Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 8, Heft 4 April 1962 [Reprint 2021 ed.] 9783112561881, 9783112561874

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ZEITSCHRIFT FÜR A N QE WANDTE QEOLOQIE

AIS

DEM I \ HALT

I). Münch Der Ton von Rieder E . Szafoo

HERAUSQEQEBEN V O N

Lagerung»Verhältnisse und Genese des ungarischen B a u x i t s

DER STAATLICHEN Q E O L O Q I S C H E N K O M M I S S I O N

W . Liersch

U N D D E R Z E N T R A L E N V O R R A T S K O M M IS S IO N

archivs (Sedimentäre Eisenerze)

DER D E U T S C H E N D E M O K R A T I S C H E N

REPUBLIK

V orschläge zur F r a g e des Lagerstätten -

N. I. ß u j a l o w Uber das Testen von Erkundungsbohrungen in Erdoi- und Erdgaslagerstätten C. Döhtier Z u r Yorratsberechnung und Abbaupiaiiung in Feldesteilen mit absetzigen Hart^alzvorkommen G. S c h u m a n n Der n e u e zweikreisige Geologenkompaß des V E B Freiberger Präzisionf-mechanik I). F r a n k e Zu Fragen geologischer Terminologie und Klassiiikation ( I ) Der Begriff F o r m a t i o n

A K A D E M I E - VE R L A Q • B E R L I N

BAND 8 / H E F T APRIL SEITE

T 1962

169-224

INHALT

CONTENTS

C O F L E P J K A H H E

D. MÜNCH

Der Ton von Rieder

TjiHiia OKOJIO wecTHOCTii P n a e p

T h e Clay of Riedel

1G9

L a g e r u n g s v e r h ä l t n i s s e u n d Genese des ungarischen B a u x i t s

YCJIOBIIH aajieranHH H n p o n c xoHiaeniie BenrepcKHx ÖOKCIITOB

M u t u a l Relations a n d Genesis of the Hungarian Bauxite

175

E.SZABÖ

J . TRACHTULEC

Beitrag zur Durchführung hydrogeologischer F o r s c h u n g e n in Braunkohlenrevieren

B i t n a ^ B npoBeReime r u n p o r e o noriiiecKHx HCCJienoBaimft B 6ypoyroJibiii>ix p a i i o n a x

C o n t r i b u t i o n to t h e Realization of 183 Hydrogeological Researches in B r o w n Coal Districts

W.

Vorschläge z u r F r a g e des L a g e r stättenarchivs (Sedimentäre Eisenerze)

npeAJioHteunn K Bonpocy a p x m a MecTopoJKHeimii. (OcanoHiiue wejie3Hhie pyAw)

Proposals on t h e P r o b l e m of 188 Deposit Archives ( S e d i m e n t a r y I r o n Ores)

N . I. BUJALOW

Ü b e r das T e s t e n v o n E r k u n d u n g s b o h r u n g e n in E r d ö l - u n d E r d gaslagerstätten

0 6 onpoöoBaiiiin pasBejiOTiiHx CKBaïKHII n a MeCTOpOWReilHilX iiecjmi H r a 3 a

T e s t i n g of Reconnaissance Dril- 192 lings in P e t r o l e u m a n d N a t u ral Gas Deposits

S . F . SLDORENKO

Einige B e s o n d e r h e i t e n b e i m Testen von Bohrungen

H e K O T o p t i e ocoSeiiHoc™ p e 3 y j i b TaTOB OnpOÖOBäHHH CKBaJKHH

Some Peculiarities of t h e T e s t i n g of Drillings

Autorenkollektiv

E r d ö l v o r r ä t e in Grundgebirgsgesteinen (Referiert v o n R .

3anacLi IIEIPTH B n o p o a a x tjjynHaMeina ( P e $ e p a T P . M e ü n roJibRa)

P e t r o l e u m Reserves in Base- 197 m e n t Rocks (Abstracted b y

LIERSCH

MEINHOLD)

195

R . MEINHOLD)

C. DÖHNER

Zur Vorratsbercchnung und Abb a u p l a n u n g in Feldesteilen m i t absetzigen H a r t s a l z v o r k o m m e n

K noHCTeTy sanacoB n iuiairapoBaniiK) pa3pa6oTKH B ynacTitax C npepLIBHCTLIM HajIH'IHeM TBepHOii COJIH

R e s e r v e Calculation a n d P l a n - 198 n i n g of Mining in P a r t s of t h e Field Showing S h i f t y H a r d Salt Occurrences

I. A. KOLMOGOROW

Eine Volumenbestimmungsmet h o d e f ü r E r z k ö r p e r zwischen n i c h t p a r a l l e l e n Schichten

IIpocTofi cnocoö onpe^ejieHiiH oßieMOB p y ^ i f t i x Ten Mewfly HenapaJiJiejibiiHMH ce'ieuHHMii

M e t h o d for t h e D e t e r m i n a t i o n of 202 t h e V o l u m e of Ore Bodies S i t u a t e d b e t w e e n Non-Parallel Sections

Autorenkollektiv

D a s Großpolnische Becken (Refe-

BejiHKonojiLCKiiii GacceiiH $epaT K . K a y i e p )

The

r i e r t v o n K . KAUTER)

(Pe-

Great

Polish

Basin

(Ab-

204

s t r a c t e d b y K . KAUTER)

W . M. WOLKOW & I. T . SACHAROW

Z u r E r h ö h u n g des W i r k u n g s g r a d e s geologischer E r k u n dungsarbeiten

K Bonpocy o noBiimenHH 3$$eKTHBHOCTH reojioropa3Bei(o 10 gut thixotrop Versuche mit dem Ton von Rieder ergaben die in Tab. 7 angegebenen thixotropen Grenzwerte. Danach besitzt der Ton nur geringe bis mittelmäßige thixotrope Eigenschaften. Der Zusatz von AlkaliIonen bringt nur unbedeutende Verbesserungen, so daß das Material für Dickspülungszwecke nicht geeignet ist.

Plastizitätszahl nach P F E F F E R K O R N

In der Keramik wird die Plastizität einer Masse meist nach der Methode von PFEFFERKORN bestimmt. Hierbei werden aus der plastischen Masse Zylinder von 40 mm Höhe und 35 mm Durchmesser geformt, die mit dem PFEFFERKORNschen Plastizitätsmeßgerät (Abb. 3) ge-

6. Thermophysikalisclie Untersuchungen Hierunter werden die differenzdilatometrischen und die differentialthermoanalytischen Messungen beschrieben, die zur Untersuchung des Mineralgehalts durchgeführt wurden.

Tab. 6. ATTERBERG-Konstanten des Tons von Rieder im Vergleich zu einigen Standardtonen Ton Na-Montmorillonit Belle Fourche (S.-Dakota) Ca-Montmorillonit Pontotoc (Mississippi) < 1 tun Kaolinit Union Co. (Illinois) < 1 lim Mit Vermilion Co. (Illinois) < 1 um Ton Rieder < 2 | i m

Fließgrenze

Ausrollgrenze

Bildsamkeit

625-700

100

525-600

175

110

65

61

37

27

95

45

50

80

30

50

EffID

Tab. 7. Thixotrope Grenzwerte des Tons von Rieder thixotroper Grenzwert N

Flüssigkeit Wasser Sodalösung Sodalösung Sodalösung Lithiumkarbonat Lithiumkarbonat Ammoniumchlorid

0,5% 1 % 5 % 0,5% 1 % 2 %

3,3-5,6 3,3-4,5 3,3-5,1 4,4-7,8 3,3-5,7 3,8-7,4 8,0

Staucht werden. Das Verhältnis der ursprünglichen zur gestauchten Höhe wird in Abhängigkeit vom Wassergehalt der plastischen Masse in ein Diagramm eingetragen. Als Plastizitätszahl ist von PFEFFERKORN der Wassergehalt festgesetzt worden, der einem De-

• B

Abb. 3. Plastizitätsmeßgerät nach PFEFFERKORN (nach SCHÄTZER) Differentialtheruioanalyse

Durch die freundliche Unterstützung des Instituts für Grobkeramik Großräschen 2 ) war es möglich, differentialthermoanalytische Untersuchungen durchzuführen. *) Herrn Dipl.-Min. N. BIEHL sei an dieser Stelle nochmals gedankt.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1962) Heft 4

172 Die DTA-Kurve der Fraktion < 2 [xm im Vergleich zu den Kurven eines Kaolinits und eines Illits zeigt die Abb. 4. Daraus läßt sich erkennen, daß die Kurve des Tons von Rieder in den typischen Punkten mit der des Illits übereinstimmt. Der endotherme Effekt bei 120 bis 130 ° C deutet auf die Abgabe von fest angelagertem Wasser hin. Die breite exotherme Ausbuchtung bei 350—375 ° C wird durch Eisenverbindungen oder organische Substanz hervorgerufen. Bei etwa 600 ° C bricht das Gitter zusammen, wodurch der starke endotherme Effekt entsteht, an dem neben Illit auch Kaolinit beteiligt ist. Typisch für Illit ist die dritte endotherme Reaktion bei 900 °C, auf die bei 930—950° C ein exothermer Effekt folgt.

MÜNCH / Der Ton von Rieder

iß-

Dadurch wird die Bildung neuer Minerale aus den Zerfallsprodukten angezeigt. Zusammenfassend kann man also an Hand der DTA-Kurve feststellen, daß Illit das Hauptmineral des Tons darstellt, neben dem Kaolinit vorliegt. Differenzdilatometrischc Untersuchung

Die Ausdehnungsmessungen wurden mit dem Differenzdilatometer nach ULBKICHT, Bauart W E I S S , durchgeführt. Die Vergrößerung wurde 400fach gewählt, die Aufheizung erfolgte bis 1000 °C. Zur Untersuchung wurden Probestäbchen aus der Fraktion < 2 ¡xm hergestellt und bei 105 ° C getrocknet. Die Kurven zeigt Abb. 5, als Vergleichskurven sind Geisenheimer Bentonit, Zettlitzer Kaolin und Glimmerton von Sarospatak angegeben. Die Kurve des Tons von Rieder zeigt bis 500 ° C eine gleichmäßige Ausdehnung. Etwas steiler wird der Verlauf im Bereich von 550—650° C, woran Illit und Quarz beteiligt sind. Typisch für den Illit ist auch eine kleine Isomalie bei 720 °C. Bei 780 ° C setzt eine sehr starke Schwindung ein, wie sie für Illit normalerweise erst bei 900 °C zu erwarten ist. Möglicherweise liegen hier, bedingt durch den schon erwähnten Gehalt an amorpher Substanz, frühzeitige Sintererscheinungen vor, die zur Verdichtung des Scherbens führen. Nach der Aufheizung wurde eine Abkühlkurve aufgenommen, die im Bereich von 180°—230 ° C eine kleine Isomalie zeigt. Auch bei der Wiedererhitzung trat dieser

-J,o-{

I

A b b . 5. Dilatometerkurven des Tons von Rieder und einiger Vergleichsminerale 1 — Glimmertoii von Sarospatak (Illit), 2 — Kaolin von Zettlitz, 3 — Bentoni t von Geisenheim, 4 — Ton von Rieder

Sprung auf. Als Ursache ist ein geringer Gehalt an Cristobalit anzusehen, der sich beim Erhitzen in diesem Temperaturbereich von der ß- in die «-Modifikation umwandelt. Er bildet sich beim Erhitzen aus der opalartigen amorphen Kieselsäure. Bei 575 ° C tritt ein weiterer Effekt auf, der die Quarzumwandlung anzeigt. Zusammengefaßt kann man aus der dilatometrischen Untersuchung entnehmen, daß das Hauptmineral des Tons von Rieder ein stark zersetzter Illit ist, neben dem amorphe gelförmige Substanz (Cristobalitbildung) und Quarz nachzuweisen sind. 7. Trocken- und Brennyerhalten

A b b . 4. D T A - K u r v e n von Zettlitzer Kaolin (1), T o n von Rieder (2) und Illit, Vermilion Co. Illinois (3)

Der Ton läßt sich einwandfrei verformen und trocknen, die Trockenschwindung liegt mit 11% bei einem Anmachwassergehalt von 33% ziemlich hoch. Das Brennverhalten wurde an Proben bestimmt, die bei 900, 1000, 1100, 1200 und 1300 ° C gebrannt wurden. Anschließend wurde die Wasseraufnahme bestimmt, wobei die Probekörper zwei Stunden gekocht, oberflächlich abgetupft und gewogen wurden. Brennverhalten und

Zeitschrift für angewandte Geologie (1962) Heft 4 MÜNCH / D e r T o n v o n R i e d e r

173 (H. UNGER). Beide Aufnahmen unterschieden sich nicht, es konnten keine quellfähigen Minerale nachgewiesen werden. Wie das Diagramm Abb. 7 zeigt, sind Illit, Kaolinit und Quarz die Hauptbestandteile des Tons. Oberhalb 10 A ist keine Linie zu sehen.

Wasseraufnahme

Kiinkerpunkt •

9. Infrarotabsorptionsspektren Im Optischen Laboratorium des V E B Chemische Werke Buna 3 ) wurden Infrarotabsorptionsspektren des Tons von Rieder und einiger Vergleichsminerale angefertigt. Zur Untersuchung kam eine Fraktion < 5 (im, die in einer Konzentration von 2 mg pro 200 mg mit

Sirtierpunkt

1100

tm

/JOS

x

Schwindung

Tab. 8. Mineralogische Zusammensetzung des Tons von Rieder ¡05

900

1000

/JO0

/2O0

Quarz Illit Kaolinit Akzessorien (Feldspäte, Kalkspat, Schwerminerale, amorphe Substanz usw.)

1300 "C

Abb. 6. Schwind- und Dichtbrennverhalten des Tons von Rieder Wasseraufnahme zeigt die Abb. 6. Der Klinkerpunlit'des Materials (entsprechend einer Wasseraufnahme von 6 % ) liegt bei S K 0 7 a (960°C), der Sinterpunkt (entsprechend einer Wasseraufnahme von 2 % ) bei S K 0 2 a — 0 3 a (1050° C). Die größte Dichte erreicht der Scherben bei S K l a (1100°C). Bei S K 3 a ( U 4 0 ° C ) beginnt der Ton zu blähen, was durch den Gehalt an Eisenverbindungen (Pyrit) und organischer Substanz verursacht wird. Die Brennfarbe wandelt sich vom Grüngrau des trocknen Probekörpers über ein helles Braunrot ( S K 010a—05a) ( 9 0 0 - 1 0 0 0 ° C ) , Dunkelbraun ( S K l a ) (1100°C) bis zum Braunoliv ( S K 6 a - S K 10) ( 1 2 0 0 - 1 3 0 0 ° C ) . Der Kegelfallpunkt wurde bei S K 2 8 - 2 9 ( 1 6 3 0 - 1 6 5 0 ° C) gefunden, der Schmelzpunkt des Tons unter dem Erhitzungsmikroskop liegt bei S K 30 (1670°C). Für den Ziegelbrand ist die günstigste Brenntemperatur bei S K 07a (960°C).

60% 15% 5%

Kaliumbromid zu einer Tablette verpreßt wurde. Die Spektren zeigt Abb. 8. Die Banden der Silikate liegen in der Hauptsache im Gebiet um Wellenzahlen von 800 bis 1250 cm - 1 . Bei den Tonmineralen zeigen die Zweischichtminerale eine wesentlich stärkere Gliederung des Spektrums als die Dreischichtminerale. Im Bereich 3200 bis 3800 c m - 1 liegen die OH-Valenzschwingungen. Für Kaolinit sind zwei spitze Banden typisch, die bei 3630 und 3700 c m - 1 liegen. Bei 1640 c m - 1 erscheint die HOH-Deformationsschwingung. Typisch für alle Zweischichtminerale ist die ausgeprägte Bande bei 936 cm - 1 , die der A10 6 Oktaederschicht entspricht. Zwei Banden bei 1050 und 1100 c m - 1 sowie eine starke Gliederung im Bereich um 800 c m - 1 werden der Si0 4 -Tetraederschicht zugeschrieben. Wesentlich schwieriger ist der Nachweis von Montmorillonit. Als typisch kann die Bande bei 3420 c m - 1 angesehen werden, die vom Zwischenschichtwasser herrührt. Der Bereich um 800 c m - 1 ist weniger gegliedert als bei den Zweischichtmineralen.

8. Röntgenographisehe Untersuchung Für die Röntgenuntersuchung wurden von der Fraktion < 2 fxm zwei Texturpräparate angefertigt, wovon eins aus destilliertem Wasser, das andere aus einer Glyzerin-Wasser-Mischung sedimentiert wurde. Die Untersuchung erfolgte mittels einer Zählrohr-GoniometerAnlage im Zentralen Geologischen Institut, Berlin

3 ) Den Herren Dr. LUCHSINGER und Dr. KIMIIER sei an dieser Stelle nochmals für die Unterstützung gedankt.

100 90 -t— en KD m 70 c O) +c. 60

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22

23

24 25 -

Zeitschritt für angewandte Geologie (1962) Heft 4

174

MÜNCH / Der T o n v o n Ricdcr 1

Ähnlich ist das Spektrum des Illits aufgebaut. Als typisch erscheint eine Bande bei 1400 cm -1 , die vermutlich einer Deformationsschwingung fester gebundenen Wassers entspricht. Das Spektrum des Tons von Rieder zeigt die typischen Merkmale des Illitspektrums. Die Lage und Höhe der Banden sowie das Vorhandensein derBande bei 1400 cm -1 deuten einwandfrei darauf hin, daß Illit das Hauptmineral des Tons ist. Ausgeprägt sind jedoch auch die Spitze bei 3700 cm -1 und die Zergliederung des Spektrums um 800 cm -1 , wie sie das Kaolinitspektrum zeigt. Neben Illit liegt also untergeordnet auch Kaolinit vor.

-Wellenzahl [cm." ] H—

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