c h e n " Verfahren z . T . gleichwertig, z . T . auch schon überlegen sind. F ü r den speziellen Fall der Untersuchung der Widerstandsverteilung in porösen Gesteinen mit Spülungsinfiltration wurde frühzeitig die „seitliche Bohrlochsondierung" ( S B S ) als Erweiterung und Vervollk o m m n u n g der eingangs beschriebenen Standardmethode entwickelt [vgl. KOMAROW (1950), DACHNOW (1955) und ALPIN (1938). Eine gute, kurzgefaßte Einführung gibt KULINKOWITSCH (1958)]. Die Hauptziele der seitlichen Bohrlochsondierung ( S B S ) s i n d : Eindeutige Entscheidung, ob Spülungsinfiltration vorliegt oder nicht; Feststellung der Infiltrationstiefe D / 2 ; E r m i t t l u n g der Widerstandsgrößen R j und R t ; E r m ö g lichung der Auswahl einer bestimmten „ o p t i m a l e n " S t a n d a r d s o n d e für einen b e s t i m m t e n geologischen K o m p l e x . Die S B S ist wegen ihrer Einfachheit in technischer Hinsicht in vielen Gebieten seit langem zum Standardverfahren der Spezialuntersuchung öl- und gasführender Schichten geworden. D a die Erdölerkundung in der D D R auf die U n t e r s t ü t z u n g durch sowjetische Fachleute und Ausrüstungen angewiesen war und z. T . heute noch ist, wurde auch diese Methode hier eingeführt. Bei der S B S werden, analog der Tiefensondierung der angewandten Geoelektrik, in der B o h r u n g Widerstandsmessungen mit mehreren verschiedenen Eindringtiefen, also verschiedenen Sondenspacings, vorgenommen. J e nach der Art des Gebirges und den Anforderungen, die an die Genauigkeit der Auswertungsergebnisse gestellt werden, sind Meßfahrten mit 4, 5 oder mehr Sonden verschiedenen Spacings erforderlich. Die S p a -

Zeitschrift für angewandte Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 10

LEHNERT I Die seitliche Bohrlochsondierung

cings werden so gewählt, daß die Differenzen ihrer L o g a r i t h m e n a n n ä h e r n d gleich sind, d a m i t die aus den Meßwerten an den einzelnen S c h i c h t e n konstruierten Sondierungskurven, die in logarithmischem M a ß s t a b aufgezeichnet werden, gleichmäßig m i t W e r t e n belegt sind. Die Meßreihe wird durch eine Kalibermessung und eine fortlaufende Registrierung des spezifischen W i d e r standes der Bohrlochspülung im durchmessenen Teufenintervall ergänzt. W e g e n des starken Einflusses der S c h i c h t m ä c h t i g k e i t auf die K u r v e n b i l d e r , die m i t Normalsonden (im R u s s i s c h e n als P o t e n t i a l s o n d e n bezeichnet) erhalten werden, k o m m e n Sondierungen m i t Normalsonden nur in S c h i c h t k o m p l e x e n m i t großen Mächtigkeiten und geringer I n h o m o g e n i t ä t der einzelnen S c h i c h t e n zur Anwendung. In feingeschichteten Sedimenten werden dagegen Gradientsonden bevorzugt, da die m i t Gradientsonden erhaltenen K u r v e n wegen der an den S c h i c h t g r e n z e n a u f t r e t e n d e n Stromdichtem a x i m a auch bei sehr geringmächtigen S c h i c h t e n noch Indikationen liefern. I m Unterschied zu Normalsonden ergeben Gradientsonden K u r v e n , die a s y m m e t r i s c h zur S c h i c h t m i t t e verlaufen. J e d e Meßreihe sollte deshalb durch eine M e ß f a h r t m i t einer Gradientsonde umgekehrter Anordnung (z. B . U n t e r k a n t e n s o n d e A-MN, wenn die Sondierung m i t O b e r k a n t e n s o n d e n NM-A durchgeführt wurde) ergänzt werden. J e geringer der B o h r l o c h d u r c h m e s s e r und die S c h i c h t m ä c h t i g k e i t e n sind, u m so kleinere Spacings sind erforderlich. Die kleinsten Sonden h a b e n ein Spacing v o n 0 , 2 5 m, die größten v o n 1 5 , 0 m. So lange Sonden sind allerdings bei Wechsellagerungen geringmächtiger S c h i c h t e n n i c h t m e h r anwendbar. In der D D R k o m m e n Gradientsonden m i t Spacings von 0 , 5 5 — 8 , 2 5 m zur Anwendung. W i e schon a n g e d e u t e t wurde, werden den Meßkurven an der zu untersuchenden S c h i c h t b e s t i m m t e W e r t e des scheinbaren spezifischen Widerstandes, und zwar mögl i c h s t die sog. P l a t e a u w e r t e , e n t n o m m e n . B e i kleinen Schichtmächtigkeiten müssen jedoch, weil keine P l a t e a u s m e h r ausgebildet sind, a u c h andere W e r t e zur Konstruktion der Sondierungskurve herangezogen werden. Aus diesen W e r t e n wird die „ f a k t i s c h e " Sondierungskurve konstruiert, die dann, evtl. n a c h einer K o r r e k t u r für die S c h i c h t mächtigkeit, mit theoretischen Sondierungskurven(Abweichungskurven) verglichen wird. Die V e r f a h r e n zur K o n s t r u k t i o n einer K u r v e , die t r o t z geringer S c h i c h t m ä c h t i g k e i t e n m i t einer der für unendliche S c h i c h t m ä c h t i g k e i t e n gezeichneten Abweichungskurven zur Dekk u n g g e b r a c h t werden kann, sind zu einem hohen Grade der V o l l k o m m e n h e i t entwikk e l t worden. Theoretisch konstruierteAbweichungsdiagramme ( E K 3 und B K 3 - U - T a f e l n ) stehen, beonders für Gradientsonden, in großerZahlzur Auswahl. W o der S c h l u ß auf unendliche S c h i c h t m ä c h t i g k e i t auch bei

497 Gradientsondenmessungen n i c h t m e h r zulässig ist, k o m m e n D i a g r a m m e für die m i t Gradientsonden erhaltenen M a x i m a des scheinbaren spezifischen W i d e r standes (z. B . die Tafelwerke n K M und M K 3 ) zur Anwendung. Die G e s a m t h e i t der zur Verfügung stehenden D i a g r a m m e g e s t a t t e t die q u a n t i t a t i v e Auswertung v o n Sondierungen an S c h i c h t e n verschiedensten spezifischen Widerstandes, m i t und ohne Infiltration, bis zur S c h i c h t m ä c h t i g k e i t der Größe eines B o h r l o c h d u r c h messers h e r u n t e r (m/d = 1 ; m = S c h i c h t m ä c h t i g k e i t ) . I m E r g e b n i s der Auswertung erhält m a n R j , R t und D (Gesamtdurchmesser der spülungsinfiltrierten Zone). Auch der F a l l „ h e r a b s e t z e n d e r " Infiltration ( R ; < R t ) l ä ß t sich m i t diesen Verfahren, deren im R a h m e n der gegebenen Möglichkeiten erreichte V o l l k o m m e n h e i t alle Anerkennung verdient, ohne Schwierigkeiten b e a r b e i t e n . Die S B S ist eine W e i t e r e n t w i c k l u n g , V e r v o l l k o m m nung des „ k l a s s i s c h e n " Meß- und Auswerteverfahrens, wie es oben beschrieben wurde. Die V e r v o l l k o m m n u n g b e s t e h t hauptsächlich darin, daß 1. an die Stelle des Vergleichs e i n z e l n e r Meßwerte m i t der Abweichungsk u r v e die K o n s t r u k t i o n der S o n d i e r u n g s k u r v e t r i t t , was wegen der dichteren W e r t e b e l e g u n g derselben die Vieldeutigkeit erheblich einschränkt, und 2. umfangreiche, sorgfältig durchgearbeitete Tafelwerke und Hilfstafeln zur Verfügung stehen, die auch die B e a r b e i t u n g selten v o r k o m m e n d e r Sonderfälle ermöglichen. Die Umgehung oder restlose Ausschaltung der N a c h teile der Messung m i t einem und demselben Sonden„ t y p " gelingt natürlich n i c h t in j e d e m F a l l e . D e m Meß- wie dem Auswerteverfahren sind Grenzen gesetzt, die sich nicht überspringen lassen. So k ö n n e n in hochporösen, m i t hochmineralisiertem Schichtwasser ges ä t t i g t e n Gesteinen Schwierigkeiten bestehen, den dann sehr niedrigen spezifischen W i d e r s t a n d R t zu b e s t i m men. D u r c h R e s t ö l g e h a l t verursachte geringe W i d e r s t a n d s a n h - b u n g e n , wie ü b e r h a u p t geringe Änderungen allgemein niedriger spezifischer W i d e r s t ä n d e k ö n n e n daher u n e r k a n n t bleiben, während höhere Ölsättigungen genauer f a ß b a r sind. Die bei hochporösen Gesteinen und s t a r k e m F i l t e r k u c h e n m a n c h m a l sehr geringen Infiltrationstiefen stören die Auswertung der Messung in

•\bb. 1. Bohrlochmessungen aus einer altmärkischen Bohrung, SBS mit viev Oberknnten-Gradientsonden

Zeitschrift für angewandte Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 10 LEHNERT / Die seitliche Bohrlochsondierung

498 gewisser Weise ebenfalls; die Infiltrationszone wird dann ungenügend erfaßt, und ihr spezifischer Widerstand R i ist nicht zu ermitteln. D a m i t ist dann meist die E r m i t t l u n g des Formationsfaktors und der Porosität ausgeschlossen. Die B e s t i m m u n g dieser Größen aus dem wahren spezifischen Widerstand R t ist nur dann möglich, wenn das Nutzporenvolumen 1 0 0 % i g mit Schichtwasser gefüllt und dessen spezifischer Widerstand R w bek a n n t ist. B e i E r r e c h n u n g der Abweichungskurven m u ß t e Infiltrationszone zwangsläufig idealisiert werden. über die ganze Infiltrationstiefe D/2 als k o n s t a n t genommener spezifischer W i d e r s t a n d R j und die filtrationstiefe selbst sind, dem Äquivalenzprinzip sprechend, zu einem Integralwert

TT

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zusammengezogen; die Abweichungskurven sind für verschiedene W e r t e von U gezeichnet, gestatten also, einen Mittelwert für R und einen Mittelwert für D festzustellen. Die Untersuchung des A u f b a u s der Infiltrationszone, in der j a , konzentrisch zur Bohrlochachse, eine u. U. recht verwickelte Widerstandsschichtung vorliegt, ist auf diese Weise nicht möglich. E i n besonderer Nachteil der S B S , der auch die sowjetischen Autoren zur Aufstellung strenger Kriterien für die Anwendbarkeit des Verfahrens veranlaßt h a t , ist der Einfluß der spezifischen Widerstände der der untersuchten Schicht benachbarten Gesteine. Messungen mit Gradientsonden, die zur Untersuchung von Wechsellagerungen und geringmächtigen Schichten allein in F r a g e kommen, leiden unter diesen Schwierigkeiten sehr. Die durch geringmächtige Einlagerungen hohen spezifischen Widerstandes verursachten „blinden" Zonen sowie die am E n d e derselben b e o b a c h t e t e n Reflexionsmaxima machen die Meßkurven auf eine um so größere Länge unbrauchbar, j e größer das Sondenspacing ist. W e r mit diesen physikalischen Gegebenheiten nicht v e r t r a u t ist, kann sich leicht zu schwerwiegenden Fehldeutungen hinreißen lassen. Diese Grenzen des Verfahrens lassen die Untersuchung der Ölführung geringmächtiger, nahe beieinanderliegender Schichten oft unmöglich werden. Andererseits muß bem e r k t werden, daß diese gar nicht so seltenen F ä l l e auch m i t komplizierteren geophysikalischen Verfahren durchaus nicht immer zufriedenstellend geklärt werden können. Die T a t s a c h e , daß die sowjetischen, Autoren wenig auf den Zusammenhang mit anderen Bohrlochmessungen hinweisen, darf nicht dazu verleiten, die S B S als ein völlig unabhängiges, in sich abgeschlossenes Verfahren zu b e t r a c h t e n . E s ist nach Ansicht des Verf. unerläßlich, alle erhältlichen Karottageergebnisse im K o m p l e x zu studieren. In vielen Fällen wird man überhaupt auf die S B S zugunsten anderer Methoden verzichten können (vgl. z. B . ANPILOGOW 1959). Abb. 1 zeigt eine Sondierung m i t vier verschiedenen Gradientsonden in einer altmärkischen Bohrung. Die porösen und permeablen Gesteine, deren Wassersättigung hier durchweg 1 0 0 % b e t r ä g t , werden gut gegen impermeable Gesteine abgegrenzt und lassen sich auch untereinander hinsichtlich ihrer Eigenschaften unterscheiden. Das Nachlassen des Einflusses der relativ

hochohmigen Infiltrationszonen m i t zunehmendem Sondenspacing fällt deutlich ins Auge; in Tonsteinen ergeben dagegen alle Sonden praktisch gleich große Meßwerte. Das Beispiel zeigt aber auch, daß bei Nichtberücksichtigung des Eigenpotentials (vgl. auch die radiometrischen Kurven) der von 1 6 2 3 — 1 6 4 3 m fast stetig abnehmende Tongehalt unerkannt bliebe, was eine falsche Interpretation der Widerstandskurven zur Folge h ä t t e . Die R f W e r t e können — mit Ausnahme des hochohmigen Horizontes um 1622 m, dessen B e a r b e i t u n g die Anwendung der I"IKM- bzw. M K 3 - T a f e l n erfordert — direkt aus der K u r v e der längsten Sonde entnommen werden. Die errechneten R ¡ - W e r t e gestatten die E r mittlung des Formationsfaktors und damit der P o r o s i t ä t mit ausreichender Genauigkeit, wenn der spezifische Widerstand des Spülungsfiltrats b e k a n n t ist. E i n ähnliches Beispiel, aber für einen Horizont m i t geringerer Wassersättigung ( 3 0 — 3 5 % ) zeigt A b b . 2. Der T e u f e n m a ß s t a b ist der gleiche wie in A b b . 1. Abb. 3 zeigt einen Fall, der für die Anwendung der S B S ungünstig ist. Die Wassersättigung b e t r ä g t überall 1 0 0 % . Die Infiltrationszone ist aber wegen hoher P o r o s i t ä t und anderen lagerstättenphysikalischen Gründen sehr wenig ausgedehnt. Außerdem wurde wegen hoher vertikaler P e r m e a b i l i t ä t das wenige eingedrungene Spülungsfiltrat noch zu einer A r t gravitativer Sonderung vom Schichtwasser veranlaßt, d. h. das F i l t r a t wurde von dem spezifisch schwereren Schichtwasser n a c h oben verdrängt (H. G. DOLL 1955). Porositätsabschätzungen wären hier nur bei genauer K e n n t n i s der Schichtwasserleitfähigkeit möglich, diese l ä ß t sich aber aus der S P - K u r v e nicht einwandfrei ermitteln. Auch der Gehalt an Tonsubstanz ist nicht feststellbar. Die geophysikalische Bearbeitung des Bohrprofils muß deshalb als ungenügend bezeichnet werden; Messungen m i t Gradientsonden verschiedener Eindringtiefe allein reichen zu seiner Beurteilung nicht aus. Auf allen drei Abbildungen sind die oberhalb geringmächtiger, schlechtleitender Einlagerungen auftretenden blinden Zonen zu erkennen (in Abb. 1 schraffiert). Wie schon oben b e m e r k t wurde, ist die K u r v e in diesen Zonen verfälscht und k a n n nicht zur B e s t i m m u n g des spezifischen Gebirgswiderstandes herangezogen werden, dessen K e n n t n i s aber zur Berechnung der Wassersättigung und damit des Olgehalts einer Schicht entscheidend ist. Auf die eigentliche, rechnerische Auswertungsarbeit k o n n t e hier nicht eingegangen werden. Die wenigen Beispiele zeigen aber, daß bei sorgfältiger Interpretation die S B S in mesozoischen Gesteinen der D D R als Hilfsmittel zur Auffindung und Untersuchung von Speichergesteinen dienen kann, sofern diese Gesteine gewissen Kriterien genügen. Dazu gehören u. a. die A r t der

Abb. 2. Ausschnitt der S B S m i t vier O b e r k a n t e n - G r a d i e n t sonden aus einer B o h r u n g in Mecklenburg

Zeltschrift iür a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Helt 10

499

ZASTROW / M i k r o a u f n a h m e n m i t der K l e i n b i l d k a m e r a

Kaliber

A b b . 3. A u s s c h n i t t der S B S m i t vier O b e r k a n t e n - G r a d i e n t s o n d e n a u s einer B o h r u n g in M e c k l e n b u r g

Wechsellagerung, vor allem der Abstand, den die Gesteine, deren Eigenschaften mit Hilfe der S B S untersucht werden sollen, von hocliohmigen Zonen wie auch untereinander aufweisen müssen, und die Homogenität und Isotropie dieser Gesteine (Schwankungen des Tongehalts, der Porosität, der Infiltrationstiefe usw. dürfen innerhalb der untersuchten Schicht ein gewisses Maß nicht übersteigen). Diese Kriterien sind aber recht selten so erfüllt, daß eine befriedigende quantitative Auswertung der Meßergebnisse möglich ist. Besondere Schwierigkeiten bereiten dünnschichtige Wechsellage-

rungen mehr oder weniger schluffiger Tonsteine mit tonigen bis feinsandigen Schlußsteinen, wie sie z. B . im R ä t nicht selten sind. Die Aufgliederung solcher makround (wegen des Tongehalts) auch mikroanisotroper Wechsellagerungen mit Hilfe der Gammastrahlen- und Mikro-Widerstandskurven ist nicht nur mindestens ebenso genau, sondern gestattet u. U. auch die Gewinnung zuverlässigerer quantitativer Daten, als das mit Gradientsonden wegen der Anisotropie möglich ist (M. MARTIN & K . S. KUNZ 1958). E s liegt daher nahe, aus Ersparnisgründen in einigen Meßgebieten an Stelle von 4 oder 5 Gradientsonden nur noch die 8,25-m-Sonde einzusetzen, weitere Informationen über die durchsunkenen Schichten aber anderen, auch jetzt schon obligatorisch durchgeführten Messungen zu entnehmen (bes. Mikro-Widerstand, Eigenpotential, radiometrische Messungen). Die baldige Einführung induktionselektrischer Sonden muß angestrebt werden. Dem Wesen des Verfahrens der Widerstandsmessung mit direkter, nicht fokussierter Stromzuführung entsprechend bleibt die Anwendung der S B S hauptsächlich auf Sand-Ton-Profile beschränkt. Versuche, sie in „harten" Gesteinen anzuwenden, zeigten in der D D R keine Erfolge. Zur geophysikalischen Untersuchung solcher Gesteine müssen andere Verfahren angewandt werden. Literatur ALPIN, L. M.: Zur Theorie der elektrischen Bohrlochmessung. — ONTI NKPT, Moskau 1938 (russ.). ANPILOGOW, A. P.: Lithologische Charakteristik produktiver Devonschichten der Lagerstätte Tuimasy auf Grund von Materialien der Bohrlochgeophysik. — Geologija nefti i gasa, III (1959), 2., S. 40. ÜACHXOW, W. X.: Die Interpretation der Ergebnisse geophysikalischer Bohrlochmessungen. — Gostoptechisdat, Moskau 1955 (russ.). DOLL, H. G.: Invasion Process in High Pcrnieability Sands. — The Petr. Engineer, Jan. 1955. KOMAROW, S. G.: Die Karottage nach der Widerstandsmethode; Interpretation. — Gostoptechisdat, Moskau u. Leningrad, 1950 (russ.). KULINKO WITSCH, A. E.: Diagramme der seitlichen Bohrlochsondierung und ihre Anwendungsmethode. — Gostoptccliisdat, Moskau 1958 (russ.). MAUTIN, M. & KUNZ, K. S.: Why Those Low Lateral Keadings. - The Oil and Gas Journ. 56 (1958), 6, S. 88.

Zur Herstellung schwach vergrößerter Mikroaufnahmen mit der Kleinbildkamera K A R L ZASTROW, B e r l i n

Im Heft 12/1958 der „Zeitschrift für angewandte Geologie" erschien der Aufsatz, „ E i n Gerät für mikrofotografische Aufnahmen in der Gesamtgröße von Dünnschliffen". Das Gerät hat sich im Zentralen Geologischen Dienst, Berlin, Arb. Cr. Min. und Petrographie, bestens bewährt. Die Bildfeldkrümmungen fallen bei den erwähnten kleinen Vergrößerungen gänzlich weg. Allerdings ist das Gerät nur für die Formate 6 x 9 und 9 x 1 2 cm beschrieben. Die wissenschaftliche Fotografie verlangt aber nicht nur das Großformat, sondern es wird oft auf Kleinbild Wert gelegt. Außerdem werden neuerdings in steigendem Maße Farbaufnahmen gewünscht. Das trifft sowohl für \ eröilentlichungen als auch für Diapositive zu. Der-

A b b . 1. Aufnahmegerät zur Herst eilung: s c h w a c h v e r g r ö ß e r t e r M i k r o a u f n a h m e n

Zeltschrift iür a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Helt 10

499

ZASTROW / M i k r o a u f n a h m e n m i t der K l e i n b i l d k a m e r a

Kaliber

A b b . 3. A u s s c h n i t t der S B S m i t vier O b e r k a n t e n - G r a d i e n t s o n d e n a u s einer B o h r u n g in M e c k l e n b u r g

Wechsellagerung, vor allem der Abstand, den die Gesteine, deren Eigenschaften mit Hilfe der S B S untersucht werden sollen, von hocliohmigen Zonen wie auch untereinander aufweisen müssen, und die Homogenität und Isotropie dieser Gesteine (Schwankungen des Tongehalts, der Porosität, der Infiltrationstiefe usw. dürfen innerhalb der untersuchten Schicht ein gewisses Maß nicht übersteigen). Diese Kriterien sind aber recht selten so erfüllt, daß eine befriedigende quantitative Auswertung der Meßergebnisse möglich ist. Besondere Schwierigkeiten bereiten dünnschichtige Wechsellage-

rungen mehr oder weniger schluffiger Tonsteine mit tonigen bis feinsandigen Schlußsteinen, wie sie z. B . im R ä t nicht selten sind. Die Aufgliederung solcher makround (wegen des Tongehalts) auch mikroanisotroper Wechsellagerungen mit Hilfe der Gammastrahlen- und Mikro-Widerstandskurven ist nicht nur mindestens ebenso genau, sondern gestattet u. U. auch die Gewinnung zuverlässigerer quantitativer Daten, als das mit Gradientsonden wegen der Anisotropie möglich ist (M. MARTIN & K . S. KUNZ 1958). E s liegt daher nahe, aus Ersparnisgründen in einigen Meßgebieten an Stelle von 4 oder 5 Gradientsonden nur noch die 8,25-m-Sonde einzusetzen, weitere Informationen über die durchsunkenen Schichten aber anderen, auch jetzt schon obligatorisch durchgeführten Messungen zu entnehmen (bes. Mikro-Widerstand, Eigenpotential, radiometrische Messungen). Die baldige Einführung induktionselektrischer Sonden muß angestrebt werden. Dem Wesen des Verfahrens der Widerstandsmessung mit direkter, nicht fokussierter Stromzuführung entsprechend bleibt die Anwendung der S B S hauptsächlich auf Sand-Ton-Profile beschränkt. Versuche, sie in „harten" Gesteinen anzuwenden, zeigten in der D D R keine Erfolge. Zur geophysikalischen Untersuchung solcher Gesteine müssen andere Verfahren angewandt werden. Literatur ALPIN, L. M.: Zur Theorie der elektrischen Bohrlochmessung. — ONTI NKPT, Moskau 1938 (russ.). ANPILOGOW, A. P.: Lithologische Charakteristik produktiver Devonschichten der Lagerstätte Tuimasy auf Grund von Materialien der Bohrlochgeophysik. — Geologija nefti i gasa, III (1959), 2., S. 40. ÜACHXOW, W. X.: Die Interpretation der Ergebnisse geophysikalischer Bohrlochmessungen. — Gostoptechisdat, Moskau 1955 (russ.). DOLL, H. G.: Invasion Process in High Pcrnieability Sands. — The Petr. Engineer, Jan. 1955. KOMAROW, S. G.: Die Karottage nach der Widerstandsmethode; Interpretation. — Gostoptechisdat, Moskau u. Leningrad, 1950 (russ.). KULINKO WITSCH, A. E.: Diagramme der seitlichen Bohrlochsondierung und ihre Anwendungsmethode. — Gostoptccliisdat, Moskau 1958 (russ.). MAUTIN, M. & KUNZ, K. S.: Why Those Low Lateral Keadings. - The Oil and Gas Journ. 56 (1958), 6, S. 88.

Zur Herstellung schwach vergrößerter Mikroaufnahmen mit der Kleinbildkamera K A R L ZASTROW, B e r l i n

Im Heft 12/1958 der „Zeitschrift für angewandte Geologie" erschien der Aufsatz, „ E i n Gerät für mikrofotografische Aufnahmen in der Gesamtgröße von Dünnschliffen". Das Gerät hat sich im Zentralen Geologischen Dienst, Berlin, Arb. Cr. Min. und Petrographie, bestens bewährt. Die Bildfeldkrümmungen fallen bei den erwähnten kleinen Vergrößerungen gänzlich weg. Allerdings ist das Gerät nur für die Formate 6 x 9 und 9 x 1 2 cm beschrieben. Die wissenschaftliche Fotografie verlangt aber nicht nur das Großformat, sondern es wird oft auf Kleinbild Wert gelegt. Außerdem werden neuerdings in steigendem Maße Farbaufnahmen gewünscht. Das trifft sowohl für \ eröilentlichungen als auch für Diapositive zu. Der-

A b b . 1. Aufnahmegerät zur Herst eilung: s c h w a c h v e r g r ö ß e r t e r M i k r o a u f n a h m e n

Zeltschriii Siir angewandte Ssclog'a (1868) "e?t IC

500

ZASXROW

I Mikroaufnahmen

mit der Kleinbildkamera

Aus den erwähnten Gründen gebe ich der Kleinbildkamera gegenüber der Großformatkamera den Vorzug. Im folgenden möchte ich etwas näher auf die Aufnahmetechnik mit der Kleinbildkamera in Verbindung mit dem oben erwähnten Beitrag (ZASTROW 1958) eingehen. Für diesen Zweck wird das Vielzweckgerät von der Firma IHAGEE, Dresden, gemeinsam mit der E X A K T A V A R E X (Abb. 1) verwendet. Außerdem sind sämtliche Spiegelreflexkameras, wie Contax, Praktica, Praktina und die E x a , zu verwenden. Zu den genannten Kameras stellen die Firmen entsprechende Balgengeräte her. Man könnte auch Vorsatztuben benutzen, aber diese sind nicht variabel genug. Als Objektive werden, wie bei der 9 x 1 2 cm-Kamera, die Mikrotare des V E B ZEISSJ e n a mit den Brennweiten f — 90 mm, f — 45 mm und das Mikrotar f — 20 mm verwendet. Abb. 2. Übersichtsaufnahme eines Dünnschliffes im polarisierten Licht bei + Nie. Gabbro Plagioklas und Pyroxen, ophitisclies Gefüge. Radanberg, Blatt Harzburg. Vergrößerung 4 X Mikrotar f = 90 mm

An die Balgengeräte lassen sich nur die normalen Foto-Objektive ansetzen. Sie besitzen entweder B a j o nettfassungen (IHAGEE-Kamera) oder Schraubgewinde (Contax usw.). Man kann also die Mikrotare mit dem kleineren Gewindedurchmesser nicht an das Balgengerät schrauben. Daher müssen Zwischenringe benutzt werden, die für Varex und E x a von der Firma IHAGEE, Dresden, zu beziehen sind. Für die anderen Kameras können diese von jedem Mechaniker leicht hergestellt werden.

Abb. 3. Wie Abb. 2. Vergrößerung 8,5 X Mikrotar f = 45 mm

Das Vielzweckgerät der IHAGEE kann man ohne jeglichen Umbau verwenden. E s wird an der Längsseite der Grundplatte der Standardkamera aufgestellt, wie aus Abb. 1 ersichtlich ist. Um mit dem Balgenauszug die größte Auszugslänge zu erreichen, muß man noch eine ca. 50 mm starke Platte unter das Vielzweckgerät legen. Durch Verschieben des Gerätes kann man das Bild genau in die Mitte der Mattscheibe bringen. Legt man Wert auf eine feste Kamera, muß man durch einen kleinen Umbau das Balgengerät an der Säule der Standardkamera befestigen, wodurch ein besseres Arbeiten gewährleistet ist.

Abb. 4. Wie Abb. 2. Vergrößerung 22 X Mikrotar f = 20 mm

Die Belichtungszeiten sind ähnlich wie für die Herstellung von Mikroaufnahmen mit der Kleinbildkamera. Als Negativmaterial verwendet man den 17° DIN- bzw. 1 0 ° D I N - F i l m . Es ist angebracht, Feinkornentwickler zu verwenden. Die besten Erfahrungen liegen bei ATOMAL F . Macht man mehrere Aufnahmen mit demselben Balgenauszug und dem gleichen Objektiv, muß am Schluß der Aufnahme ein Maßstab mitfotografiert werden. Andern sich jedoch Optik sowie Balgenauszug, muß der Vergrößerungsmaßstab nach jeder Aufnahme fotografiert werden. Der V E B Zeiß J e n a stellt derartige Maßstäbe für Durchlicht mit einer Unterteilung von 10 mm auf Wunsch her. Man kann sich diesen Maßstab auch selbst herstellen, indem man zehn Teilstriche im Abstand von j e 10 mm auf weißes Papier zeichnet und diese dann fotografisch genau auf 1 cm verkleinert. Das dadurch entstandene Negativ, man nimmt am besten Planfilm (hartarbeitend), wird zwischen zwei Deckgläser 5 x 5 cm als Dia geklebt.

artige Aufnahmen können selbstverständlich auch mit der 9 x 12 cm-Kamera und Agfacolor-Planfilm hergestellt werden, können aber durch die weitaus kompliziertere Belichtung der Aufnahme und das schwierig zu beschaffende Filmmaterial wesentlich teurer kommen. Dagegen ist die Aufnahme auf Kleinbildformat sehr viel billiger.

Die Abbildungen 2 — 4 sind mit den drei genannten Mikrotaren aufgenommen. Sie zeigen von einem Dünnschliff Aufnahmen verschiedener Größen. Literatur Z A S T R O W , £ . : Mikrofotograflsche Aufnahmen Z. angew. Geol., 1958, Heft 12, Seite 579.

von

Dünnschliffen.

Zeitschrift für a n g e w a n d t e Geologie (1!>59) Heft 1 0 KAEMMEL & KNAUER / Quecksilberauftriebswaage

501

Die Quecksilberauftriebswaage in der angewandten Geologie THOMAS ICAEMMEL & E R I C H K N A U E R ,

Berlin

Das R a u m g e w i c h t , das m i t Hilfe des Auftriebes bes t i m m t wird, h a t in der angewandten Geologie eine große B e d e u t u n g . Seine e x a k t e B e s t i m m u n g ist in einigen ihrer Disziplinen unumgänglich. 1. I n d e r V o r r a t s b e s t i m m u n g : Mineralvorräte werden letzten E n d e s nach folgender F o r m e l b e s t i m m t (STAMMBERGER 1956) : Q = V • D () = Vorratsmenge V = Lagerstätteninhalt 1) = Kaumgewicht 2. I n d e r t e c h n i s c h e n G e s t e i n s k u n d e : D i r e k t b e n ö t i g t wird das R a u m g e w i c h t bei der P r ü f u n g von Leichtbaustoffen. Indirekt ist es notwendig zur F e s t stellung der absoluten P o r o s i t ä t und der daraus abgeleiteten Größen (Baustoffkunde, E r d ö l e r k u n d u n g und -förderung, B a u g r u n d f o r s c h u n g ) . 3. I n d e r a n g e w a n d t e n G e o p h y s i k zur Auswertung von S c h w e r e k a r t e n und u. U . auch zur Auswertung elektrischer Bohrlochmessungen. Die K e n n t n i s des R a u m g e w i c h t e s ist auch für theoretische F r a g e n von Interesse. B e i m S t u d i u m von geochemischen Stoffwechselvorgängen ist die K e n n t n i s des R a u m g e w i c h t e s unbedingt notwendig, besonders dann, wenn m a n von dem Lindgrenschen Gesetz der Volumenk o n s t a n z (isochore Verhältnisse) bei m e t a s o m a t i s c h e n Vorgängen ausgehen k a n n . F e r n e r können m i t Hilfe des R a u m g e w i c h t e s und der volumetrischen I n t e g r a t i o n im Schliff oder H a n d s t ü c k auch die Gewichts- oder Volumenanteile eng miteinander verwachsener mineralogischer

A

// / / 7 S S / / / , Abb. 2. Schematische Darstellung der Quecksilberauftriebswaage 1 - F e s t s t e h e n d e Brücke, 2 - S c h r a u b e zum Verstellen des Stabes, 3 - Stab mit 5 Spitzen zum Eintauchen der Gesteinsproben, 4 - Probe, 5 — Glasgefäß mit Quecksilber, 6 - W a a g s c h a l e , 7 - W a a g e b a l k e n , 8 - Gegengewichte

Dispersionen e r m i t t e l t werden. Dies geschieht folgenden F o r m e l n : Gesucht seien die relativen Volumenanteile optisch nicht mehr g e t r e n n t integrierbaren wachsung, bestehend aus zwei K o m p o n e n t e n . Vx

Vj G V YJ y2

= = = = =

nach einer Ver-

G - T 2 - V

=

Ti — Ys Volumen der einen Komponente (1) Gewicht der Gesamtprobe Volumen der Gesamtprobe spezifisches Gewicht der einen Komponente (1) spezifisches Gewicht der anderen Komponente (2)

Gesucht sei das spezifische Gewicht einer natürlichen Gefügeeinheit eines Gesteins, das aus zwei Gefügeeinheiten b e s t e h t . Ti Yi Ga Gb Va Vb V 2a V ab

=

= = = = = =

=

Gb • V„a — G a • 2b V Vb •

v2a -

V a • 2b V,

spezifisches Gewicht der einen Gefügeeinheit (1) Gewicht der einen Gesteinsprobe Gewicht einer zweiten Gesteinsprobe Volumen der einen Gesteinsprobe Volumen einer zweiten Gesteinsprobe Volumen der Gefügeeinheit (2) in der Probe a Volumen der Gefügeeinheit (2) in der Probe b

Im allgemeinen wird das R a u m g e w i c h t fester Stoffe durch den Auftrieb in W a s s e r an paraffiienrten Gesteinsproben gemessen (nach VON MOOS und D E Q U E R VAIN 1 9 4 8 ) : •Yw Yi Gt Gp yw yp G, G2

Abb. 1. Waagschale und Quecksilbergefäß der Quecksilberauftriebswaage mit eingetauchtem Probekörper

= = = = = =

=

G

x

+ G+-

G

s

-

lj

Gewicht des Probekörpers ohne Paraffin in g Gewicht des Paraffinüberzuges in g Raumgewicht des Wassers in g/cm3 = 1,0 g/cm3 Raumgewicht des Paraffins in g/cm3 = 0,878 g/cm3 Gewicht: Gefäß + Wasser in g Gewicht: Gefäß + Wasser + paraffinierter Probekörper in g

In einigen Fällen k a n n diese Methode nicht einwandfrei durchgeführt werden. Dann h a t die Quecksilberauftriebswaage Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode, n ä m l i c h bei der R a u m g e w i c h t s b e s t i m m u n g s t a r k poröser Gesteine m i t bis 1/2 c m 3 großen Hohlr ä u m e n . W ä h r e n d durch die Paraffinierung ein systematischer F e h l e r durch das in die H o h l r ä u m e ein-

Zeitschrift für a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 1 0

HECK / Geologische Karticrung in Mecklenburg

502 gedrungene Paraffin e n t s t e h t , wird dieser Fehler bei der Quecksilberauftriebswaage vermieden, da das Quecksilber eine sehr hohe Oberflächenspannung h a t . E i n e derartige W a a g e , wie sie v o n den Autoren konstruiert worden ist (s. Abbildung und Skizze), a r b e i t e t nach folgendem P r i n z i p : Auf der einen W a a g s c h a l e der W a a g e steht der B e h ä l t e r mit dem Quecksilber und der darauf schwimmenden möglichst scheibenförmigen Gesteinsprobe. Auf der anderen W a a g e n s e i t e liegt das entsprechende Gegengewicht. Mit einem an einer B r ü c k e f e s t k l e m m b a r e n S t a b , an dessen u n t e r e m E n d e ein Dreifuß befestigt ist, wird die Gesteinsprobe unter die Quecksilberoberfläche gedrückt und die Gewichtszunahme gemessen. Das R a u m g e w i c h t wird n a c h folgender F o r m e l b e s t i m m t : ,

=

13,6 • G l Gi — G 2

y' = Raumgewicht der Probe GL = Gewicht des Probekörpers in Luft Gj = Gefäß mit Quecksilber gefüllt. Der Probekörper befindet sich unter der Quecksilberoberfläche G0 = Gefäß mit Quecksilber gefüllt mit eingetauchtem Dreifuß

Der B a u einer solchen W a a g e ist d e n k b a r einfach und k a n n in jeder institutseigenen mechanischen W e r k s t a t t vorgenommen werden. Als Grundlage dient am besten eine gute B a l k e n w a a g e m i t einer T r a g k r a f t von 6 0 0 0 — 8 0 0 0 g. Ü b e r die eine W a a g s c h a l e wird eine am B o d e n befestigte, in der Höhe verstellbare B r ü c k e m o n t i e r t . In der M i t t e dieser B r ü c k e sitzt ein S t a b , der an einem E n d e 3 — 5 Spitzen h a t . E i n e an der B r ü c k e sitzende K l e m m schraube g e s t a t t e t eine beliebige Höhenverstellung. D e r S t a b sowie eine der Spitzen sind m i t Marken versehen, damit der S t a b b e i m W i e g e n sowohl m i t als auch ohne Gesteinsprobe stets gleich tief in das Quecksilber eintaucht. Quecksilber ist ein giftiger Stoff, deshalb ist beim Arbeiten m i t dieser W a a g e Vorsicht geboten. A u ß e r d e m sind besondere S c h u t z m a ß n a h m e n zu treffen. W ä h r e n d der Arbeit wird die W a a g e a m besten in einem Abzug aufgestellt. Ihre U n t e r l a g e soll zweckmäßig aus einem flachen B e c k e n aus Glas oder Vinidur bestehen, d a m i t etwa v e r s c h ü t t e t e s Hg leicht aufgefangen werden k a n n . Das Umgießen des Quecksilbers erfolgt am besten m i t einem eigens dafür hergestellten gläsernen Quecksilberheber.

Reorganisation und Perspektive der geologischen Kartierung im Raum Mecklenburg HERBERT-LOTHAR HECK,

Schwerin

Im Gepräge und I n h a l t amtlicher geologischer K a r t e n v e r m a g sich das im jeweiligen S t a a t erreichte Wissensniveau durchaus widerzuspiegeln. So n i m m t es im Hinblick auf die i m m e r m e h r zunehmende B e d e u t u n g und Verwendungsmöglichkeit geologischen Kartenmaterials für W i r t s c h a f t , W i s s e n s c h a f t und T e c h n i k n i c h t wunder, daß alle K u l t u r s t a a t e n ganz besonderen W e r t auf zuverlässige, laufend verfeinerte K a r t e n w e r k e in den verschiedensten M a ß s t ä b e n legen und auch auf diesem Gebiet ein W e t t b e w e r b eingetreten ist. W ä h r e n d der letzten J a h r z e h n t e ist das B e s t r e b e n , die geologischen Untersuchungen intensiver als zuvor nachzuholen, in einigen sozialistischen L ä n d e r n so deutlich geworden, d a ß besondere Ministerien für Geologie geschaffen worden sind ( W . A. APRODOW 1 9 5 2 ; E . LANGE 1 9 5 9 ; A. SCHÜLLER 1958), die die F e r t i g u n g geologischer K a r t e n vorrangig veranlassen. Auch auf deutschem B o d e n gilt es noch nachzuholen, denn nicht überall fand die j a h r z e h n t e l a n g e K a r t i e r u n g s t ä t i g k e i t der früheren Preußischen Geologischen L a n d e s a n s t a l t eine entsprechende N a c h a h m u n g . Zu diesen k a r t i e r m ä ß i g vernachlässigten L ä n d e r n gehörte a u c h d a s a l t e M e c k l e n b u r g , dessen Regierung dem hochangesehenen geologischen W i s s e n s c h a f t l e r und Direktor der Mecklenburgischen Geologischen Landesa n s t a l t E . GEINITZ einfach nicht g e s t a t t e t e , die geologische K a r t i e r u n g in diesem L a n d e durchzuführen. Zutiefst b e s c h ä m t sah er sich daher v e r a n l a ß t , sein vielfaches in dieser Hinsicht vergebliches B e m ü h e n der wissenschaftlichen W e l t b e k a n n t z u g e b e n (GEINITZ 1902, S. 1 2 1 u. 1 2 3 ) : „Uber die wiederholt abgelehnte landesherrliche Landtagsvorlage, betreffend d i e g e o l o g i s c h e K a r t i e r u n g M e c k l e n b u r g s , glaube ich folgende Mitteilung den Fachgenosseri schuldig zu sein, schon um zu zeigen, daß zur Erreichung der Arbeit nichts versäumt worden ist, weder seitens des mit

der geologischen Durchforschung des Landes Betrauten, noch Man wird die Ablehnung des großen Werkes auch in Hinblick auf die in den anderen Bundesstaaten dem Interesse einer Erforschung des Grund und Bodens zu Teil gewordene nachhaltige und mit allen Mitteln nachdrücklich verfolgte Fürsorge im Interesse der Wissenschaft wie der Praxis nur lebhaft bedauern können." W e d e r bis zum Ableben von E . GEINITZ (F 1925, vgl. das entspr. Z i t a t nach F . SCHUH (1925) in H . - L . HECK (1956 a, S. 18) noch später h a t t e sich darin Wesentliches g e ä n d e r t : die staatlich zu betreibende geologische L a n d e s a u f n a h m e h a t t e in Mecklenburg zu unterbleiben. W i e grundlegend j e d o c h h a b e n sich seit dem B e stehen der Deutschen D e m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k auch auf geologischem E r k u n d u n g s g e b i e t die Verhältnisse geändert! So galt das Augenmerk der Regierungsorgane schon alsbald der wissenschaftlichen wie technischen Verbesserung und k a d e r m ä ß i g e n V e r s t ä r k u n g in der Geologie. Das war um so bedeutsamer, als es noch für lange und h a r t e J a h r e nach den Verwüstungen durch einen t o t a l e n Krieg doch so viele näher liegende und für das L e b e n der Menschen entschieden wichtigere Dinge zu bewältigen galt. D e n n o c h wurden der geologischen F o r s c h u n g und der F e l d t ä t i g k e i t nun eine B e d e u t u n g beigemessen und staatliche Hilfe zuteil wie noch niemals zuvor (vgl. STAMMBERGER 1958, S. 51). Allerdings bewirkte das organisatorische und ökonomische W a n d lungen, eine grundlegende Veränderung in der S t r u k t u r (siehe „Anordnung über das S t a t u t der S t a a t l i c h e n Geologischen K o m m i s s i o n " — Gesetzbl. d. D D R , Teil I I , Nr. 1, S. 1 — 3 , Berlin 1959) und auch die R e o r g a n i s a t i o n für die geologische K a r t i e r u n g . Personelle Hilfen durch befreundete Fachkollegen des sozialistischen Auslandes, Methodik der Aufnahme, technische U n t e r s t ü t z u n g und I n h a l t wie Verwendungsmöglichkeiten der Karten

Zeitschrift für a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 1 0

HECK / Geologische Karticrung in Mecklenburg

502 gedrungene Paraffin e n t s t e h t , wird dieser Fehler bei der Quecksilberauftriebswaage vermieden, da das Quecksilber eine sehr hohe Oberflächenspannung h a t . E i n e derartige W a a g e , wie sie v o n den Autoren konstruiert worden ist (s. Abbildung und Skizze), a r b e i t e t nach folgendem P r i n z i p : Auf der einen W a a g s c h a l e der W a a g e steht der B e h ä l t e r mit dem Quecksilber und der darauf schwimmenden möglichst scheibenförmigen Gesteinsprobe. Auf der anderen W a a g e n s e i t e liegt das entsprechende Gegengewicht. Mit einem an einer B r ü c k e f e s t k l e m m b a r e n S t a b , an dessen u n t e r e m E n d e ein Dreifuß befestigt ist, wird die Gesteinsprobe unter die Quecksilberoberfläche gedrückt und die Gewichtszunahme gemessen. Das R a u m g e w i c h t wird n a c h folgender F o r m e l b e s t i m m t : ,

=

13,6 • G l Gi — G 2

y' = Raumgewicht der Probe GL = Gewicht des Probekörpers in Luft Gj = Gefäß mit Quecksilber gefüllt. Der Probekörper befindet sich unter der Quecksilberoberfläche G0 = Gefäß mit Quecksilber gefüllt mit eingetauchtem Dreifuß

Der B a u einer solchen W a a g e ist d e n k b a r einfach und k a n n in jeder institutseigenen mechanischen W e r k s t a t t vorgenommen werden. Als Grundlage dient am besten eine gute B a l k e n w a a g e m i t einer T r a g k r a f t von 6 0 0 0 — 8 0 0 0 g. Ü b e r die eine W a a g s c h a l e wird eine am B o d e n befestigte, in der Höhe verstellbare B r ü c k e m o n t i e r t . In der M i t t e dieser B r ü c k e sitzt ein S t a b , der an einem E n d e 3 — 5 Spitzen h a t . E i n e an der B r ü c k e sitzende K l e m m schraube g e s t a t t e t eine beliebige Höhenverstellung. D e r S t a b sowie eine der Spitzen sind m i t Marken versehen, damit der S t a b b e i m W i e g e n sowohl m i t als auch ohne Gesteinsprobe stets gleich tief in das Quecksilber eintaucht. Quecksilber ist ein giftiger Stoff, deshalb ist beim Arbeiten m i t dieser W a a g e Vorsicht geboten. A u ß e r d e m sind besondere S c h u t z m a ß n a h m e n zu treffen. W ä h r e n d der Arbeit wird die W a a g e a m besten in einem Abzug aufgestellt. Ihre U n t e r l a g e soll zweckmäßig aus einem flachen B e c k e n aus Glas oder Vinidur bestehen, d a m i t etwa v e r s c h ü t t e t e s Hg leicht aufgefangen werden k a n n . Das Umgießen des Quecksilbers erfolgt am besten m i t einem eigens dafür hergestellten gläsernen Quecksilberheber.

Reorganisation und Perspektive der geologischen Kartierung im Raum Mecklenburg HERBERT-LOTHAR HECK,

Schwerin

Im Gepräge und I n h a l t amtlicher geologischer K a r t e n v e r m a g sich das im jeweiligen S t a a t erreichte Wissensniveau durchaus widerzuspiegeln. So n i m m t es im Hinblick auf die i m m e r m e h r zunehmende B e d e u t u n g und Verwendungsmöglichkeit geologischen Kartenmaterials für W i r t s c h a f t , W i s s e n s c h a f t und T e c h n i k n i c h t wunder, daß alle K u l t u r s t a a t e n ganz besonderen W e r t auf zuverlässige, laufend verfeinerte K a r t e n w e r k e in den verschiedensten M a ß s t ä b e n legen und auch auf diesem Gebiet ein W e t t b e w e r b eingetreten ist. W ä h r e n d der letzten J a h r z e h n t e ist das B e s t r e b e n , die geologischen Untersuchungen intensiver als zuvor nachzuholen, in einigen sozialistischen L ä n d e r n so deutlich geworden, d a ß besondere Ministerien für Geologie geschaffen worden sind ( W . A. APRODOW 1 9 5 2 ; E . LANGE 1 9 5 9 ; A. SCHÜLLER 1958), die die F e r t i g u n g geologischer K a r t e n vorrangig veranlassen. Auch auf deutschem B o d e n gilt es noch nachzuholen, denn nicht überall fand die j a h r z e h n t e l a n g e K a r t i e r u n g s t ä t i g k e i t der früheren Preußischen Geologischen L a n d e s a n s t a l t eine entsprechende N a c h a h m u n g . Zu diesen k a r t i e r m ä ß i g vernachlässigten L ä n d e r n gehörte a u c h d a s a l t e M e c k l e n b u r g , dessen Regierung dem hochangesehenen geologischen W i s s e n s c h a f t l e r und Direktor der Mecklenburgischen Geologischen Landesa n s t a l t E . GEINITZ einfach nicht g e s t a t t e t e , die geologische K a r t i e r u n g in diesem L a n d e durchzuführen. Zutiefst b e s c h ä m t sah er sich daher v e r a n l a ß t , sein vielfaches in dieser Hinsicht vergebliches B e m ü h e n der wissenschaftlichen W e l t b e k a n n t z u g e b e n (GEINITZ 1902, S. 1 2 1 u. 1 2 3 ) : „Uber die wiederholt abgelehnte landesherrliche Landtagsvorlage, betreffend d i e g e o l o g i s c h e K a r t i e r u n g M e c k l e n b u r g s , glaube ich folgende Mitteilung den Fachgenosseri schuldig zu sein, schon um zu zeigen, daß zur Erreichung der Arbeit nichts versäumt worden ist, weder seitens des mit

der geologischen Durchforschung des Landes Betrauten, noch Man wird die Ablehnung des großen Werkes auch in Hinblick auf die in den anderen Bundesstaaten dem Interesse einer Erforschung des Grund und Bodens zu Teil gewordene nachhaltige und mit allen Mitteln nachdrücklich verfolgte Fürsorge im Interesse der Wissenschaft wie der Praxis nur lebhaft bedauern können." W e d e r bis zum Ableben von E . GEINITZ (F 1925, vgl. das entspr. Z i t a t nach F . SCHUH (1925) in H . - L . HECK (1956 a, S. 18) noch später h a t t e sich darin Wesentliches g e ä n d e r t : die staatlich zu betreibende geologische L a n d e s a u f n a h m e h a t t e in Mecklenburg zu unterbleiben. W i e grundlegend j e d o c h h a b e n sich seit dem B e stehen der Deutschen D e m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k auch auf geologischem E r k u n d u n g s g e b i e t die Verhältnisse geändert! So galt das Augenmerk der Regierungsorgane schon alsbald der wissenschaftlichen wie technischen Verbesserung und k a d e r m ä ß i g e n V e r s t ä r k u n g in der Geologie. Das war um so bedeutsamer, als es noch für lange und h a r t e J a h r e nach den Verwüstungen durch einen t o t a l e n Krieg doch so viele näher liegende und für das L e b e n der Menschen entschieden wichtigere Dinge zu bewältigen galt. D e n n o c h wurden der geologischen F o r s c h u n g und der F e l d t ä t i g k e i t nun eine B e d e u t u n g beigemessen und staatliche Hilfe zuteil wie noch niemals zuvor (vgl. STAMMBERGER 1958, S. 51). Allerdings bewirkte das organisatorische und ökonomische W a n d lungen, eine grundlegende Veränderung in der S t r u k t u r (siehe „Anordnung über das S t a t u t der S t a a t l i c h e n Geologischen K o m m i s s i o n " — Gesetzbl. d. D D R , Teil I I , Nr. 1, S. 1 — 3 , Berlin 1959) und auch die R e o r g a n i s a t i o n für die geologische K a r t i e r u n g . Personelle Hilfen durch befreundete Fachkollegen des sozialistischen Auslandes, Methodik der Aufnahme, technische U n t e r s t ü t z u n g und I n h a l t wie Verwendungsmöglichkeiten der Karten

Zeitschrift für angewandte Geologie (1950) Heft 10 IlECK / Geologische K a r t i e r u n g in Mecklenburg

wurden erweitert und verbessert. E s wurde angestrebt, den höchstmöglichen ökonomischen Nutzeffekt bei geringstem Zeitaufwand zu erreichen, wobei wissenschaftliche Erkenntnisse und wirtschaftliche Ergebnisse von gleichrangiger Bedeutung sind. Unter dem A s p e k t der gründlicheren geologischen Untersuchung eines Gebietes wird der Begriff Kartierung jedoch nicht mehr ausschließlich für die Oberfläche im Flachland verwendet, sondern es ist unter dem gegenwärtigen Zeitpunkt bereits eine eingehendere Erkundung auch des mittleren und des tieferen Untergrundes eingeleitet worden, die in der Perspektive ganz erheblich verstärkt werden wird, wobei Informationsbohrungen zur K l ä r u n g der Schichtenfolge und Lagerungsverhältnisse bis zu 3000 m keine Seltenheit bleiben werden. Sonach umfaßt bei der Staatlichen Geologischen Kommission die Tätigkeit der geologischen Kartierung durch den Geologischen Dienst Schwerin folgende Aufgaben in den drei Bezirken Mecklenburgs: 1. K a r t i e r u n g der Oberfläche und des nahen U n t e r g r u n d e s ; 2. K a r t i e r u n g des U n t e r g r u n d e s mittlerer und großer T e u f e n ; 3. U n t e r s u c h u n g größerer E r d a u f s c h l ü s s e über und unter Tage; 4. B e t r e u u n g und A u s w e r t u n g der für die K a r t i e r u n g angesetzten B o h r u n g e n und B a s i s b o h r u n g e n ; 5. D o k u m e n t a t i o n der Feld- und B o h r a r b e i t e n sowie E r a r b e i t u n g druckreifer K a r t e n verschiedener Maßstäbe.

D a m i t im Zusammenhang stehen ein Kernarchiv und ein Bohrprobenarchiv des Geologischen Dienstes Schwerin nebst Geräte- und Ausrüstungspark. *

Die in Mecklenburg noch zu bewältigenden Aufgaben der geologischen O b e r f l ä c h e n - K a r t i e r u n g sind recht umfassend. Sind doch von dem 26622 k m 2 (nach HURTIG 1957, S. 6) betragenden Gebiet (nach der am 23. 8. 1952 durchgeführten Verwaltungsreform), von dem beinahe 1000 k m 2 auf Bodden, Binnengewässer und größere Seen entfallen, erst etwa 6900 k m 2 vor 1945 geologisch aufgenommen worden, die sich auf 76 Meßtischblätter der v o n Mitarbeitern der Preußischen Geologischen L a n d e s a n s t a l t untersuchten Gebiete verteilen. Danach hat die Staatliche Geologische Kommission durch ihren Geologischen Dienst Schwerin von 1953 bis 1958 für den Maßstab 1 :100 000 weitere 82 Meßtischblätter bearbeiten lassen, so daß von insgesamt 271 Meßtischblättern des heutigen Mecklenburgs noch 113 mit etwa 12500 k m 2 Flächeninhalt in geologischer Hinsicht offenstehen. Die Aufnahme 1 : 100000 ist als Vorlauf deshalb gewählt worden, weil, wie oben ausgeführt, der R a u m Mecklenburg von jeher in der geologischen K a r t i e r u n g vernachlässigt worden war und somit die Beseitigung der „ t e r r a i n c o g n i t a " beschleunigt werden muß (HECK 1956 a, S. 19). Die neue Perspektive sieht nun vor, daß bis zum J a h r e 1975 die geologische Übersichtskartierung Mecklenburgs nicht nur abgeschlossen, sondern auch mit einer Spezialkartierung, die in wirtschaftlichen Schwerp u n k t s r ä u m e n auf der Grundlage 1 : 10000 zu erfolgen hat, begonnen sein soll. Die Bereitstellung von Hochund Fachschulkadern bereitet in Kürze keine Schwierigkeiten mehr (STAMMBERGER 1958, S. 51), es gilt nur die jungen Mitarbeiter recht gründlich in die Methodik der Kartierungen einzuführen. Dennoch wird die feldmäßige Beendigung sämtlicher mecklenburgischer Meßtischblätter und ihre Drucklegung noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen. Inzwischen allerdings erscheinen die geologischen Übersichtskarten laufend, worunter sich

503 im Maßstab 1 : 100000 bereits das Großblatt 10 (Stralsund — Bergen a. R . — Barth) im Ausdruck befindet (s. u. HECK 1958 in B E N E K , S. 1091). Eine geologische Übersichtskarte von Mecklenburg im Maßstab 1 : 200000 steht als Druckvorlage vor der Vollendung, eine K a r t e 1 : 500000 der Deutschen Demokratischen R e p u b l i k ebenfalls. ^ Die geologischen K a r t e n dienen, soweit sie die Oberfläche bis zu geringer Tiefe beinhalten, der vielseitigen Planung und den Zweigen der Volkswirtschaft, die oberflächennahe mineralische Rohstoffe benötigen oder die, wie L a n d - und Forstwirtschaft sowie die B a u wirtschaft, an der Kenntnis der Zusammensetzung und Ausbildung der Bodenverhältnisse interessiert sind. F ü r die F r a g e n der Wasserwirtschaft (Grundwasser) und des B e r g b a u s reichen solche K a r t e n trotz der beigegebenen Erläuterungen und geologischen Schnitte allerdings nicht aus. Deshalb werden K a r t i e r u n g e n d e s U n t e r g r u n d e s , aufgegliedert bis in möglichst große Teufen, angestrebt. Diesem Zweck gelten über die gesondert laufenden geophysikalischen Untersuchungen hinaus reine Kartierungsbohrungen mit Teufen um 1000 m, mit denen 1958 begonnen wurde und die von J a h r zu J a h r in verstärktem U m f a n g zunehmen werden. Ihre Ergebnisse bilden in E r g ä n z u n g der vornehmlich von privater Seite vorgenommenen und v o m Geologischen Dienst Schwerin überarbeiteten Bohrungen die Grundlage für schrittweise wie teufenunterschiedliche Kartendarstellungen unseres Untergrundes. E s werden also K a r t e n entstehen, welche die Lagerung, Stratigraphie, Paläogeographie, Sedimentologie, Tektonik u. a. m. zum Ausdruck bringen, worin durch Geophysik und Bohrungen festgestellte L a g e r s t ä t t e n einzubeziehen sind. Auch der Grundwasserwirtschaft (HECK 1956 b) können die von der Staatlichen Geologischen Kommission durchgeführten Bohrungen und herausgegebenen K a r t e n nur von Nutzen sein. Die letzte E r g ä n z u n g schließlich erfährt die K a r tierung des Untergrundes durch sogenannte Basisbohrungen, die in manchen Fällen die gravimetrisch in Erscheinung tretenden alten Schilde und Sockel anfahren oder bis ins Präsalinar vorstoßen werden (vgl. KOSSYGIN 1959). # Schon heute, nach zehnjährigem Bestehen der Deutschen Demokratischen Republik, muß zugestanden werden, daß die von der Staatlichen Geologischen Kommission und ihrem Zentralen Geologischen Dienst veranlaßte Reorganisation auch auf dem Gebiete des geologischen Kartierung Mecklenburgs Fortschritte und Ergebnisse gebracht hat, auf die Geologen in früheren J a h r e n k a u m zu hoffen wagten. So wird er künftig auch eine Selbstverständlichkeit sein, in die Kartierung auch die bodenkundliche Geologie (Bodengeologie) einzubeziehen und die sedimentologische E r k u n d u n g der Seen und Binnengewässer (Limnogeologie) wie auch der Bodden- und Küstenbereiche nicht zu vernachlässigen. Reorganisation, bisherige Erfolge und Perspektive der jüngsten geologischen E r k u n d u n g des Flachlandes, vorangetrieben durch die große finanzielle und technische Hilfe in der Deutschen Demokratischen Republik, sind also ein wahrer sozialistischer Ausdruck der staatlichen Anerkennung und Förderung der geologischen Wissenschaft zu ihrem und der Volkswirtschaft Nutzen.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 10

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MEHNER / R o h s t o f l p r o b l e m i m

Literatur APRODOW, W. A.: Geologisches Kartieren. - Moskau 1952 (bes. Kap. I , S. 6—32 „Die Entwicklungsgeschichte der sowjetischen geologischen Kartierungvor und nach der Großen Sozialistischen Oktoberrevolution"). B E N E K , R . : Die 5. Jahrestagung der Geologischen Gesellschaft in der Deutschen Demokratischen Republik. — Z. Geologie 7, S. 1089 — 1092, Berlin 1958. BÜLOW, K . von: Geologisches Kartieren — Grundlage und Ziel der Nachwuchsbildung. — Z. angew. Geologie 1, S. 129 — 132, Berlin 1955. GEINITZ, E . : Die geologische Kartierung Mecklenburgs. — Arch. d. Ver. d. Freunde d. Naturgesch. in Mecklenburg 5fi, S. 121 — 123, Güstrow 1902.HECK, H.-L.: Bedürfnis, Methodik u n d Ökonomie geologischer Kartierungen des Flachlandes. — Z. angew. Geologie 2, S. 18 — 24, Berlin 1956 (1956 a).

Abraum

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Ein Rohstoffproblem im Abraum des künftigen BraunkohlenGroßtagebaues Welzow-Süd westlich Spremberg WALTER MEHNER, B e r l i n

Der p r o j e k t i e r t e T a g e b a u n e u a u f s c h l u ß W e l z o w - S ü d wird bereits a b 1964 H a u p t l i e f e r a n t f ü r die v o m Koksk o m b i n a t Schwarze P u m p e b e n ö t i g t e n Mengen a n R o h b r a u n k o h l e , die aus d e m 2. L a u s i t z e r F l ö z h o r i z o n t ( = L a u s i t z e r Unterflöz) zu gewinnen sind. E s liegt auf der H a n d , d a ß bei den vorgesehenen A u s m a ß e n dieses T a g e b a u e s (BlLKENROTH 1956, ARNOLD 1958) große t e c h n i s c h e P r o b l e m e in k ü r z e s t e r F r i s t gelöst w e r d e n m ü s s e n . Bei aller W ü r d i g u n g dieser P r o b l e m e sollte ein weiteres P r o b l e m n i c h t a u ß e r a c h t gelassen w e r d e n , das einen w e r t v o l l e n Rohstoff i m A b r a u m b e t r i f f t . I m V o r s c h n i t t des k ü n f t i g e n T a g e b a u e s W e l z o w - S ü d liegen besonders im R a u m G o s d a — J e s s e n große oberflächennahe L a g e r s t ä t t e n eines hell- bis d u n k e l g r a u e n f e t t e n T o n s ü b e r d e m oberen Kohlenflöz, d e m s o g e n a n n t e n L a u s i t z e r Oberflöz (siehe A b b . 1). Sie gehören d e n gleichen geologischen H o r i z o n t e n des h ö h e r e n Miozäns a n , a u s d e n e n die T o n i n d u s t r i e der Niederlausitz das Rohmaterial für wertvolle grobkeramische Produkte e n t n i m m t . K e r a m i s c h e U n t e r s u c h u n g e n dieses T o n e s aus P r o b e n v o n T r o c k e n b o h r u n g e n h a b e n erwiesen, d a ß der T o n i m T a g e b a u g e b i e t W e l z o w - S ü d z u r H e r s t e l l u n g v o n Steinzeug, Dachziegeln u n d K l i n k e r n g u t geeignet ist u n d wegen seiner g u t e n bis h o h e n P l a s t i z i t ä t sogac e n t s p r e c h e n d g e m a g e r t w e r d e n m u ß . In seiner G ü t e s t e h t er n u r d e n f e u e r f e s t e n T o n e n n a c h . A b b i l d u n g 2 v e r a n s c h a u l i c h t die L a g e r u n g s v e r h ä l t nisse des b a u w ü r d i g e n T o n s in d e n L ä n g s a c h s e n der j ä h r l i c h e n K o h l e n b a u a b s c h n i t t e v o n W e l z o w - S ü d . Bei allgemein söhliger L a g e r u n g sind die welligen U n t e r - u n d O b e r k a n t e n der T o n l a g e r s t ä t t e n i c h t d u r c h E i s d r u c k bes t i m m t , s o n d e r n d u r c h s t ä r k e r e A u f s p a l t u n g u n d Durchs e t z u n g m i t sandigen u n d kohligen Mitteln im H a n g e n d e n oder Liegenden, die als u n b a u w ü r d i g n i c h t zur L a g e r s t ä t t e gezogen w u r d e n . Deshalb wechselt a u c h die M ä c h t i g k e i t des Tones zwischen 3 u n d 20 m , im D u r c h s c h n i t t b e t r ä g t sie 10 m u n d u m f a ß t somit e t w a die H ä l f t e der g e s a m t e n V o r s c h n i t t h ö h e ü b e r der 1. Arbeitsebene. N a c h S ü d o s t e n keilt der b a u w ü r d i g e T o n vor allem in d e n e r s t e n B a u a b s c h n i t t e n (Profil I u n d II) r a s c h aus, teils d u r c h u r s p r ü n g l i c h e B e g r e n z u n g , teils d u r c h eiszeitliche A u s w a s c h u n g der T o n l a g e r s t ä t t e . N a c h A b b i l d u n g 1 u m f a s s e n die b a u w ü r d i g e n Tonl a g e r s t ä t t e n im V o r s c h n i t t der 4 B a u a b s c h n i t t e bis 1967 einen b e r e c h n e t e n V o r r a t v o n e t w a 30 Millionen m : l . Vergleichsweise reichte diese Menge aus, u m Zehdenick, das g r ö ß t e Z i e g e l k o m b i n a t der D D R , auf 50 J a h r e m i t Rohstoff zu versorgen. Im g e s a m t e n T a g e b a u f e l d

W e l z o w - S ü d , das in d e n k o m m e n d e n J a h r z e h n t e n weiter n a c h O s t e n u n d N o r d e n ü b e r g r e i f e n wird, liegt schätzungsweise d a s Drei- bis Vierfache dieser bisher nachgewiesenen V o r r ä t e . Das P r o b l e m ist hier, ob diese Steinzeugtone aus Welzow-Süd mit dem Kohlenabbau v e r l o r e n g e h e n sollen. Die S t a a t l i c h e Geologische K o m m i s s i o n h a t sich i m Interesse einer sozialistischen R o h s t o f f w i r t s c h a f t s t e t s d a f ü r eingesetzt, d a ß wertvolle Rohstoffe im A b r a u m des K o h l e n t a g e b a u e s , sofern günstige B e d i n g u n g e n vorliegen, n i c h t verlorengehen d ü r f e n . In diesem Bem ü h e n w u r d e n Teilerfolge erzielt; der H a s e l b a c h e r T o n im m i t t e l d e u t s c h e n Revier wird gesondert g e w o n n e n , desgleichen ein Spezialton f ü r die chemische I n d u s t r i e im B r a u n k o h l e n f e l d Heide bei H o s e n a in der Niederlausitz. A u c h in d e n Kreisen der B r a u n k o h l e n i n d u s t r i e w i r d dieses P r o b l e m der N u t z b a r m a c h u n g wertvoller R o h stoffe i m A b r a u m n e u e r d i n g s m e h r b e a c h t e t (BlLKENROTH 1958, LEHMANN 1959). N a c h bisheriger K e n n t n i s ist ein d e r a r t großes u n d g ü n s t i g gelagertes wie q u a l i t a t i v wertvolles T o n v o r k o m m e n wie W e l z o w - S ü d in der g e s a m t e n N i e d e r l a u s i t z

Abb. 1. Lagerstätten tertiärer Steinzeugtone im Vorschnitt des künftigen Großtagebaues Welzow-Süd (Meßtischblattausschnitt Jessen 4451) 1. Süd- und Ostgrenze der Tonlagerstätte, [2. berechnete und teilweise bemusterte Tonvorräte in den Kohlenbauabschnitten bis 1967

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Literatur APRODOW, W. A.: Geologisches Kartieren. - Moskau 1952 (bes. Kap. I , S. 6—32 „Die Entwicklungsgeschichte der sowjetischen geologischen Kartierungvor und nach der Großen Sozialistischen Oktoberrevolution"). B E N E K , R . : Die 5. Jahrestagung der Geologischen Gesellschaft in der Deutschen Demokratischen Republik. — Z. Geologie 7, S. 1089 — 1092, Berlin 1958. BÜLOW, K . von: Geologisches Kartieren — Grundlage und Ziel der Nachwuchsbildung. — Z. angew. Geologie 1, S. 129 — 132, Berlin 1955. GEINITZ, E . : Die geologische Kartierung Mecklenburgs. — Arch. d. Ver. d. Freunde d. Naturgesch. in Mecklenburg 5fi, S. 121 — 123, Güstrow 1902.HECK, H.-L.: Bedürfnis, Methodik u n d Ökonomie geologischer Kartierungen des Flachlandes. — Z. angew. Geologie 2, S. 18 — 24, Berlin 1956 (1956 a).

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Ein Rohstoffproblem im Abraum des künftigen BraunkohlenGroßtagebaues Welzow-Süd westlich Spremberg WALTER MEHNER, B e r l i n

Der p r o j e k t i e r t e T a g e b a u n e u a u f s c h l u ß W e l z o w - S ü d wird bereits a b 1964 H a u p t l i e f e r a n t f ü r die v o m Koksk o m b i n a t Schwarze P u m p e b e n ö t i g t e n Mengen a n R o h b r a u n k o h l e , die aus d e m 2. L a u s i t z e r F l ö z h o r i z o n t ( = L a u s i t z e r Unterflöz) zu gewinnen sind. E s liegt auf der H a n d , d a ß bei den vorgesehenen A u s m a ß e n dieses T a g e b a u e s (BlLKENROTH 1956, ARNOLD 1958) große t e c h n i s c h e P r o b l e m e in k ü r z e s t e r F r i s t gelöst w e r d e n m ü s s e n . Bei aller W ü r d i g u n g dieser P r o b l e m e sollte ein weiteres P r o b l e m n i c h t a u ß e r a c h t gelassen w e r d e n , das einen w e r t v o l l e n Rohstoff i m A b r a u m b e t r i f f t . I m V o r s c h n i t t des k ü n f t i g e n T a g e b a u e s W e l z o w - S ü d liegen besonders im R a u m G o s d a — J e s s e n große oberflächennahe L a g e r s t ä t t e n eines hell- bis d u n k e l g r a u e n f e t t e n T o n s ü b e r d e m oberen Kohlenflöz, d e m s o g e n a n n t e n L a u s i t z e r Oberflöz (siehe A b b . 1). Sie gehören d e n gleichen geologischen H o r i z o n t e n des h ö h e r e n Miozäns a n , a u s d e n e n die T o n i n d u s t r i e der Niederlausitz das Rohmaterial für wertvolle grobkeramische Produkte e n t n i m m t . K e r a m i s c h e U n t e r s u c h u n g e n dieses T o n e s aus P r o b e n v o n T r o c k e n b o h r u n g e n h a b e n erwiesen, d a ß der T o n i m T a g e b a u g e b i e t W e l z o w - S ü d z u r H e r s t e l l u n g v o n Steinzeug, Dachziegeln u n d K l i n k e r n g u t geeignet ist u n d wegen seiner g u t e n bis h o h e n P l a s t i z i t ä t sogac e n t s p r e c h e n d g e m a g e r t w e r d e n m u ß . In seiner G ü t e s t e h t er n u r d e n f e u e r f e s t e n T o n e n n a c h . A b b i l d u n g 2 v e r a n s c h a u l i c h t die L a g e r u n g s v e r h ä l t nisse des b a u w ü r d i g e n T o n s in d e n L ä n g s a c h s e n der j ä h r l i c h e n K o h l e n b a u a b s c h n i t t e v o n W e l z o w - S ü d . Bei allgemein söhliger L a g e r u n g sind die welligen U n t e r - u n d O b e r k a n t e n der T o n l a g e r s t ä t t e n i c h t d u r c h E i s d r u c k bes t i m m t , s o n d e r n d u r c h s t ä r k e r e A u f s p a l t u n g u n d Durchs e t z u n g m i t sandigen u n d kohligen Mitteln im H a n g e n d e n oder Liegenden, die als u n b a u w ü r d i g n i c h t zur L a g e r s t ä t t e gezogen w u r d e n . Deshalb wechselt a u c h die M ä c h t i g k e i t des Tones zwischen 3 u n d 20 m , im D u r c h s c h n i t t b e t r ä g t sie 10 m u n d u m f a ß t somit e t w a die H ä l f t e der g e s a m t e n V o r s c h n i t t h ö h e ü b e r der 1. Arbeitsebene. N a c h S ü d o s t e n keilt der b a u w ü r d i g e T o n vor allem in d e n e r s t e n B a u a b s c h n i t t e n (Profil I u n d II) r a s c h aus, teils d u r c h u r s p r ü n g l i c h e B e g r e n z u n g , teils d u r c h eiszeitliche A u s w a s c h u n g der T o n l a g e r s t ä t t e . N a c h A b b i l d u n g 1 u m f a s s e n die b a u w ü r d i g e n Tonl a g e r s t ä t t e n im V o r s c h n i t t der 4 B a u a b s c h n i t t e bis 1967 einen b e r e c h n e t e n V o r r a t v o n e t w a 30 Millionen m : l . Vergleichsweise reichte diese Menge aus, u m Zehdenick, das g r ö ß t e Z i e g e l k o m b i n a t der D D R , auf 50 J a h r e m i t Rohstoff zu versorgen. Im g e s a m t e n T a g e b a u f e l d

W e l z o w - S ü d , das in d e n k o m m e n d e n J a h r z e h n t e n weiter n a c h O s t e n u n d N o r d e n ü b e r g r e i f e n wird, liegt schätzungsweise d a s Drei- bis Vierfache dieser bisher nachgewiesenen V o r r ä t e . Das P r o b l e m ist hier, ob diese Steinzeugtone aus Welzow-Süd mit dem Kohlenabbau v e r l o r e n g e h e n sollen. Die S t a a t l i c h e Geologische K o m m i s s i o n h a t sich i m Interesse einer sozialistischen R o h s t o f f w i r t s c h a f t s t e t s d a f ü r eingesetzt, d a ß wertvolle Rohstoffe im A b r a u m des K o h l e n t a g e b a u e s , sofern günstige B e d i n g u n g e n vorliegen, n i c h t verlorengehen d ü r f e n . In diesem Bem ü h e n w u r d e n Teilerfolge erzielt; der H a s e l b a c h e r T o n im m i t t e l d e u t s c h e n Revier wird gesondert g e w o n n e n , desgleichen ein Spezialton f ü r die chemische I n d u s t r i e im B r a u n k o h l e n f e l d Heide bei H o s e n a in der Niederlausitz. A u c h in d e n Kreisen der B r a u n k o h l e n i n d u s t r i e w i r d dieses P r o b l e m der N u t z b a r m a c h u n g wertvoller R o h stoffe i m A b r a u m n e u e r d i n g s m e h r b e a c h t e t (BlLKENROTH 1958, LEHMANN 1959). N a c h bisheriger K e n n t n i s ist ein d e r a r t großes u n d g ü n s t i g gelagertes wie q u a l i t a t i v wertvolles T o n v o r k o m m e n wie W e l z o w - S ü d in der g e s a m t e n N i e d e r l a u s i t z

Abb. 1. Lagerstätten tertiärer Steinzeugtone im Vorschnitt des künftigen Großtagebaues Welzow-Süd (Meßtischblattausschnitt Jessen 4451) 1. Süd- und Ostgrenze der Tonlagerstätte, [2. berechnete und teilweise bemusterte Tonvorräte in den Kohlenbauabschnitten bis 1967

Zeitschrift liir angewandte Geologie ( 1 9 5 9 ) Heït 10 MEHNER / R o h s t o f E p r o b l e m i m A b r a u m

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