Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 8, Heft 6 Juni 1962 [Reprint 2021 ed.] 9783112558164, 9783112558157

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ZEITSCHRIFT FÜR A N QE W A N D T E QEOLOQIE

AUS DEM

INHALT

F. Stammberger D r e i wichtige A u f g a b e n der Geowissenschaftler in der D D R K . P. Unger & H. Schramm Über fossile, „ p r ä t e r t i a r e " Verwilterungse r s c h e i n u n g e n auf der M u s c h e l k a l k h o c h -

H E R A U S QECJEBE N V O N DER S T A A T L I C H E N Q E O L O Q I S C H E N U N D DER Z E N T R A L E N DER D E U T S C H E N

KOMMISSION

V O R R A T S K O M M I SS I O N

DEMOKRATISCHEN

REPUBLIK

fläche nordöstlich von J e n a H . D. Pflug Feinstratigraphie im Kulm

und

Reaktionsanalyse

u n d Devon des E n k e n b e r g e s

( B l a t t Madfeld, Ostsauerland) W . M. I t a t v n s k i j & L. E . Schterenberg Über

die B i n d u n g des G e r m a n i u m s

die petrographischen K o m p o n e n t e n

an der

Kohlen S. Lorenz W a s s e r e i n b r ü c h e im Mansfelder K u p f e r schieferbergbau H . Rosenberger V e r f a h r e n z u r A u f b e r e i t u n g der proben von Lockergesteinen

Bohr-

A. Garlicki Die m i o z ä n e n Salzlagerstätten im patenvorland

AKADEMIE

• VERLAQ

• BERLIN

BAND 8 / H E F T JUNI SEITE

Kar-

J J 1962

281-336

INHALT

COßEPJKAHHE

CONTENTS

F . STAMMBERGER

Drei wichtige A u f g a b e n «1er Geow i s s e n s c h a f t l e r in der D D R

Tpii BaH;iu>ix 3a^a i m jjenTe.ieii r e o a o r i i ' i e c u i i x n a v i ; B F,"I,P

T h r e e I m p o r t a n t F u n c t i o n s of 281 Geologists a n d Geophysicists in the German Democratic Republic

II.

Die h e u t i g e n A n s i c h t e n ü b e r die S t r a t i g r a p h i e des T e r t i ä r s der nordböhmischen Braunkohlenbecken

I l u u e i i n i i i e n a r . i n a w n a CTpaTii-

P r e s e n t - D a y Views of t h e S t r a t i - 28'i_ g r a p h v of t h e T e r t i a r y of t h e N o r t h B o h e m i a n l!ro\vn-Coal Basins

K . P. UNOER & I I . SCHRAMM

Ü b e r fossile, „ p r ä t e r t i ä r e " Y e r "witterungserscheinungen an t* der Muschelkalkhochlläehe nordöstlich von J e n a

0 5 ncKonaeiibix „aoTpeTimiibix" HB.neiiHnx BbiBeTpiiBamiH n a n.iocKoropbe paiîOBiicToro 113uecTiiHi;a c e B e p o a a n a a n e e r . Mena

Fossil , , P r e - T e r t i a r y " W e a t h e r - 287 i n g Processes on t h e C o q u i n a P l a t e a u N o r t h e a s t of J e n a

II. D.

Feinstratigraphie und Reaktionsanalyse im Kulm nnd Devon des E n k e n b e r g e s ( l î l a t t M a d feld, O s t s a u e r l a n d )

T o n n a f i CTpaTiirpacJiim 11 peamiiionnbin a n a a i i a n KvjibMR Ii senoiie y Borsm.iuieiiiioCTii ö n n e n ö e p r (nnaiiincT Ma;i({le.ibj;, BocTOMiii.iii 3 a y o p -

F i n e S t r a t i g r a p h y a n d Analysis 290 of R e a c t i o n in t h e Culm a n d D e v o n i a n of t h e E n k e n b e r g (Madl'eld Sheet, E a s t Saucrlaml)

N. J . .MARKOWSKI

Z u s a m m e n h a n g zwischen Kohleund Erdgashöfiigkeit

Cnn:ib Mewiay nepcneiîTimiiocTbio n a yr.io.ib ii iieijiTb

R e l a t i o n s h i p betweenCoal a n d X a - 301 t u r a i Gas B e a r i n g P r o b a b i l i t y

E . P . MULLER & W . FREUND

Die G a s c h r o m a t o g r a p h i e liei der Erdgas- und Erdölprospeklion und -förderung

Fa.iOBafi xpoMaTorpat[)im npn n o n e n a x n a neipTb n r a 3 n p n p a a p a ö o T n e OTIIX no.ieaiibix ncnonaeMwx

Use of the Gas C h r o m a t o g r a p h y 30'» in N a t u r a l Gas a n d P e t r o l e u m Prospection and Production

F. K.

Z u r Tlieorie der K o n t a k t m e t a m o r p h o s e (Referiert v o n

K Teopiui nponeccoB KoiiTanTn o r o MeTaMopi}ni.)iia (PeiJiepaT F. lllyjibn)

On t h e T h e o r v of C o n t a c t - 307 metamorphism (Abstracted by

O

enfimi repMamiH c neTporpaiJiHHecmiMii KOMnoueiiTaiin ncKonaeMbix y r a e f i

B o n d i n g of G e r m a n i u m to t h e P e l r o g r a p h i c a l C o m p o n e n t s of Coals

308

llpopbiBbi n o j b i n p n pa.'spaóoTKC Me;iMCToro c.nanna B Maiic-

Floodings in t h e Mansfeld CopperSlate Mines

310

MALKOVSKY

PFLUG

SCIIIPULIN

I I . SCHULZ)

W . M. RATYNSKIJ Ü b e r die R i n d u n g des Gerrna& L. E . SCHTERENn i u m s a n die p e t r o g r a p h i s c l i e n BERG K o m p o n e n t e n der K o h l e n S. LORENZ

W a s s e r e i n b r ü c h e im Mansfelder Kupferschieferbergbau

rpaipHio

TpeTii'inbix

OT.IO-

Hîemifi ceBepo'ieuiCKoro 5 y p o y r o . i b i i o r o Gacceiina

11. S C I I U L Z )

i

(JIE.IABCKOM y i a c T i ; o II.

ROSENBERGER

G. A. TWALTSCHRELIDSE

Verfahren zur Aufbereitung der Bohrproben von Lockergesteinen

MeToa o ö o r a m e n i i n Gyponi.ix oöpa:inon p b i x a u x n o p o s

M e t h o d for the P r e p a r a t i o n of 31G Loose Material Core Samples

Z u r Methodik der metallogenetischen A n a l y s e (Referiert

O MeTO,inne MeTan-Torenii'iecnoro aiianiiüa (PeepaT A . LllTaMep)

T e c h n i q u e of Metallogenetic Analysis ( A b s t r a c t e d b y

v o n A . STAMMER)

A.

320

STAMMER)

1". S T A M M B E R G E R

Z u r B e r e c h n u n g prognostischer Erdöl- und Erdgasvnrräle

K n o ^ c i o T v npornoaiibix COB nei})TN n ra;ia

A.

GARLICKI

Die m i o z ä n e n Salzlagerslät ten im Karpatenvorland

Mnonenonbic MecTopoHi^ennn c o n n B npe,T,I>apnaTbHx

Miocene S a l t Deposits Carpathian Foreland

G.

IIILDEBRAND

V o r k o m m e n v o n P v r i t im G r u b e n feld des V E B Kaliwerk „ G l ü c k auf", Sondershausen

I l a . u r m e nnpitTa n maxTiioit n a o m a a n napo;tnoro npe^npiiHTiiH K a ^ i m e p i ; , ,F.IIOKayTaTax npoBen e H H b i x 3 a n o c n e f l U H e 15 n e T HCCJie^OBaTenbCKHx paßoT H KOHTHHeHTaJIbHblX TpeTHHIIblX OTJIOJKeHHHX CeBepHOÖ Hexiin. flaa HecKOJibKHx KOMnjieKCOB OTJlOJKeHHö B ßacceßHe X0MyT0B-M0CT-Ten.mme, Hanp. nHHacoBbix K B a p m i T O B , ,,KBaCL(OBbIX C J i a H I j e B " OKOJIO XOMyTOBa H , ,CaaijKHx c j i o e ß " , npennojiomenHbift RO CHX nop onnroqeHOBbiii BoapaoT öbiji onpoBeprayT. B l e w c K o f t nacTH IJ|HTTaycKoro öacceöHa (OKOJIO rpa^eq) Sbijio ycTaHOBJieHO, I ITO ocaaKOHaKonneHiie H a i a j i o c b B AKBHTAHE H KAK B öaoceöHe

XOMYTOB-MOCT-TENJINIJE

OKOMHJIOCB

B

TO

we

BpeMH, T. e. BepOHTHO B HMJKHGM TOpTOHe. OTJIOHteHHH OTflejibHbix 6 a c c e f i t i o B conoCTaBJiHioTCH B OÄHOÖ T a ö j i i m e .

Summary T h e a u t h o r gives a n a c c o u n t of t h e m o s t i m p o r t a n t results o b t a i n e d b y e x p l o r a t i o n w o r k s in t h e c o n t i n e n t a l T e r t i a r y of N o r t h B o h e m i a w i t h i n t h e l a s t 15 y e a r s . T h e Oligocene age h i t h e r t o s u p p o s e d for s e v e r a l s e d i m e n t a r y c o m plexes in t h e C h o m u t o v —Most — Teplice basin, s u c h as Dinas quartzites, ,,Alaunschiefer" near Chomutov, „Saazer S c h i c h t e n " , was p r o v e d w r o n g . I n t h e Czech p a r t of t h e Z i t t a u b a s i n (near H r ä d e k ) it was f o u n d t h a t t h e s e d i m e n t a t i o n b e g a n w i t h t h e volcanic series in t h e A q u i t a n i a n , a n d e n d e d a t t h e s a m e t i m e as in t h e C h o m u t o v — M o s t — T e p l i c e basin, t h a t is t o s a y p r e s u m a b l y in t h e L o w e r T o r t o n i a n . T h e d e p o s i t s of t h e i n d i v i d u a l b a s i n s a r e parallelized in a t a b l e .

Literatur FEJFAR, O., B. PACLTOVÄ& B. ZERT: Der F u n d einer miozänen Säugetierf a u n a bei Frantiäkovy Läzn6 und das Ergebnis der Pollenanalyse von derselben Lokalität. - Vfatnik ÜÜG, X X X I V , 3 0 1 - 3 0 4 , P r a h a 1959.

287

HIBSCH, J . E.: Erläuterungen zur geologischen Karte der Umgebung von Brüx. - Knihovna SGÜ, 11, Praha 1929. HUNGER, II.: Mikrobotanisch-stratigraphische Untersuchungen der Braunkohlen der südlichen Oberlausitz und die Pollenanalyse als Mittel zur Deutung der Flözgenese. — Freiberger Forsch.-H., C 8, S. 5—38, Berlin 1953. — Zur Stratigraphie und Fazies der Lausitzer Braunkohlen. — Freiberger Forsch.-H., C 9, S. 5 - 2 2 , Berlin 1954. KAMARÄD, L. & M. MAIKOVSKY: Zpräva o geologick6m mapoväni okoli Kräsneho Dvoreika a Rokle (list spec. mapy Kadan) (3850). — Zprävy o geol. vjfzk. v r. 1954, 7 0 - 7 4 , CSAV, Praha 1955. KOPECKJ^, L.: Yyzkuin vjfchodnich.okrajii bonpovskyrh hör na Podbofansku 1 9 5 4 - 1 9 5 5 . - Zprävy o geol. v i z k . v r. 1955, 9 2 - 9 3 , CSAV, P r a h a 1956. — Yyzkum vtfchodnich okrajü Doupovskj'ch hör na Podbofansku. — Zprävy o geol. vjizk. v r. 1956, 9 5 - 9 7 , CSAV, Praha 1957. KRUTZSCH, W. Me HOBLIMH K a p r a p o B o r a b i M i i paöoTaMH H inypijiaMH B n p e ß e j i a x n j i a m u e T a B i o p r E J i t y a a j i o c b BbiHBiiTb a p e ß H H ä KapcTOBbiä pejibeij) nop; TpeTHMHUMH (aoiieHOBbiMH?) o c a « KaMH Ha n n o c K o r o p b e paKOBHCToro H3BecTHHKa. B c T p e i a i o m n e c H n o B c r o a y MeHmy ocajjKaMH (KBapijeBbiMH r a n b KaMH II KBapijeBblMH neCKaMH) H IiejILIM paKOBMCTblM H3BecTHHKOM HtejiToßypbie AO 3ejieHOcepbie rjiHHbi ÖEIJIH o n p e a e J i e H b i KaK HCKonaeMbie n p o s y K r a BbiBeTpHBaHHH H3BeCTHHKa.

Summary A new m a p p i n g and prospecting in the a r e a of Bürgel planetable sheet permitted to demonstrate an old k a r s t topog r a p h y on the coquina p l a t e a u below the T e r t i a r y (Eocene?) sediments. Yellowish-brow r n to greenish-grey c l a y s found e v e r y w h e r e between the sediments (quartz gravels and quartz sands) and the i n t a c t coquina were identified as fossil weathering products of the limestone.

Literatur FREYBERG, B. V.: Die tertiären Landoberflächen in Thüringen. — Fortschr. Geol. u. Paläont., 6, Berlin 1923. NAUMANN, E. & E.PICARD: Erläuterungen zur Geologischen Karte von Preußen usw., Blatt Naumburg. — Berlin 1909. RUDOLPH, Ii.: Geologische Neukartierung des NE-Viertels von Blatt Bürgel. — UnveröfF. Diplomarbeit; Jena 1956. SCHMID, E. E.: Geologische Karte von Preußen usw., Blatt Bürgel, mit Erläuterungen. — Berlin 1879. STEINER, O.: Die Fortsetzung der Finnestörung zwischen Saale und Elster. - J b . preuß. geol. Landesanst. f. 1932, 53, S. 5 8 7 - 5 9 8 , Berlin 1933WALTHER, K . : Geologische Beobachtungen in der Gegend von Jena in Thüringen. - Jb. Miner., Geol., Paläont., Beil.-Bd., X X I , S. 6 3 - 9 7 , Stuttgart 1905.

Feinstratigraphie und Reaktionsanalyse im Kulm und Devon des Enkenberges (Blatt Madfeld, Ostsauerland)1) HANS D. PFLUG, Gießen

Einleitung

Geologischer Überblick

Die spektrale Analyse des von einem Gestein reflektierten Lichtes kennzeichnet bestimmte Fazieseigenschaften, die sich in Remissionskurven ausdrücken lassen. Mit Hilfe geeigneter Instrumente und Verfahren sind heute unbehandelte Bohrkerne auch von beträchtlicher L ä n g e schnell und e x a k t zu messen. In ähnlicher Weise l ä ß t sich die natürliche Fluoreszenz der Gesteine nach Intensität und spektraler Energieverteilung leicht analysieren. Daß die Meßergebnisse eine gute Ergänzung zu den üblichen Profiluntersuchungen abgeben, hat sich schon an Kohlen- und Kaliflözen (H. D. PFLUG 1957, 1962) gezeigt. Ein weiteres Feld photometrischer Methodik eröffnet die R e a k t i o n s a n a l y s e . Die neuesten Ergebnisse ermöglichen eine Vereinfachung des Verfahrens und eine Steigerung der q u a n t i t a t i v e n Genauigkeit. Verf. berichtet speziell über einige Untersuchungen an schwerlöslichen Gesteinen mit hohen silikatischen Anteilen. Als Beispiele werden die Untersuchungsergebnisse zweier Kernbohrungen aus dem Eisenerzdistriktfeld Brilon/Westfalen (158 m und 185 m Teufe) angeführt. Diese Kerne sind gleichzeitig von H. BOTTKE auf Conodonten untersucht und stratigraphisch eingeordnet worden. W e i t e r e Mikrofossilien werden z. Z. noch bearbeitet.

Die Untersuchungen erstrecken sich auf folgende Bohrprofile:

J)

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2 2 . 1 . 1962

1. Bohrung Enkenberg 10 (Rechts 34 81085,5, Hoch 236,5) 2. Bohrung Enkenberg 11 (Rechts 3 «81148,0, Hoch 56 98248,0) Meßtischblatt Madfeld (Nr. 2586), Eisenerzdistrikt Brilon (Ostsauerland). 56 98

Die Bohrungen am Enkenberg liegen nur etwa 700 m auseinander. Sie lassen erhebliche Unterschiede in der Mächtigkeit und Fazies erkennen, so daß ein schneller Fazieswechsel auf engem Raum vorzuliegen scheint. Die Bohrungen wurden im Bereich der alten Roteisensteingrube Enkenberg, an der NE-Umbiegung des Messinghäuser Sattels, niedergebracht. Sie dienten der Untersuchung der exhalativ-sedimentären Roteisensteine des oberen Givet. Der Messinghäuser Sattel wird in seinem Kern von Schalsteinen und Diabasmandelsteinen des givetischen Hauptgrünsteins aufgebaut, von dem die Bohrung 11 eine etwa 9 m mächtige Schalsteinfolge er-

Zeitschrift f ü r angewandte Geologie (1962) Heft 6

PFLUG / Feinstratigraphie im K u l m und Devon des Enkenbergcs

290

Korngrößenzusammensetzung (in m m und in % der Feinerde < 2 mm) der fossilen Muschelkalkverwitterungsbildungen südöstlich R o c k a u 2,0-0,6

Sand 0,6-0,2

rotbrauner Ton mit Ockemestern

20,1

10,2

3,6

2,9

13,8

grüngrauer — grüngelber Ton

0,3

0,3

0,2

11,6

weißgrauer Schluff

8,5

5,4

2,0

12,5

8. Abb. 4

0,2-0,06

Staub 0,06-0,02

tertiären Ablagerungen überdeckt, wobei sicherlich lokale Umlagerungen der fossilen Bodendecke erfolgten. Eine postsedimentäre flächenhafte Abtragung beseitigte schließlich große Teile der tertiären Sedimente und des verwitterten triassischen Untergrundes und schuf die „altpliozäne Fastebene" im Sinne von B. V . F B E Y B E B G . SO sind heute im Bereich der Muschclkalkhochfläche lediglich die größeren und tiefreichenderen, von tertiären Ablagerungen erfüllten Karsthohlformen erhalten, und nur in ihnen ist die fossile, „prätertiäre" Verwitterungsrinde noch intakt zu beobachten. Uber die pedogeologische Untersuchung dieser Verwitterungsbildungen auf verschiedenem Ausgangsmaterial (Unterer, Mittlerer und Oberer Muschelkalk) — verbunden mit tonmineralogischen und chemischen Untersuchungen — wird nach Abschluß noch laufender Arbeiten berichtet werden. Zusammenfassung Durch Neukartierung und Schürfarbeiten im Bereich des Meßtischblattes Bürgel konnte u n t e r den tertiären (eozänen?) Sedimenten auf der Muschelkalkhochfläche ein altes Karstrelief nachgewiesen werden. Die überall zwischen den Sedimenten (Quarzkiesen und Quarzsanden) und dem i n t a k t e n Muschelkalk auftretenden gelbbraunen bis grüngrauen Tone wurden als fossile Verwitterungsprodukte des Kalksteins bestimmt.

Schluff 0,02-0,006 0,006-0,002

Ton 0,002

Diff.

7,8

43,5

+ 1,9

17,4

10,8

59,1

-0,3

39,1

6,9

27,5

+ 1,9

Pe3K>Me HOBLIMH K a p r a p o B o r a b i M i i paöoTaMH H inypijiaMH B n p e ß e j i a x n j i a m u e T a B i o p r E J i t y a a j i o c b BbiHBiiTb a p e ß H H ä KapcTOBbiä pejibeij) nop; TpeTHMHUMH (aoiieHOBbiMH?) o c a « KaMH Ha n n o c K o r o p b e paKOBHCToro H3BecTHHKa. B c T p e i a i o m n e c H n o B c r o a y MeHmy ocajjKaMH (KBapijeBbiMH r a n b KaMH II KBapijeBblMH neCKaMH) H IiejILIM paKOBMCTblM H3BecTHHKOM HtejiToßypbie AO 3ejieHOcepbie rjiHHbi ÖEIJIH o n p e a e J i e H b i KaK HCKonaeMbie n p o s y K r a BbiBeTpHBaHHH H3BeCTHHKa.

Summary A new m a p p i n g and prospecting in the a r e a of Bürgel planetable sheet permitted to demonstrate an old k a r s t topog r a p h y on the coquina p l a t e a u below the T e r t i a r y (Eocene?) sediments. Yellowish-brow r n to greenish-grey c l a y s found e v e r y w h e r e between the sediments (quartz gravels and quartz sands) and the i n t a c t coquina were identified as fossil weathering products of the limestone.

Literatur FREYBERG, B. V.: Die tertiären Landoberflächen in Thüringen. — Fortschr. Geol. u. Paläont., 6, Berlin 1923. NAUMANN, E. & E.PICARD: Erläuterungen zur Geologischen Karte von Preußen usw., Blatt Naumburg. — Berlin 1909. RUDOLPH, Ii.: Geologische Neukartierung des NE-Viertels von Blatt Bürgel. — UnveröfF. Diplomarbeit; Jena 1956. SCHMID, E. E.: Geologische Karte von Preußen usw., Blatt Bürgel, mit Erläuterungen. — Berlin 1879. STEINER, O.: Die Fortsetzung der Finnestörung zwischen Saale und Elster. - J b . preuß. geol. Landesanst. f. 1932, 53, S. 5 8 7 - 5 9 8 , Berlin 1933WALTHER, K . : Geologische Beobachtungen in der Gegend von Jena in Thüringen. - Jb. Miner., Geol., Paläont., Beil.-Bd., X X I , S. 6 3 - 9 7 , Stuttgart 1905.

Feinstratigraphie und Reaktionsanalyse im Kulm und Devon des Enkenberges (Blatt Madfeld, Ostsauerland)1) HANS D. PFLUG, Gießen

Einleitung

Geologischer Überblick

Die spektrale Analyse des von einem Gestein reflektierten Lichtes kennzeichnet bestimmte Fazieseigenschaften, die sich in Remissionskurven ausdrücken lassen. Mit Hilfe geeigneter Instrumente und Verfahren sind heute unbehandelte Bohrkerne auch von beträchtlicher L ä n g e schnell und e x a k t zu messen. In ähnlicher Weise l ä ß t sich die natürliche Fluoreszenz der Gesteine nach Intensität und spektraler Energieverteilung leicht analysieren. Daß die Meßergebnisse eine gute Ergänzung zu den üblichen Profiluntersuchungen abgeben, hat sich schon an Kohlen- und Kaliflözen (H. D. PFLUG 1957, 1962) gezeigt. Ein weiteres Feld photometrischer Methodik eröffnet die R e a k t i o n s a n a l y s e . Die neuesten Ergebnisse ermöglichen eine Vereinfachung des Verfahrens und eine Steigerung der q u a n t i t a t i v e n Genauigkeit. Verf. berichtet speziell über einige Untersuchungen an schwerlöslichen Gesteinen mit hohen silikatischen Anteilen. Als Beispiele werden die Untersuchungsergebnisse zweier Kernbohrungen aus dem Eisenerzdistriktfeld Brilon/Westfalen (158 m und 185 m Teufe) angeführt. Diese Kerne sind gleichzeitig von H. BOTTKE auf Conodonten untersucht und stratigraphisch eingeordnet worden. W e i t e r e Mikrofossilien werden z. Z. noch bearbeitet.

Die Untersuchungen erstrecken sich auf folgende Bohrprofile:

J)

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2 2 . 1 . 1962

1. Bohrung Enkenberg 10 (Rechts 34 81085,5, Hoch 236,5) 2. Bohrung Enkenberg 11 (Rechts 3 «81148,0, Hoch 56 98248,0) Meßtischblatt Madfeld (Nr. 2586), Eisenerzdistrikt Brilon (Ostsauerland). 56 98

Die Bohrungen am Enkenberg liegen nur etwa 700 m auseinander. Sie lassen erhebliche Unterschiede in der Mächtigkeit und Fazies erkennen, so daß ein schneller Fazieswechsel auf engem Raum vorzuliegen scheint. Die Bohrungen wurden im Bereich der alten Roteisensteingrube Enkenberg, an der NE-Umbiegung des Messinghäuser Sattels, niedergebracht. Sie dienten der Untersuchung der exhalativ-sedimentären Roteisensteine des oberen Givet. Der Messinghäuser Sattel wird in seinem Kern von Schalsteinen und Diabasmandelsteinen des givetischen Hauptgrünsteins aufgebaut, von dem die Bohrung 11 eine etwa 9 m mächtige Schalsteinfolge er-

Zeltschrift für angewandte Geologie (1962) Heft 6 PFLUG / F e i n s t r a t i g r a p h i e im K u l m u n d D e v o n des E n k e n b e r g e s

bohrt h a t : Unten sind es vorwiegend feinkörnige, geschichtete, calcitreiche Schalsteine, die weitgehend chloritisiert sind. Darüber folgen grobe Kalk-SchalsteinBreccien, die hangendwärts wieder feinkörniger werden und dann zunehmend eine flinzartige, dunkle, organische Substanz enthalten. Für die gesamte Mächtigkeit des Hauptgrünsteins in diesem R a u m gibt Ii. BOTTKE (1962) 1 8 0 - 2 0 0 m an. Das Obere Mitteldevon wird in beiden Bohrungen durch massige Kalke der Eskesberger Fazies vertreten, wie sie auch in Aufschlüssen auf beiden Flügeln des Messinghäuser Sattels zutage ausstreichen. Während diese im NE-Teil des Messinghäuser Sattels 20—25 m Mächtigkeit erreichen, werden sie in der Bohrung 11 zwischen Schalstein im Liegenden und Roteisensteinlager im Hangenden nur 1,2 m, in Bohrung 10 nur 1,1 m mächtig. Im Bereich des Enkenberges ist also der größte Teil des Eskesberger Kalkes durch givetischen Schalstein ersetzt. Die Kerne bestehen aus dichtem, grauem bis bräunlichem, nur undeutlich gebanktem Kalk, der stellenweise metasomatisch vererzt ist, mit groben Dolomitaggregaten in porig-zelligen Lösungshohlräumen. Vom Roteisensteinlager selbst standen keine Proben zur Verfügung, da diese zur Analyse benötigt wurden. Der Bohrbericht verzeichnet „dichtes kalkiges Roteisenerz", 2,3 m mächtig in Bohrung 10 und 2,1 m in Bohrung 11. In einem Schürf am Gipfel des Enkenberges gaben W . PAECKELMANN & F . K Ü H N E ( 1 9 3 6 ) f ü r d a s

Givet folgende Mächtigkeiten a n :

oberste

Hangendes: Adorfer Kalk 3 m Roteisenstein 9 in m a s s i g e r E s k e s b e r g e r K a l k L i e g e n d e s : S c h a l s t e i n des oberen Givet

291

Primäres Eisenerzsediment fehlt hier. Mit „Eisenstein" wird metasomatisch vererzter Eskesberger Kalk und Adorfer Kalk bezeichnet. Bei Zunahme der Mächtigkeiten des givetischen Eskesberger Kalkes und mit zunehmender Entfernung von den auch a m NW-Flügel des Ostsauerländer Hauptsattels und am Messinghäuser Sattel feststellbaren vulkanischen Schwellen nimmt die Mächtigkeit des Eisenerzsedimentes ab. Die Roteisenerzlager „ v e r k a l k e n " durch Abnahme des FeGehaltes. Diese faziellen Zusammenhänge hat erst kürzlich H. BOTTKE (1962) für die ostsauerländischen Roteisensteinlagerstätten des Lahn-Dill-Typs dargestellt. Am Enkenberg bleiben im Oberdevon diese Faziesgegensätze erhalten. Die Adorf-Stufe ist in den Bohrungen noch relativ mächtig, besonders im tieferen Teil. Zu dieser Zeit lag nach W. PAECKELMANN (1936) die Bredelar-Bremkar-Sehwelle südlich des Messinghäuser Sattels. Diese wanderte später nach Norden und beeinflußte auch das Untersuchungsgebiet. So wurden im höheren Oberdevon hier relativ geringmächtige, zum Teil lückenhafte Folgen bei weiterhin engräumigem Fazieswechsel abgelagert. Der tiefere Teil der Adorf-Stufe, der zur Zone to l a gehört, ähnelt petrofaziell dem Dorper Kalk. Man beobachtet eine Folge kaum gebankter dichter, graublauer, z. T. sekundär verfärbter rötlicher oder bräunlicher Kalke, von der liegenden Eskesberger Fazies lithologiscli kaum zu unterscheiden. Die Mächtigkeiten betragen in Bohrung 10 ca. 11 m, in Bohrung 11 ca. 13 m. Größere Partien sind von Klüften und Hohlräumen aus dolomitisiert und metasomatisch vererzt worden. Nach oben nehmen diese sekundären Veränderungen an Intensität ab. Der Dorper Kalk in Bohrung 10 ist be-

H5NN 13

12.

11.

Kiesetkalk

Kieselschiefer Lytiite

Alaunschiefer Mergelschiefer

10. Graue Tonschiefer 9 b. Kalkknoten schiefer

j 12.

Kieselschiefer Lydite

11.

Alaunschiefer Mergelschiefer

10. Grüne

Tonschiefer

9. Rote

Flaserkalke

kalke 8 Helle Kalke 7. Flinzscfiiefer 6c.

Graurote Kalkbreccien

6b.Rötliche Flaser-Kalke r8recc.cn

6c. Graue 6b Rötl. 6a. Dunkle

Kalkbreccien Flaserkalke Kalkbreccien

5. Graue Kalke mit braunen Tonlagen ¿. Dunkle

Kalke

und

Breccien

b. Helle

Kalke

a.Flinzschiefer 3 2

FMZkalke Graue rote Kalke, et vererzt

1c Roteisenerz 1 b Grauer Kalk 10 Schalstem

. Graue Kolke,

u.rote vererzt

:. Roteisenerz >. Graurote Kalke

A b b . 1. Natürliche R e m i s s i o n e n in den Profilen E n k e n b e r g 10 (rechts) u n d E n k e n b e r g 11 (links), jeweils dargestellt d u r c h die R P - K u r v e im R o t (680 nm) u n d i m Violelt (430 nm) Abszisse: Remission R, Ordinate: Profil P. Beide Bohrungen stratigraphiscli gleichgesetzt. Schraffiert: Streubereich der Remission in breeeißsen Schichten

PFLUG/ F e i n s t r a t i g r a p h i e im K u l m und D e v o n des E n k e n b e r g e s

I

N

sonders hell und massig, zeigt hohe Orange- und Gelb-Fluoreszenz, führt wenig Eisen und Bitumen. Die BohB rung 11 ist stärker gegliedert. Hier O sind im liegenden Teil einige Kalkbänke mit asphaltartiger Substanz imprägniert, diese lassen eine bemerkenswert hohe Fluoreszenz im Violett erkennen. Im mittleren Teil sind grünlieh-graue Lagen von tuffitisehem Charakter eingeschaltet, gekennzeichnet durch höheren Eisengehalt und s o niedrigere Fluoreszenz. Der hangende Abschnitt besteht aus hellgrauen und rötlichen, gut gebankten, feinkristallinen Kalken und Kalkmergeln, vielfach mit Flasertextur. Fluoreszenzen im Gelb und Violett sind für sie charakteristisch. ^ ¿2 Die Gegensätze zwischen beiden ß s » Profilen werden in der hangenden Flinzfazies des to l a deutlicher. Einer 2 ß etwa 5 m mächtigen Folge schwarzer Flinzschiefer in Bohrung 10 steht in > S B Bohrung 11 eine ca. 8 m starke dunkle M 8 Flinzkalkfolge gegenüber. In Bohrung ' S PM I 10 setzt diese Folge mit schwarzen Ä » Tonschiefern ein. Einige dieser Schichs 3 ten erreichen die für das ganze Profil absolut höchste Lichtadsorption, sie übertreffen darin auch die schwarzen Alaunschiefer des Kulm. Außer im -S tf Violett fluoreszieren sie so gut wie — a nicht. Eingeschaltete hellere, kalkigtuffitische Lagen lassen stärkere Fluoja § reszenz im Rot und Orange erkennen. fi -a 0) ß Nach oben nimmt der Gehalt an dunk^ 3 Ö "g lem Bitumen ab, der Kalkgehalt, daw gegen zu. Die Fluoreszenz im längera * welligen Bereich wird damit erhöht. Zum Hangenden setzt sich in Bohrung 10 das Profil im to lß/y mit insgesamt ca. 34m mächtigen Flaserkalken fort. Man beobachtet feinkristalline, geschichtete rote und graurote Kalke ja mit Flaserkalk- oder Breccientextur cOl in rötlicher und dunkelgrauer toniger s Matrix. Sie treten in WechsellageK rungen mit rötlichen, braunen oder grauen Kalkmergel- oder Tonmergellagen auf. Ein dunkler Flinzsehieferhorizont entspricht feinstratigraphisch dem Kellwasserhorizont an der Liegendgrenze der Zone 1 y der Adorf-Stufe in der Bohrung 10. Er fehlt in Bohrung 11. Auch sonst ist die mittlere AdorfStufe in Bohrung 11 viel geringmächtiger entwickelt. Im höheren Oberdevon werden die Faziesgegensätze zwischen beiden Bohrungen gemildert. Die in beiden Bohrungen nur jeweils 25 m mächtige Folge ist in den Abb. 1 — 4 stratigraphisch nicht weiter gegliedert worden. Im ja tieferen Teil finden sich in beiden ja ol Bohrungen noch rote, z. T. flaserige

Zeitschrift für angewandte Geologie (1962) Heft 6 PFLUG / F e i i i s t r a l i g r a p h i e i m K u l m u n d D e v o n d e s E n k e n b e r g e s

293

Kalke mit Einschaltungen von rötlichen und grauen Mergeln. Der hangende Abschnitt in Bohrung 11 ist als grauer Kalkknotenschiefer ausgebildet. Vom Kulm liegen Faunenbestimmungen nur aus Bohrung 11 vor. Nach der Fazies sind vier Abschnitte zu unterscheiden, die sich mit der örtlichen Gliederung, w i e s i e u . a . v o n W . PAECKELMANN & F . K Ü H N E ( 1 9 3 6 )

oder A. VOGES (1960) d u r c h g e f ü h r t w u r d e ,

gut

ver-

gleichen lassen. In Bohrung 10 findet über einer wenige Meter mächtigen Folge grünlich-grauer, toniger Schiefer mit Einschaltungen von schmalen Kalklinsen, etwa den Hangenberg-Schichten vergleichbar, ein kontinuierlicher Übergang durch Verlust des Kalkgehaltes und Zunahme dunkler organischer Substanzen in die liegenden Alaunschiefer des Kulm statt. Diese werden in beiden Profilen ca. 27,5 m mächtig. In Bohrung 11 schalten sich im Hangenden der Kulm-Alaunschiefer mehrere Lyditbänke ein. Die Grenze zunvüberlagernden Horizont der Lydite (cdl 1 gegen cdl 2 nach unserer Bezeichnung) wurde über eine Bank von charakteristischem Remissionsverhalten gelegt. Vom Kieselkalk sind nur die liegenden 12 m in Bohrung 11 erfaßt. Er setzt mit scharfer Grenze über dem Horizont der Lydite ein. Profilaufnahme und Probenentnahme Die P r o b e n w u r d e n u n m i t t e l b a r a u s den K e r n k ä s t e n ausg e w ä h l t , u n d z w a r w u r d e v o n j e d e r G e s t e i n s a r t , so g e r i n g m ä c h t i g sie a u c h w a r , m i n d e s t e n s e i n K e r n s t ü c k e n t n o m m e n , von längeren gleichartigen Kernstrecken auch mehrere. H i n z u k a m e n w e i t e r e P r o b e n , w e l c h e die S c h i c h t g r e n z e n selbst oder deren u n m i t t e l b a r e N a c h b a r s c h a f t umfassen. Die G e s a m t z a h l b e l ä u f t sich a u f 1 1 6 P r o b e n a u s B o h r u n g 10 u n d 1 2 0 P r o b e n a u s B o h r u n g 11. Sie v e r t e i l e n s i c h also n i c h t in gleichen A b s t ä n d e n ü b e r die Bohrprofile. I n der L ä n g e m e s s e n die P r o b e n s t ü c k e m e i s t m e h r e r e D e z i m e t e r .

Die lithologische Gliederung der Profile ist aus den Tab. 1 und 2 ersichtlich. Der feinstratigraphischen Einordnung liegen Conodonten-Bestimmungen von H . BOTTKE z u g r u n d e . Die P r o b e n h i e r f ü r w u r d e n ge-

t r e n n t von den Proben f ü r die Reaktionsanalyse entnommen. Die Profilbeschreibung der amtlichen Bohrberichte stimmt mit der hier gegebenen grundsätzlich überein. Die Mächtigkeitsangaben sind etwas auf- bzw. abgerundet. Verfahren und Darstellung der photometrischen Messungen Uber die Messung der n a t ü r l i c h e n Remission und Fluoreszenz von Gesteinen berichtete II. D. PFLUG (1962) in der Arbeit über Kalisalze. Nur in wenigen P u n k t e n wurde f ü r die Enkenberger Proben das Verfahren geändert. Als photometrisehes Meßinstrument diente das Zeiss-,,Elrepho". Gemessen wurde unmittelbar an der Oberfläche der nichtvorbehandelten Bohrkerne. Die Remissionsmessungen waren auf 0,5%, die Fluoreszenzmessungen auf 0,1% genau reproduzierbar. I n A b b . 1 w e r d e n d i e n a t ü r l i c h e n R e m i s s i o n e n in A b h ä n gigkeit zu den beiden Bohrprofilen in je einem K u r v e n b a n d dargestellt ( R P - D i a g r a m m = Remissions-Profil-Diagramm). D i e l i n k e G r e n z l i n i e b e z e i c h n e t j e w e i l s die R e m i s s i o n i m V i o l e t t (420 n m ) , - d i e r e c h t e d i e i m R o t (680 n m ) . D i e s e beiden Wellenbereiche eignen sich g u t zur Ü b e r s i c h t s b e t r a c h t u n g , d a sie i n d e n m e i s t e n F ä l l e n d e n i m s i c h t b a r e n S p e k t r u m n i e d r i g s t e n u n d h ö c h s t e n R e m i s s i o n s w e r t eines G e steins repräsentieren oder diesen W e r t e n sehr nahestehen. D i e s t r a t i g r a p h i s c h e S k a l a (Mitte) i s t d u r c h C o n o d o n t e n

A b b . 3. N a t ü r l i c h e R e m i s s i o n e n in d e n f ü r die e i n z e l n e n P r o filabschnitte charakteristischen RX-Kurven Ordinate: Remission R, Abszisse: Wellenlänge X. Die Zahlen in der rechten oberen Ecke der Teilabbildungen entsprechen denen in Tab. 1 und 2. Durchgezogene Kurve: Bohrung 10, unterbrochene Kurve: Bohrung 11 n a c h U n t e r s u c h u n g e n v o n H . BOTTKE b e l e g t . D e r Ü b e r s i c h t l i c h k e i t h a l b e r i s t d a s P r o f i l d e r B o h r u n g 11 z e r s c h n i t t e n , d a m i t die entsprechenden Stücke beider B o h r u n g e n e t w a n e b e n e i n a n d e r s t e h e n . Die Meterskalen g e b e n die T e u f e n a n . I n d e n S c h i c h t s ä u l e n a m R a n d e sind die in T a b . 1 v o r g e n o m menen petrographischen Gliederungen der Bohrprofile aufgeführt. A b b . 2 e n t h ä l t die n a t ü r l i c h e R e m i s s i o n d e r ü b r i g e n S p e k t r a l b e r e i c h e v o n O r a n g e (2) bis B l a u (6) i n d e r g l e i c h e n R P - D a r s t e l l u n g . N u r w u r d e n die N u l l g e r a d e n der einzelnen F i l t e r w e r t e g e g e n e i n a n d e r v e r s e t z t , d a m i t s i c h die K u r v e n n i c h t ü b e r s c h n e i d e n . Die L a g e der jeweiligen N u l l g e r a d e n i s t a m u n t e r e n R a n d m a r k i e r t . Alles a n d e r e e n t s p r i c h t d e m D i a g r a m m i n A b b . 1. I n A b b . 5 s i n d d i e n a t ü r l i c h e n F l u o reszenzen in A b h ä n g i g k e i t v o m Profil a u f g e t r a g e n , a u f g e g l i e d e r t n a c h s i e b e n W e l l e n b e r e i c h e n v o m R o t bis z u m V i o lett, u n d z w a r die W e r t e e n t s p r e c h e n d d e n W e l l e n b e r e i c h e n beider B o h r u n g e n jeweils n e b e n e i n a n d e r g e s t e l l t . I n A b b . 3 i s t R/X d a r g e s t e l l t . V o n d e n e i n z e l n e n A b s c h n i t t e n d e r P r o f i l e w i r d die c h a r a k t e r i s t i s c h e s p e k t r a l e E n e r g i e v e r t e i l u n g i n d e r F u n k t i o n R e m i s s i o n / W e l l e n l ä n g e als K u r v e a u f g e z e i c h n e t . D i e U n t e r g l i e d e r u n g d e r A b b . (z. B . l a , 2) entspricht der Gliederung in T a b . 1 u n d in den Säulenprofilen. D i e K u r v e n i n A b b . 6 z e i g e n , w i e sich in d e n A b s c h n i t t e n des Profils die Fluoreszenz ü b e r das s i c h t b a r e S p e k t r u m v e r t e i l t (Fl/X-Darstellung). Die D a r s t e l l u n g s a r t e n t s p r i c h t d e r v o n Abb. 3.

Grundlagen der photometrischen Reaktionsanalyse Bei dieser neuen Form der geochemischen Analyse benetzt man die Oberfläche des Gesteins mit einem spezifischen Reagenz, das mit bestimmten Bestandteilen des Gesteins — Elementen oder Verbindungen — ein farbiges Reaktionsprodukt erzeugt. Umfang und Intensität der Färbung werden danach im Remissionsphotometer q u a n t i t a t i v ermittelt. Der Beziehung zwischen Remissionswerten und Gehalten liegt eine von

Zeitschrift für angewandte Geologie (19C2) Heft 6 PFI/UG / Feinstratigraphie im Kulm und Devon des Enkenberges

294 Tab. 1. Bohrung Enkenberg 10 Fazies

Teufe

12.

Schwarze Kieselschiefer und Lydite

30,0

11.

Alaunschiefer und blaue Tonschiefer, nach unten zunehmend mergelig

52,5

Nr.

Probe: Alter (nach Conodonten)

13.

10.

Grüne Tonschiefer

60,0

9.

Kote, z. T. flaserige Kalke und Mergellagen

85,0

8.

Hellgraue dichte Kalke

90,0

(85,7):to 18, (88,0):to 18, ( 9 1 , l ) : t o 18

7.

Dunkler Flinzschiefer

91,9

(91,9) :to 18

95,0

(92,0), (93,2) :to lß/y

6.

c. Graue Kalkbreceien in grauer, toniger Matrix

(60,5), (61,5), (62,0) :to5-to6, (63,0), (65,5) :to3ß-to4, (71,6), (72,1), (74,0), ( 7 6 , 8 ) : t o 2ß-to 3 a , (72,0), (79,8), (81,5):to 18-to 2 a

b. Rötliche Flaserkalke, z. T. breeeiös in rötlicher Mergelmatrix

102,5

(95,8), (98,9), (101,7) :to lß/y

a. Graue Kalke, z. T. breeeiös in dunkler Tonmatrix

112,0

(105,7), (112,0):to l ß / y

Graue, z. T. flaserige und breeeiöse Kalke mit rostbraunen Tonlagen

135,0

(115,8), (121,0), (125,2), (133,5):to l ß / y

4.

Dunkelgraue Kalke und grünliche Schalsteinbreccien

147,0

(145,2):to l ß / y

3.

b. Heller Kalk

150,0

a. Schwarzer Flinzschiefer

156,5

( 1 5 6 , l ) : t o .la

2.

Dichte, graue Kalke, z. T. dolomitisiert und vererzt

178,7

(159,8), (162,4), (168,9), (173,4), (177,5):to l a

1.

c. Dichtes Roteisenerz

183,0

b. Dichter grau-roter Kalk

185,1

5.

P . KUBELKA & F . MÜNK-AUSSIG (1931) ermittelte F u n k t i o n zugrunde. I m Gültigkeitsbereich dieser F u n k tion wäre damit die Verteilung von Stoffen in geologischen Gesteinskörpern schnell e r m i t t e l b a r . In der P r a x i s b e s t e h t eine erste entscheidende Schwierigkeit in der wechselnden E i g e n f a r b e der Gesteine, da ein einheitlicher, stets gleichfarbiger U n t e r g r u n d , der m i t der R e a k t i o n s f a r b e in K o n t r a s t steht, Vorbedingung für die q u a n t i t a t i v e Analyse einer Auflichtfarbe ist. B e i gleichstarker R e a k t i o n ergeben sich über dunklem Gesteinsuntergrund andere Meßwerte als über hellem. E i n rötliches R e a k t i o n s p r o d u k t z. B . verschwindet auf einer rötlichen Gesteinsfarbe völlig. U m die Meßwerte verschiedener Gesteine vergleichbar zu m a c h e n , ist daher der E i n f l u ß der Gesteinsfarbe zu eliminieren. E l i m i n a t i o n durch R e c h n u n g oder durch besondere Meßverfahren scheiden als zu umständlich und ungenau aus. Abdecken der E i g e n f a r b e durch F a r b lösungen wie Methylenblau, K o n g o r o t , Malachitgrün usw. f ü h r t nur in Einzelfällen zu verwertbaren E r g e b nissen. Meistens decken diese Lösungen für die empfindlichen P h o t o m e t e r m e s s u n g e n n i c h t s t a r k genug, oft v e r m i s c h t sich das flüssige R e a k t i o n s p r o d u k t mit der D e c k f a r b e und gibt undefinierbare Mischungen, oder das R e a k t i o n s p r o d u k t versickert in den Poren der Gesteinsoberfläche. Die Versuchsergebnisse ließen schließlich eine Möglichkeit offen: A b d e c k e n der Gesteinsoberfläche m i t einem Speziallack b e s t i m m t e r E i g e n s c h a f t e n . Dieser m u ß in wäßriger Lösung auf die Gesteinsoberfläche aufgetragen werden und nach dem E r h ä r t e n wasserfest und von so hoher P o r o s i t ä t sein, daß ein freier Stoffaustausch m i t der Gesteinsoberfläche gegeben ist. E r muß dabei genügend pigmentiert sein, u m die F a r b e des Gesteins vollständig abzudecken. Schließlich darf der säure- und laugenfeste L a c k keine Stoffe e n t h a l t e n , die sich an den chemischen R e a k t i o n e n beteiligen k ö n n t e n .

(183,8):tmo

In gemeinsamen Arbeiten m i t Herrn Dipl.-Chem. HENNIGE, Gießen, wurde ein L a c k gefunden, der allen diesen Anforderungen entspricht. E r b e s t e h t aus einer grobdispersen Polyvenylacetatund Polyvenylprop r i o n a t - A u f s c h w e m m u n g i m W a s s e r , die nach dem T r o c k n e n zu einem beständigen, hochporösen F i l m auf der Gesteinsoberfläche e r h ä r t e t . Als P i g m e n t werden wahlweise chemisch reinste Stoffe zugemischt, die selbst an den chemischen R e a k t i o n e n n i c h t teilnehmen (z. B . T i t a n d i o x y d ehem. reinst) und einen gleichmäßigen kontrastreichen U n t e r g r u n d ergeben. Arbeitsvorgang: Der Lack wird auf die Gesteinsoberfläche aufgetragen und nach dem Antrocknen mit dem Reagenz benetzt. Dieses dringt durch die Poren des Lackes auf die Gesteinsoberfläche und reagiert dort mit dem zu analysierenden Stoff. Das Reaktionsprodukt wird durch Kapillarwirkung in den Porenräumen des Lackes angesogen und erscheint auf der reinweißen Lackoberfläche je nach Stärke der Reaktion in kleinerem oder größerem Umfang. Dieser Farbeft'ekt wird im Remissionsphotometer exakt eingemessen. Die Meßwerte stehen also in direkter Beziehung zur Stärke der Reaktion und damit auch in Abhängigkeit zu den Gehalten. In Diagrammen läßt sich dann die Verteilung von Elementen und Verbindungen in geologischen Profilen, Aufschlußflächen oder Gesteinskörpern darstellen. Durchführung der Reaktionsanalyse in schwerlöslichen Gesteinen F ü r die R e a k t i o n s a n a l y s e benötigt m a n eine die Meßöffnung des P h o t o m e t e r s bedeckende ebene F l ä c h e . B e i dem Zeiss-Elrepho genügt eine Kreisfläche von 5 0 m m Durchmesser. H a n d s t ü c k e werden zerschnitten — beide Hälften lassen sich dann zu verschiedenen Analysen verwenden — oder an einer Seite grob angeschliffen. Grob angeschliffene Meßflächen stellt m a n auch aus anstehendem Gestein her. B o h r k e r n e werden längs geschnitten oder quer in Scheiben geteilt. B e i B o h r kernen l ä ß t sich bei genügend großem und gleichm ä ß i g e m Kerndurchmesser auch die k o n v e x e Oberfläche verwenden, wenn m a n während der Messungen gewisse Vorsichtsmaßregeln b e a c h t e t . Die k o n v e x e

Zeitschrift tür angewandte Geologie (1962) Hett 6

PFLUG / F e i n s t r a l i g r a p h i e im K u l m und D e v o n des E n k e n b e r g e s

Oberfläche wurde z. B . bei den Enkenberg-Bohrungen benutzt. Man faßt 100—500 Proben zu einem Arbeitsgang zusammen und p r ü f t diese auf einen Bestandteil. Auf diese Weise entfallen durch Trocknen des Lackes oder Neuanfertigung der Reagenzlösungen bedingte Pausen. Probenserien in dieser Größenordnung können in der Zeit von 1—2 Tagen bewältigt werden. Will m a n danach auf weitere Bestandteile prüfen, so wird die Lackschicht abgeschliffen und die Gesteinsoberfläche gereinigt. Bei Bohrkernen k a n n m a n eine benachbarte Stelle benutzen. Spezielle Überlegungen gelten der Wahl der Reagenzien, besonders bei schwerlöslichen Gesteinen. E s gibt Reagenzien, die auch auf silikatisch gebundene Elemente ansprechen, z. B . das Eisenreagenz aa'-Dipyridil. Andere verlangen einen vorherigen Aufschluß. Die Wahl der Reagenzien hängt weiterhin davon ab, welche störenden Bestandteile in den Gesteinsproben zu erwarten sind. F ü r die Wahl der Verfahrensweise ist wichtig, ob sich die Reagenzien mit der flüssigen Lacksuspension vertragen oder nicht. Lassen sich L a c k und Reagenz homogen mischen, bedient m a n sich des „ k o m b i nierten Lackreagenz-Verfahrens". Hierbei werden L a c k und Reagenz in standardisiertem Verhältnis gemischt und in festliegenden Schichtdicken mit entsprechenden Filmaufzuggeräten auf die Gesteinsoberfläche aufgetragen. So erhält jede Flächeneinheit des Gesteins die gleiche Menge Reagenz und L a c k zuerteilt. Dieses kombinierte Lackreagenz-Verfahren ist besonders schnell und bequem zu handhaben. Oft setzt sich die Analyse aus mehreren Arbeitsgängen zusammen. Silikatische Gesteine müssen vorher aufgeschlossen werden, vor manchen Reaktionen muß angesäuert, alkalisch gemacht oder gepuffert werden usw. In solchen Fällen f ü h r t das „ k o m b i n i e r t e L a c k r e a g e n z - V e r -

295

f a h r e n i n m e h r e r e n A r b e i t s g ä n g e n " besser z u m Ziel. Bei silikatischen Gesteinen wird z. B . die Probenserie oft zunächst mit einem „aufschließenden L a c k " , der Flußsäure enthält, überzogen. Nach dem Antrocknen folgt die nächste Lackschicht mit dem eigentlichen Reagenz. So kann m a n nötigenfalls mehrere Schichten entsprechend der Analysenvorschrift übereinander auftragen. Die hohe Porosität des Lackes gewährleistet auch dann noch eine ausreichende Diffusion. Reagenzien, die sich mit dem flüssigen L a c k nicht vertragen, müssen gesondert auf den erhärteten L a c k film aufgetragen werden. Nach E r f a h r u n g e n des Verf. läßt sich der flüssige L a c k mit vielen Säuren und L a u g e n bis zu bestimmten Konzentrationen mischen und über Stunden aufbewahren, ohne daß es zu Flockungen k o m m t . Der erhärtete Lackfilm verträgt sogar konzentrierte Säuren und L a u g e n . U m nun bei diesem getrennten Lackpeagenz-Verfahren auf die Flächeneinheit die gleiche Menge Reagenz zu verteilen, bedient m a n sich einer Milliliterpipette oder dickt das R e a g e n z in feststehendem Verhältnis mit Gelatine ein. B e i m Eindicken mit Gelatine wird zunächst eine Schicht Gelatinereagenz, dann eine Schicht L a c k aufgetragen. Das R e a k tionsprodukt erscheint in diesem Fall langsamer auf der L a c k h a u t . Die Reaktionsgeschwindigkeit ist überh a u p t unterschiedlich. Reaktionen, für die eine Behandlung in der Hitze vorgeschrieben ist, führt m a n besser unter 60 °C durch, da der L a c k beim Erhitzen leicht vergilbt. Man wartet dann bis zur Messung eine N a c h t ab, damit sich die R e a k t i o n s f a r b e voll entwickeln kann. Dabei genügt es häufig, das Reagenz ohne strenge Dosierung auf den L a c k aufzusprühen. Die R e a k t i o n bleibt doch annähernd q u a n t i t a t i v , da überschüssiges Reagenz verdunstet oder in den Poren des Gesteins versickert. Ob ein Reagenz oder ein Analysengang geeignet ist, ermittelt m a n in Zweifelsfällen durch Vorproben. Bei

Tab. 2. Bohrung Enkenberg 11 Fazies

Nr.

Teufe

13.

Kieselkalk, z. T. gebändert

11,5

12.

Schwarze Kieselschiefer und Lydite

38,0

11.

Alaunschiefer und blaue mergelig

Tonschiefer, nach unten

zunehmend

65,0

Probe : Alter (nach Conodonten)

(64,0) :cu I I «

10.

Graue Ton- und Kalkmergelschiefer

71,2

9.

b. Dunkelgrauer Kalkknotenschiefer

81,5

(73,0):cu Hoc, (74,5), (78,5), (78,5):to 5 - 6 , (81,0):to 5

a. Kote, z. T. flaserige Kalke mit braunen Mergellagen

97,5

(82,0), (84,0), (85,0):to 2ß-to 3 a , (87,2), (88,0), (89,0):to 18-to 2 a , (93,0), (94,0):to I S

8. 7. 6.

c. Grauroter Kalkmergel

103,0

(99,2):to IS, (102,0):to lß/y

b. Rötliche Flaserkalke, z. T. breeeiös in rötlichem Tonmergel

117,2

(105,0), (106,0), (107,0), (110,0), (113,0), (116,0):to lß/Y

5. 4. 3.

Dunkler Flinzkalk

129,0

(118,0), (122,0), (128,5):to l a

2.

Dichte Kalke, z. T. metasomatisch vererzt und dolomitisiert

144,9

(137,0):to l a , (142,0):to l a

1.

c. Dichtes Koteisenerz

148,0

b. Dichter dolomitisierter Kalk

150,0

a. Geschichteter Schalstein

158,5

I F e i n s t r a t i g r a p h i e im K u l m und D e v o n des E n k e n b e r g e s

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dient m a n sich eines m i t einer klaren Kunststoffolie überzogenen O b j e k t t r ä g e r s . Auf diesen t r ä g t m a n eine S c h i c h t flußsaurer Lackreagenz-Suspension ohne P i g m e n t auf und streut darüber die zerkleinerte Gesteinsprobe. Die Mineralkörper werden von der F l u ß s ä u r e oberflächig

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a n g e ä t z t und bilden, falls sie auf das R e a g e n z ansprechen, im L a c k einen farbigen R e a k t i o n s hof aus. Nun kontrolliert m a n Vinter dem Mikroskop, welche Mineralien reagiert h a b e n und welche n i c h t . Die Vorprobe l ä ß t sich in analoger Weise a u c h in mehreren Arbeitsgängen durchführen.

"i | 5 § o ^ § 3 ^ | w | » Jj u ä JJ ä 1.2 s

Auswertung und Genauigkeit der Reaktionsanalysen 2«

Die Reproduziergenauigkeit der Remissionswerte ist bei stanItuFc dardisierter Arbeitsweise sehr || hoch. B e i wiederholten Analysen ® an F l ä c h e und Gegenfläche eines | g Gesteinsschnittes differierten die faß 1 Meßwerte u m + 1 % Remission, fcß'P "c ° S d bezogen auf Remission MgO = " " ' 1 0 0 % . Bezogen auf die Gehalte 'B 5 | S . S -W, ^ iz bß'S ist dieser F e h l e r nicht groß, da Ö Srfflg ^ die meisten organischen R e a * '3 | s? 3 i g g genzien bereits auf winzige 3 Spuren m i t einer sichtbaren F ä r •S ! ss bung reagieren, die in der R e « S missionsmessung auf Beträge von 1 0 — 3 0 % R gegen MgO «= ort 0 «a ¡jj Lo übersetzt werden. Das Verfahi: i .3 ren erscheint also für SpurenW * Zu nachweise besonders geeignet. % 's S j j Zur Analyse höherer G e h a l t e ^ ¡q S a muß man gegebenenfalls zu g S > einem weniger empfindlichen 5 o -3,3 R e a g e n z greifen. | Hg Besonders zu b e a c h t e n ist, * daß m a n als E r g e b n i s Meß5 werte in Remissionsprozent und § §35 n i c h t in Gehaltsprozent erhält. "3 % Zwischen beiden b e s t e h t theoH 3§ retisch die von P . KLJBELKA & g 3

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F . MÜNK-AUSSIG (1931) nachgewiesene funktionelle Beziehung. B e i Gesteinen ist diese F u n k t i o n aber häufig durch Besonderheiten gestört, wie q u a n t i t a t i v chemische T e s t a n a l y s e n a m gleichen Gestein beweisen. Aus den Ergebnissen der Jestanalysen sind E i c h k u r v e n zu entwickeln, die das Verhältnis Remissionsprozent zu Gehaltsprozent und die Genauigkeit dieser Beziehung für das vorliegende Gestein

Zoitschrilt für angewandte Geologie (1962) Heft 6 PFLUG / Fcinstratigraphic ¡in K u h n und Devon des Enkenberges In sehr vielen F ä l l e n k o m m t m a n in der G e o l o g i e m i t d e n R e l a t i v a n g a b e n in R e m i s s i o n s p r o z e n t a u s , z. B . , w e n n die V e r t e i l u n g v o n S t o f f e n in Profilen ä h n l i c h wie die v o n S c h w e r m i n e r a l e n s t r a t i g r a p h i s c h a u s g e w e r t e t w e r d e n soll, weiterhin zur K l ä r u n g g e n e t i s c h e r F r a g e n , zur A u f d e c k u n g eines v e r b o r g e n e n S c h i c h t g e f ü g e s , bei der K o n s t r u k t i o n v o n „ R e a k t i o n s g l e i c h e n " in geologischen K ö r p e r n , d. h. Isolinien gleicher R e a k t i o n in u n d u m L a g e r s t ä t t e n k ö r p e r n , o d e r bei S p u r e n n a c h w e i s e n . Alle g e n a n n t e n M ö g l i c h k e i t e n s i n d b e r e i t s a n B e i s p i e l e n erprobt worden. W e n n die U m r e c h n u n g in die G e h a l t e e r w ü n s c h t ist, wird m a n mindestens mit Genauigkeiten rechnen können, die einer h a l b q u a n t i t a t i v e n bis a n g e n ä h e r t q u a n t i t a t i v e n g e o c h e m i s c h e n A n a l y s e e n t s p r e c h e n . D i e Gen a u i g k e i t h ä n g t v o n den E i n f l ü s s e n a b , die die B e z i e h u n g R e m i s s i o n zu G e h a l t s t ö r e n . Diese liegen n a c h A r t u n d H ö h e v o n F a l l zu F a l l v e r s c h i e d e n . D e m E i n fluß w e c h s e l n d e r P o r o s i t ä t e n u n d T e x t u r e n k a n n m a n d u r c h A u f m a h l e n der P r o b e n b e g e g n e n . D i e R e a k t i o n e n führt m a n dann an Pulverpreßlingen durch. F ü r exakte q u a n t i t a t i v e A n g a b e n ist d a n e b e n n o c h V o r a u s s e t z u n g , d a ß der z u a n a l y s i e r e n d e S t o f f in m ö g l i c h s t einheitlicher F o r m (z. B . B i n d u n g s f o r m ) v o r l i e g t u n d d a ß k e i n e die R e a k t i o n b e e i n f l u s s e n d e n B e g l e i t s t o f f e zu e r w a r t e n s i n d . D i e s e B e d i n g u n g e n s i n d w o h l n u r bei petrog r a p h i s c h - c h e m i s e h einheitlichen G e s t e i n e n erfüllt, wie i m S t e i n s a l z , in S ü ß w a s s e r q u a r z i t e n oder bei reinen Kalklagerstätten.

297

E i n e weitere b e r e i t s e r p r o b t e , a b e r in dieser A r b e i t n o c h n i c h t b e h a n d e l t e V a r i a n t e des V e r f a h r e n s l ä ß t d e n K l u f t - u n d P o r e n r a u m auf d e m L a c k f i l m f a r b i g s i c h t b a r w e r d e n u n d f ü h r t so zu B e m i s s i o n s w e r t e n , die sich a u f d a s H o h l r a u m v o l u m e n des G e s t e i n s b e z i e h e n . Darstellung der Meßwerte

D i e R e a k t i o n s k u r v e n in A b b . 4 b e z e i c h n e n den e r s t e n Versuch an Silikatgesteinen. Entsprechend dem an S a l z e n e r p r o b t e n V e r f a h r e n w u r d e ein K u n s t h a r z T i t a n d i o x y d - L a c k f i l m v e r w e n d e t . Die R e a k t i o n e n t r a t e n m e i s t a u g e n b l i c k l i c h n a c h der B e h a n d l u n g ein, u n d b e r e i t s m i t d e m bloßen A u g e w a r e n bei v e r s c h i e d e n e r p e t r o f a z i e l l e r A u s b i l d u n g der K e r n p r o b e n d e u t l i c h e F a r b u n t e r s c h i e d e zu e r k e n n e n . D i e U m r e c h n u n g der Ergebnisse-zu Gehaltskurven ist nicht möglich, da ausreichende chemische Testanalysen noch nicht vorliegen u n d d a m i t A n g a b e n ü b e r die G e n a u i g k e i t d e s V e r f a h r e n s bei p o l y m i n e r a l i s c h e n S t o f f e n fehlen. Z u r R e a k t i o n a u f F e h a t sich die L ö s u n g v o n a a ' - D i p y r i d i l in T h i o g l y k o l säure und Salzsäure wieder gut bewährt. Die Gesteine w u r d e n in keiner W e i s e v o r b e h a n d e l t , u n d d e n n o c h erf o l g t e die R e a k t i o n a u g e n b l i c k l i c h u n d s p e z i f i s c h , so d a ß die G e s t e i n s t e x t u r e n v o m R e a k t i o n s p r o d u k t a u f d e m L a c k f i l m d e u t l i c h n a c h g e z e i c h n e t w u r d e n . D i e Grenzlinien des K u r v e n b a n d e s in A b b . 6 k e n n z e i c h n e n die R e m i s s i o n e n d e s R e a k t i o n s p r o d u k t e s f ü r V i o l e t t (links) und R o t (rechts).

Abb. 5. Natürliche Fluoreszenzen in FIP-Darstellung, jeweils bezogen auf Meßwert Null Ordinate: Profil, Abszisse: relative Fluoreszenzen bei 430 nm (1, l a ) , 470 um (2, 2a), 500 nm (3, 3a), 540 nm (4, 4a), 580 nm (5, 5a), 020 nm (0, 6a) 680 nm (7, 7a). Kolonne 1 - 7 betrifft Bohrung 10, Kolonne l a - 7 a betrifft Bohrung 11.

Zeitschrift f ü r angewandte Geologie (1962) H e f t 6

298

PFLUG / Feinstratigraphie im Kulm und Devon des Enkenberges

Bei dieser Darstellung wird die S t ä r k e der R e a k t i o n durch die Breite des K u r v e n b a n d e s und ihre L a g e im D i a g r a m m angezeigt. Verbreiterung und Abweichung nach rechts bedeutet im allgemeinen wachsende S t ä r k e der Reaktion. Welches von den beiden Merkmalen jeweils besser mit den Gehalten übereinstimmt, hängt von den Versuchsbedingungen und v o m jeweiligen Untersuchungsmaterial ab und läßt sich durch Testversuche ermitteln. Von Fall zu Fall können natürlich auch andere Bereiche des S p e k t r u m s zur Darstellung der Verhältnisse zweckmäßiger sein. An den Kernen aus B o h r u n g 10 wurde die Reaktionsarialyse noch mit Nickeldimethylglyoxim-Gleichgewichtslösung durchgeführt (Abb. 6). Diese Reaktion ist als Maß für die Anwesenheit von Verbindungen anzusehen, die Säuren verbrauchen. Im vorliegenden Fall kommen besonders K a r b o n a t e und Metalloxyde und -hydroxyde, besonders die des Eisens, in F r a g e , untergeordnet auch Salze schwacher organischer Säuren, wie H u m a t e und organische Basen. Nach F. FEIGL (1960) stellt man die Lösung aus Nickelsulfat und Dimethylglyoxim in Alkohol frisch her. Beim Mischen dieser Stoffe wird nur ein Teil des Nickels ausgefällt, ein anderer Teil bleibt im klaren Filtrat; denn die Fällung zu rotem Nickeldimethylglyoxim erfolgt aus Nickelsalzen starker Säuren nur unvollständig. Kommt diese Gleichgewichtslösung aber nun mit säureverbrauchenden Stoffen in Kontakt, z. B. oxydischen oder karbonatischen Gesteinen, säureempfindlichen Silikaten, so wird im Verhältnis zum Säureverbrauch Nickeldimethylglyoxim ausgefällt, das durch seine intensive rote Farbe schon in Spuren erkennbar ist. Die hieraus ermittelten Remissionen der Reaktionsfarbe für Violett (links) und Rot (rechts) sind im Kurvenband Abb. 6 aufgetragen. F ü r Bohrung 11 wurde die R e a k t i o n mit Chinalizarin auf Magnesium erprobt (F. FEIGL 1960). Im alkalischen Medium bildet sich ein blauer Chinalizarin-MagnesiumL a c k , der als Adsorptionsverbindung aufgefaßt wird. Ohne R e a k t i o n bleibt der Farbstoff violett und zersetzt sich nach einiger Zeit, während die Mg-Adsorptionsfarbe b e s t ä n d i g bleibt. Die B l a u f ä r b u n g ist in Abb. 1 durch die Remission im R o t (680 nm) dargestellt, die je nach S t ä r k e der Reaktion erniedrigt wird. Die K u r v e strebt also, da die Teilung nicht reziprok aufgetragen ist, mit steigender R e a k t i o n nach links. Wie die quantitativen Aussagen dieses Mg-Versuches zu bewerten sind, steht offen. Entscheidende Störungen durch andere Stoffe sind im vorliegenden Profil k a u m zu erwarten. Sie betreffen Ammonium-, L a n t h a n - und Berylliumsalze und relativ seltene Elemente wie Nd, Pr, Ce, L a , Zr, Th. Die Reaktion ist sehr empfindlich. Fraglich ist aber, inwieweit das Mg in schwer angreifbaren Verbindungen, z. B . im Dolomit oder in Silikaten, erfaßt wird. Analyse der natürlichen Remission in den Enkenberg-Profilen

Die R P - K u r v e n der Abb. 1 und 2 ähneln auf den ersten Blick etwas den geoelektrischen Bohrlochmeßkurven. Die Remissionsmessung geht aber von den Bohrkernen aus, ihre Meßwerte sollen die normale Kernbeschreibung erweitern und vertiefen. Allerdings liegen bei der D e u t u n g der Meßkurven in polymineralischer Silikatfazies bisher so gut wie keine Erfahrungen vor. In diesem Sinne muß die vorliegende Arbeit als Versuch bewertet werden, bei dem noch manche F r a g e offenbleibt. Die Grundregeln zur Ubersetzung der K u r v e n b ä n d e r in das menschliche Farbempfinden sind einfach: J e schmaler das Kurvenband ist, um so farbloser (schwarz, grau, weiß) erscheint das Gestein. J e breiter dagegen das

Kurvenband ist, um so farbiger, im vorliegenden Fall um so rotfarbiger, erscheint das Gestein. J e weiter das Kurvenband nach links ausschlägt, um so dunkler, je weiter es nach rechts ausschlägt, um so heller erscheinen die Gesteinsproben. Die Darstellung in Abb. 1 dient in erster Linie als Hilfsmittel zur feinstratigraphischen Orientierung. E s sind hierbei die stratigraphischen Schwierigkeiten zu nennen die bei derGliederung eintöniger Schichtfolgen,in denen m a n makroskopisch k a u m petrographische Unterschiede erkennt, und bei der Gliederung und Korrelation von Schichten in Gebieten mit e n g r ä u m i g e m schnellem Fazieswechsel auftreten. Beide Fälle liegen in den untersuchten Bohrprofilen vor. Die Kiesel- und Alaunschiefer des K u l m — eine eintönige Folge von Pyritschiefern, Alaunschiefern, L y d i t e n und Kieselkalkbänken, deren lithologische Feingliederung bisher oft Schwierigkeiten m a c h t e — lassen in den Meßkurven beider Profile (Abb. 1) charakteristische Horizonte und übereinstimmende Tendenzen erkennen. Scharf hebt sich wahrscheinlich schon durch höhere Remission der hangende Kieselkalk in B o h r u n g 11 a b . In beiden Bohrungen steigt dann z u m Oberdevon das K u r v e n b a n d in nahezu gleichem Winkel und in f a s t übereinstimmenden Meßwerten gleichmäßig an, eine Eigenart, die sich auch bei genauester Kernbeschreibung ohne diese Messung nicht erfassen ließe. In diesem Kurvenbild p r ä g t sich wohl vor allem der nach unten abnehmende Gehalt an Schwefeleisen und aromatisch gebundenem B i t u m e n und die Zunahme des K a l k gehaltes in der Fazies aus. Darüber hinaus lassen sich in beiden Profilen b e s t i m m t e Horizonte anomaler Remission erkennen und verbinden. Die relativ großen P r o b e n a b s t ä n d e im K u l m haben die Vergleichbarkeit der K u r v e n offenbar nicht entscheidend beeinflußt. Die (in B o h r u n g 11 durch Conodontcn gesicherte) Unterkante des K u l m ist in beiden Bohrungen merkwürdigerweise sehr scharf markiert, hier beenden die Kurvenbänder ihre gleichmäßig steigende Tendenz und knicken scharf nach links a b . Die dem Oberdevon zugehörigen Profilabschnitte sind durch einen engräumigen Fazieswechsel gekennzeichnet. Obwohl der B o h r l o c h a b s t a n d nur wenige hundert Meter beträgt, sind die Profilabschnitte durch Vergleich der Kerne allein nicht eindeutig zu korrelieren. Auch die Darstellung in Abb. 1 f ü h r t nicht zu eindeutigen Ergebnissen, m a n muß die A u s s a g e n der übrigen Wellenbereiche hinzuziehen (Abb. 2). In A b b . 2 erkennt m a n , daß für die gleichen Abschnitte beider Profile ähnliche charakteristische Kurvenbilder auftreten. D a s bedeutet aber, daß b e s t i m m t e spektrale Eigenschaften der Schichten über den räumlichen Fazieswechsel hinweg sich noch in den Meßkurven abbilden, wenn das Auge zwischen den petrofaziellen Eigenschaften schon keine Zusammenhänge mehr wahrnimmt. Diese Erscheinung ist z. B . von Kohlenflözen und Kalilagern bereits bekannt und wird an diesen beiden Profilen wieder bestätigt. Die Z u s a m m e n h ä n g e lassen sich teilweise sogar in den Schichten noch erkennen, die durch Metasomatose sekundär verändert worden sind. N a c h d e m m a n also bereits feinstratigraphisch mit den K u r v e n zu arbeiten versteht, ohne deren Sinn im einzelnen zu kennen, ergibt sich j e t z t die F r a g e , welche petrofaziellen Eigenschaften sich in den Meßwerten ausdrücken. Hinweise darüber gibt Abb. 3 mit der für jeden Profilabschnitt charakteristischen K u r v e in RX-Dar-

Zeitschrift für angewandt« Geologie (1962) Hett 6 PFLUG / F e i n s t r a t i g r a p l i i e i m K u l m u n d D e v o n d e s E n k e n b e r g e s

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(Bild 3a, durchgezogene Linie). Dreiwertiges Eisen l ä ß t die K u r v e in den kürzerwelligen Bereich mehr oder weniger gleichmäßig absinken (Bild 9), bei höheren Anteilen von Eisenhydroxyd fällt die K u r v e meist erst links v o m Gelb-Bereich ab (Bild 6). Verbindungen von zweiwertigem Eisen in höheren Anteilwerten verursachen oft links vom Gelb-Bereich einen Kurven gipfel (Bild l a , 10).

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A b b . 6. N a t ü r l i c h e F l u o r e s z e n z e n in F l - D a r s t e l l u n g d e r f ü r die Profilabschnitte c h a r a k t e r i s t i s c h e n K u r v e n Ordinate: relative Fluoreszenz, Abszisse: Wellenlänge. Die Zahlen in den Ecken rechts oben entsprechen denen von Tab. 1. Die Pfeile weisen jeweils auf den Wert bei 540 nm. Durchgezogene Kurven: Bohrung 10, unterbrochen gezeichnete Kurven: Bohrung 11

Stellung. Dabei ist zu betonen, daß die Deutung der K u r v e n nach ihren stofflichen Ursachen noch in den Anfängen steht. Die Zahl der F a k t o r e n , die das Remissionsverhalten in komplex zusammengesetzten Gesteinen beeinflussen können, ist groß. Die Einzelbestandteile, m a n c h e oft erst durch spätere Umbildungen e n t s t a n d e n , daneben auch T e x t u r e n , Porositäten usw. können eine Rolle spielen. Winzige Akzessorien haben oft große Wirkung. Meist ist es möglich, mit der Reaktionsmethode die wichtigen Einflüsse nach Art und Größe zu identifizieren. Man bringt durch spezifische Reagenzien über dem Speziallackfilm alle möglicherweise beteiligten Bestandteile zur sichtbaren Reaktion und vergleicht die R P - K u r v e n b ä n d e r mit denen der n a t ü r lichen Remission. In den meisten Fällen k o m m t nur ein begrenzter Kreis von Stoffen, z. B. Eisen, Bitumen, Mangan, als Träger der Remissionseigenschaften in Frage. F ü r die vorliegenden Profile läßt sich über den Einfluß des Eisens, des Bitumens und des Kalkgehalts folgendes aussagen: Je reiner die Kalke, um so höher liegen die Meßwerte und u m so weniger ist die Kurve nach irgendeiner R i c h t u n g geneigt (Abb. 3, Bild 3b). K u r v e n schwach eisenschüssiger Kalke fallen gleichmäßig zum kürzerwelligen Bereich ein (Abb. 3, Bild 9). Steigender Bitumengehalt erniedrigt die Remission über den ganzen Bereich, nur die W e r t e im Violett (420 nm) werden oft relativ etwas angehoben (Bild 5). Pyritschiefer und ähnliche an B i t u m e n und Schwefeleisen reiche Gesteine ergeben meist eine fast horizontale, nur zum Violett etwas angehobene, sehr tief gelegene K u r v e

Die Fe-Reaktionskurven (Abb. 4, vertikal schraffiert) ähneln sich in beiden Bohrungen in einer Weise, d a ß m a n sie zur Feinstratigraphie heranziehen k a n n . Die Grenze v o m Kulm-Kieselkalk z u m Kulm-Kieselschiefer ist durch eine s p r u n g h a f t e Z u n a h m e der FeReaktion gekennzeichnet. Im Kieselschiefer n i m m t die Fe-Reaktion d a n n mit den Eisensulfidgehalten in zwei R h y t h m e n ab und wieder zu, und zwar jeweils in Horizonten beider Bohrungen, die einander entsprechen dürften. Die Grenze z u m Oberdevon ist in beiden Bohrungen durch einen Sprung der Kurven nach links gekennzeichnet, was also wieder einen Verlust an R e a k t i o n s k r a f t bedeutet. Analog der Differenzierung der petrofaziellen Eigenschaften im to 2 — 6 werden sich die K u r v e n in diesem Teil unähnlicher. In beiden Profilen steigt aber die F e - R e a k t i o n nach u n t e n wieder an, entsprechend den wachsenden Anteilen an fein verteiltem H ä m a t i t . Eine scharfe Grenze ist im to 1 ß/y ausgebildet, eine weitere an der O b e r k a n t e des to l a (Profil 10). Die höchsten W e r t e werden in den metasomatisch durch H ä m a t i t vererzten Nachbarschichten des Roteisensteinlagers, in einer Zone von ca. 20 m Mächtigkeit erreicht. Vom Lager selbst standen keine Proben zur Verfügung, jedoch die Analysenwerte von II. BoTTKE: B o h r u n g 1 0 : 4 1 , 5 1 % F e , 1 3 , 4 4 % CaO, 7 , 4 4 % Sit», B o h r u n g 1 1 : 3 0 , 0 2 % Fe, 1 5 , 8 1 % CaO, 5 , 2 2 % SiOa

Demgemäß ist der Fe-Gehalt des Lagers in Bohrung 11 etwa u m ein Viertel geringer als in B o h r u n g 10. Interessanterweise liegt die Reaktionskurve in den Naehbarschichten der Bohrung 11 u m ähnliche Beträge gegenüber der von Bohrung 10 niedriger. Diese Erscheinung läßt sich vielleicht aus den Analysenwerten erklären, wenn m a n a n n i m m t , daß eine spätere metasomatische Vererzung, die, von den primären, cxhalativ-sediment ä r e n I i ä m a t i t e r z e n des Roteisensteinlagers ausgehend^ vor allem die Hangendschichten des Lagerhorizontes ergriffen h a t und in ihrer Intensität variiert, von dem primären Fe-Gehalt des Lagers abhängig ist. Zur Ubert r a g u n g der Reaktionskurven in die Gehaltskurven k a n n aber noch nichts Verbindliches gesagt werden, solange nicht genügend Testanalysen vorliegen. Eine Unsicherheit liegt in der Erfassung silikatisch gebundenen Eisens. Es ist zwar nachgewiesen, daß das Reagenz a a ' - D i pyridil auch auf Eisen in silikatischer Bindung ohne vorherigen Flußsäureaufschluß a n s p r i c h t ; ob die Reaktion aber q u a n t i t a t i v in dem Maße erfolgt wie in den leichter reagierenden Verbindungen, m u ß noch geklärt werden. Die Reaktionskurve auf säureverbrauchende Verbindungen (Abb. 4, rechts, horizontal schraffiert) zeichnet in ihrem Verlauf ebenfalls den petrographischen A u f b a u des Bohrprofils nach. In den Kiesel- und Alaunschiefern des K u l m bleiben die W e r t e infolge der geringen Gehalte an K a r b o n a t e n und Oxyden niedrig, steigen d a n n

Zeitschrift für angewandte Geologie (1962) Helt 6

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PFLUQ / Feinstratigraphie im Kulm und Devon des Enkenberges

aber im to 2 — 6 m i t wachsendem K a l k g e h a l t und Gehalt an; E i s e n o x y d e n steil an. D a r u n t e r läuft die K u r v e dann im großen und ganzen m i t der F e - R e a k t i o n s k u r v e parallel, da das Eisen hier vorwiegend in oxydiseher oder hydroxydiseher, also in reaktionsfähiger B i n d u n g vorliegt. Allerdings t r e t e n mehrere Abweichungen auf, da in die vorliegende R e a k t i o n s k u r v e neben den Metallo x y d e n a u c h der Einfluß des K a r b o n a t g e h a l t e s eingeht. In Nähe des Lagers wächst die R e a k t i o n auf mehr als das Doppelte des Durchschnittswertes, was nur mit der m e t a s o m a t i s c h e n Vererzung dieses Profilteiles durch H ä m a t i t erklärbar ist. Die R e a k t i o n s k u r v e auf Mg (ganz links) m u ß m a n reziprok b e t r a c h t e n , die R e a k t i o n n i m m t n a c h links zu. Nach der R e a k t i o n s k u r v e liegen die Mg-Gehalte in den oberdevonischen K a l k e n niedrig und steigen nach dem Hangenden mit der Kulm-Schieferfazies an. S e h r hohe W e r t e werden für den B e r e i c h des Roteisensteinlagers in den vererzten R a n d p a r t i e n angezeigt. J e d o c h ist noch u n b e k a n n t , inwieweit der im Dolomit g e t a r n t e Mg-Anteil m i t dieser Methode e r f a ß t wird. I m allgemeinen wird heute als Reagenz auf Mg in Gesteinen Diphenvlcarbazid vorgezogen. Aussagen der natürlichen Fluoreszenz in den E n k e n berg-Profilen Die von H. D. PFLUG (1962) für die W e r r a - S a l z e gegebenen Hinweise über Methoden und Beurteilung der Meßwerte gelten auch für die hier untersuchten P r o b e n . A b b . 5 zeigt die Fluoreszenzen beider Profile, aufgeschlüsselt nach Wellenbereichen, wobei die Kolonnen gleicher Wellenbereiche für die beiden B o h r u n g e n jeweils nebeneinandergesetzt sind. In A b b . 6 wurden die Fluoreszenz/A-Kurven der einzelnen Profilabsehnitte aufgezeichnet. In A b b . 5 ist unschwer in jeder K o l o n n e eine Gliederung in mehrere A b s c h n i t t e erkennbar, die in den meisten Fällen mit der stratigraphischen oder petrographischeri Gliederung ü b e r e i n s t i m m t (besonders auffällig im K u l m , gilt aber auch für das Devon). Die faziellen und stratigraphischen Grenzen selbst sind häufig durch Anomalien markiert. Das gilt besonders für die Grenze to 2/to 1 und die O b e r k a n t e des to 1 a. E i n e ganz eigenartige Fluoreszenz h a t der K u l m - K i c s e l k a l k . Im K u l m - K i e s e l s c h i e f e r und -Alaurischiefer sind deutlich ein hangender A b s c h n i t t geringer und ein liegender Abs c h n i t t kräftiger Fluoreszenz zu unterscheiden. Sehr hohe W e r t e liegen im allgemeinen in den hellen und rötlichen F l a s e r k a l k e n des Oberdevons vor, während im to 1 a und im Oberen Givet die Fluoreszenzen zurückgehen. Die spektrale Energieverteilung des Fluoreszenzlichtes zeigt einige Besonderheiten. I m R o t und Orange ( K o l o n n e 1, 2) sind vier H a u p t a b s c h n i t t e erkennbar. E i n e Grenze teilt innerhalb der Kulm-Alaunschiefer einen A b s c h n i t t geringerer Fluoreszenz von einem solchen höherer Fluoreszenz. An der K u l m - D e v o n Grenze ist ein Minimum entwickelt, u n t e r h a l b dessen die K u r v e zum M a x i m u m ansteigt. E i n weiteres Minimum l ä ß t sich stratigraphisch n i c h t genau lokalisieren, es liegt im to 1 ß/y. E i n drittes kennzeichnet die Obergrenze des to 1 a. Die Kolonnen 3, 4 (Gelb, Gelbgrün) wechseln an der Grenze K u l m - K i e s e l k a l k zum Kulm-Kieselschiefer von sehr niedrigen auf sehr hohe W e r t e . Sie bilden eine S t u f e an der Grenze cdl 2/cdl 1 und lassen die Grenze

Kulm/Devon nicht so deutlich erkennen. Dafür aber t r e t e n sie um so schärfer m i t einem M a x i m u m an der Grenze to 2/to 1 auf. I m kürzerwelligcn Bereich ( 5 — 7 ) finden sich Anomalien an den Grenzen edn/edl, to 2/to 1 und to 1 a/to l ß . Das Mitteldevon ist zu geringmächtig erbohrt, u m Sicheres aussagen zu k ö n n e n . Neben diesen G r o ß r h y t h m e n prägen sich in kürzeren Kurvenschwingungen K l e i n r h y t h m e n aus. Häufig spiegelt sich in ihnen der W e c h s e l b i t u m e n r e i c h e r und -armer S c h i c h t e n wider. In S c h i c h t e n m i t viel P y r o b i t u m e n wird die Fluoreszenz des längerwelligen Bereiches vermindert, die des V i o l e t t heraufgesetzt. Obwohl diese Gliederung in ähnlicher I n t e n s i t ä t in beiden B o h r u n g e n a u f t r i t t , h a t doch jedes Bohrprofil seine eigene Fluoreszenz-Charakteristik, wie sich in A b b . G erkennen l ä ß t . I m K u l m stimmen beide K u r v e n noch einigermaßen überein. Allerdings m a c h t sich nach unten bereits eine Differenzierung b e m e r k b a r , indem in der B o h r u n g 10 im B l a u zunehmend ein M a x i m u m entwickelt ist und B o h r u n g 11 hier ein Minimum b e h ä l t . Dieser Gegensatz findet sich im Oberdevon einschließlich der Adorf-Stufe häufig. B l a u - M a x i m u m und V i o l e t t - M i n i m u m sind bezeichnend für bitumenreiche Gesteine, ein Minimum im B l a u ist a u c h häufig bei hellen K a l k e n anzutreffen. B o h r u n g 10 fluoresziert ganz allgemein s t ä r k e r im R o t , Orange und Gelb ( 6 8 0 — 5 8 0 nm), diese W e r t e zeigen Beziehungen zur F e - R e a k t i o n s k u r v e . Auch die Fluoreszenz im Gelbgrün liegt in dieser B o h r u n g meist höher. M a x i m a l w e r t e bezeichnen helle reine K a l k e . W e n n auch über die stofflichen T r ä g e r der Fluoreszenz in den Profilen nichts Genaues b e k a n n t ist, l ä ß t sich doch erkennen, daß die K u r v e n in erster Linie faziesbeeinflußt sind. R o t e K a l k e fluoreszieren besonders s t a r k im längerwelligen B e r e i c h m i t einem M a x i m u m im Orange (620 nm), hinzu k o m m t ein niedrigerer Gipfel im B l a u (460 nm). E i s e n a r m e K a l k e , Mergel und T o n e h a b e n oft ein G e l b - M a x i m u m . Schwarze bituYnenreicheTonschiefer fluoreszieren im längerwelligen B e r e i c h nur wenig, im Violett s t ä r k e r , während das B l a u - M a x i m u m meist verschwindet. Der W a n d e l der Fluoreszenz-Charakteristik in den G r o ß a b s c h n i t t e n ist genetisch noch n i c h t deutbar. Vielleicht folgen die Anomalien an den stratigraphischen Grenzen F a z i e s u m b r ü c h e n oder S e d i m e n t a t i o n s p a u s e n ; denn auch die Remissionskurven erscheinen in diesen S c h i c h t e n gestört. Zwischen Remission und Fluoreszenz e r k e n n t m a n häufig Zusammenhänge. Zusammenfassung Zwei Bohrungen am Enkenberg bei Beringhausen, Kreis Brilon, mit Schichten des Mitteldevon, Oberdevon und Kulm wurden photometrisch und fluorimetrisch untersucht. In den Meßkurven der natürlichen Remission spiegelte sich die Faziesentwicklung wider. Die Kurven lassen sich für die Feinstratigraphie auswerten, da oftmals die spektralen Eigenschaften einer Schicht über petrofazielle Änderungen hinweg erhalten bleiben. In petrographisch schwer gliederbaren Schichtfolgen zeichnen die Photometerwerte meist noch ein kontrastreiches Kurvenbild, wenn makroskopisch kaum eine Gliederung erkennbar ist. Unter den stofflichen Trägern der natürlichen Remission wurden das Eisen in seinen verschiedenen Bindungen und das aromatisch gebundene Bitumen als wesentlich erkannt, andere Einflüsse, die mit den Redox- und Aziditäts-Verhältnissen der Fazies zusammenhängen dürften, sind noch nicht genau identifiziert. Empfindlicher von der Petrofazies abhängig als die natürliche Remission ist wahrscheinlich die Fluoreszenz. Sie reagiert schon auf kleinste Faziesänderungen. Metaso-

Zeitschritt f ü r angewandte Geologie (1962) H e f t 6 MARKOWSKI / K o h l e - und Erdgashoffigkeit

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m a l i s c h e V e r d r ä n g u n g e n h a b e n in d e n v o r l i e g e n d e n P r o f i l e n die Fluoreszenz meist geschwächt oder gelöscht. Die l'luoresz e n z a n o m a l i e n an Schichten- und S t u f e n g r e n z e n w e r d e n i m Z u s a m m e n h a n g m i t Faziesumbrüchen oder Sedimentationspausen gedeutet. D i e R e a k t i o n s a n a l y s e , hier d u r c h g e f ü h r t auf F e , M g und V e r b i n d u n g e n , die Säure verbrauchen, hat für silikatische Gesteine A n f a n g s e r f o l g e g e b r a c h t . A u c h diese K u r v e n zeichn e n E i g e n s c h a f t e n d e r F a z i e s n a c h , sie v e r h a l t e n sich in d e n N a c h b a r s c h i c h t e n des Roteisensteinlagers besonders charakteristisch. Der Vergleich m i t der quantitativen A n a l y s e wurde noch nicht durchgeführt. Pe3I0Me EbIJIH HCCJießOBaHM (JlOTOMeTpHHeCKH H (JlJlyOpOMeTpHIECKN AßE CKBaiKHHbi y B03BbimeHH0CTH 9 H K e n 6 e p r OKOJIO B e p H H r x a y 3 e H , p a f t o H B p m i O H , R^E BCTpeiaioTCH OTJIOmeHHH c p e ^ n e r o a c b o m , B e p x H e r o jjeBOHa H n y j i b M a . aB(HaJibHoe p a 3 B H T n e OTpamaeTcn B M3MepHTejibHbix K p H B H X eCTeCTBeHHOil peMHCCHH. B i l l KpHBbie MOJKHO HCn0JIb30BaTb NJIH TOIIKOÜ C T p a T H r p a $ H I I , T . K . c n e K T p o XHMHHECKHE CBOüCTBa n n a c T a HacTO 0CTai0TCH c o x p a H H b i M H , HEAABHCHMO OT NETPO$AIJHAJIBHBIX N3MENEHHII. B TOJimax, neTporpaiJiHMecKH Tpyp,HO n o n n a i o m H x c n pacnneHeHHio, r j ; e M a n p o c K o n H H e c K H e ^ B a JIH BO3MO;KHO p a c u i e H e i w e , 3Ha4eHHH (J)OTOMeTpa B SojibuiHHCTBe c j i y n a e B e m e n a i o T KOHTpaCTHyiO K a p T H H y KpHBOii. B b m o BbiHCHeHO, MTO c p e f l H Bemec.TBeHHbix HocHTeJieit ECTEOTBEHHOFT peMHCCHH »EJIESO B e r o pa3jinT CBoficTBa (jiaiiiiH; o c o ö e n H o N0HA3ATEJIBH0 HX NOBEFFEHHE B BMEMAIOMNX OTJIOMEHIINX 3 a j i e i K H K p a c H o r o m e j i e 3 H H K a . C o n o c T B a n e H H e c KOJIHnecTBeHHbiM aHajiH30M e m e He 6HJIO np0Be-,neH0. Summary A p h o t o m e t r i c a n d f l u o r i m e t r i c i n v e s t i g a t i o n w a s m a d e of t w o drillings at the E n k e n b e r g near Beringhausen in the d i s t r i c t of B r i l o n , c o n t a i n i n g s t r a t a of t h e M i d d l e D e v o n i a n ,

U p p e r D e v o n i a n a n d C u l m . T h e d e v e l o p m e n t of t h e f a c i e s w a s r e f l e c t e d b y t h e m e a s u r i n g c u r v e s of t h e n a t u r a l r e m i s s i o n . A s t h e s p e c t r a l p r o p e r t i e s of a s t r a t u m a r e o f t e n p r e s e r v e d b e y o n d petrofacial changes, the curves can be used for fine-stratigraphic p u r p o s e s . I n s e q u e n c e s of s t r a t a t o b e difficultly classified f r o m a p e t r o g r a p h i c a l aspect p h o t o m e t r i c v a l u e s as a r u l e still s h o w a g r a p h r i c h in c o n t r a s t s , w h e n m a c r o s c o p i c a l l y a c l a s s i f i c a t i o n is h a r d l y p o s s i b l e . A m o n g t h e m a t e r i a l b e a r e r s of n a t u r a l r e m i s s i o n i r o n in its d i l f e r e n t b o n d s a n d a r o m a t i c a l l y b o n d e d b i t u m e n h a v e b e e n r e c o g n i z e d as e s s e n t i a l , o t h e r i n f l u e n c e s p r o b a b l y c o n n e c t e d w i t h o x i d a t i o n - r e d u c t i o n a n d a c i d i t y r e l a t i o n s of t h e facies are w a n t i n g accurate identification. I t is p r o b a b l e t h a t fluorescence r e a c t i n g a l r e a d y u p o n t h e s l i g h t e s t c h a n g e s is still m o r e d e p e n d e n t o n t h e p e t r o g r a p h i c a l f a c i e s t h a n n a t u r a l r e m i s s i o n . I n t h e s e c t i o n s in q u e s t i o n f l u o r e s c e n c e f o r t h e m o s t p a r t has b e e n w e a k e n e d o r c a n celled b y metasomatic alterations. Fluorescence anomalies a t t h e b o r d e r s of s t r a t a a n d s t a g e s a r e i n t e r p r e t e d in c o n nection w i t h facies u p h e a v a l s or s e d i m e n t a t i o n intervals. T h e reaction analysis, carried out here f o r Fe, M g and acid consuming compounds, has resulted in initial successes f o r s i l i c a t e r o c k s . T h e s e c u r v e s e q u a l l y r e c o r d p r o p e r t i e s in a c c o r d a n c e w i t h t h e f a c i e s , a n d a r e p a r t i c u l a r l y c h a r a c t e r i s t i c in t h e n e i g h b o u r i n g s t r a t a of t h e r e d i r o n s t o n e . A c o m p a r i s o n w i t h t h e q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s is still m i s sing.

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Zeitschrift für angewandte Geologie (1962) Helt 6 ROSENBERGER / Aufbereitung der Bohrproben von Lockergesteinen

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Summary Following the literature published on the greatest floodings in the Mansfeld copper-slate mines, it is shown that in the Mansfeld and Sangerhausen trough they cannot be avoided at present. Relations and regularities, however, have been found which enable an evasion of firstorder danger points, and the recognition in time of a flooding by means of permanent danger-point control respectively, in order to reduce consequences to a minimum by measures to be taken immediately.

Literatur BLEI, W.