Mineral- und Erzlagerstättenkunde: Band 1 9783111379852, 9783111021287

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Mineral- und Erzlagerstättenkunde von

H. Huttenlocher *f* Prof. an der Universität Bern Zweite, neubearbeitete Auflage Mit 40 Abbildungen und 2 T a b e l l e n von

Dr. P. Ramdohr Prof. an der Universität Heidelberg

Bandi

Sammlung Göschen Band 1014/1014 a

Walter de Gruyter & Co.

• Berlin 1965

vormals G. J . Göschen'sche Verlagshandlung • J . Guttentag, Verlagsbuchhandlung • Georg R e i m e r • Karl J.Trübner-Veit & Comp.

© Copyright 1965 by Walter de GruyteT & Co., vormals G. j : Gösdien'sche Verlagshandlung — J. Guttentag, Verlagsbuchhandlung — Georg Reimer — Karl J. Trübner — Veit & Comp., Berlin 30. — Alle Rechte, einschl. der Rechte der Herstellung von Photokopien und Mikrofilmen, von der Verlags handlang vorbehalten. — Archiv-Nr.: 77 91 659. — Satz und Drude: Thormann & Goetsch, Berlin 44. — Printed in Germany.

INHALTSVERZEICHNIS Vorwort des Verfassers der zweiten Auflage

6

Einleitung

7

und Definitionen

I. G e o c h e m i s c h e r scher Überblick

und

k r i s t a 11 c h e m i -

10

A. Ceochemische Grundlagen 1. Geochemische Gliederung der Erde a) Die Lithosphäre b) Die Hydrosphäre c) Die Atmosphäre d) Die Biosphäre 2. Geochemische und geophysikalische Gliederung des Erdballs und der Erdkruste 3. Die Geochemie der Lithosphäre a) Chemische Zusammensetzung b) Gesetzmäßigkeiten der Elementenhäufigkeit 4. Der geochemische Charakter der Elemente . . . .

10 10 10 10 12 12

B. Kristallchemische Grundlagen

22

II. P h y s i k o - C h e m i s c h e Mineralbildung

Grundlagen

der

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre 1. Allgemeine Betrachtungen 2. Einstoffsysteme 3. Mehrstoffsysteme a) Eutekttyp b) Mischkristalltyp c) Inkongruenter Schmelzpunkt d) Auswertung der Diagramme zu Schlüssen über die Mineralabfolge e) Leichtflüchtige Komponenten

12 15 15 17 18

27 27 27 28 31 31 33 35 33 39

4

Inhaltsverzeichnis

III. D e r i n n e r e S t o f f k r e i s l a u f

40

A. Der magmatische Ablauf 1. Herkunft größerer Metallanreicherungen . . . . 2. Die Entwicklung unter plutonischen und vulkanischen Verhältnissen a) Abyssisch-plutonisch b) Vulkanisch 3. Die plutonische Folge a) Liquidmagmatisches Stadium b) Pegmatisch-pneumatolytisches Stadium .. c). Hydrothermales Stadium 4. Die vulkanische Folge

40 40

B. Der metamorphe Ablauf 1. Thermische Metamorphose 2. Regionalmetamorphose 3. Durchbewegungsmetamorphose

54 55 57 58

41 43 44 45 45 48 51 54

C. „Metasomatose"

61

D.a Ort und Zeit der Mineralbildung

64

D.b Geologische Thermometer und Manometer IV. D e r

äußere

....

66

Stoffkreislauf

68

A. Verwitterung 1. Physikalische Verwitterung 2. Chemische Verwitterung B. Transport und Absatz der Fraktionen 1. Residuen a) Trümmerlagerstätten b) Seifen c) Oxydations- und Cementationslagerstätten 2. Oxydate und Hydrolysate a) Bauxitisch-lateritische Hydrolysate b) Anreicherungen von Fe- und Mn-Hydroxyde c) Ni- und Mg-Hydrosilikate d) Aride Schuttwannen e) Hydroxyde und Karbonate von Fe und Mn im limnischen und marinen Bereich 3. Ausfällung von Ca und Mg als Karbonat . . . .

68 69 69 71 72 73 73 74 78 78 79 81 82 83 85

Inhaltsverzeichnis

5

4. Evaporate a) Marine Salze b) Terrestrische Salze 5. Biogene Sedimente V. Ä u ß e r e F o r m Lagerstätten

und inneres

89 89 92 93 Gefüge

der

97

A. Form der Lagerstätte als geologischer Körper . . . . 1. Stöcke 2. Zweidimensionale Körper 3. Eindimensionale Vererzungsformen 4. Erzfälle

98 98 100 105 106

B. Die Textur in den Lagerstätten 1. Texturen 2. Strukturen im Kleingefüge 3. Untersuchung der Kleingefüge mit dem Mikroskop

108 109 112

VI. M e t a l l o g e n e t i s c h e E p o c h e n u n d vinzen Graphische Darstellung der Mineralbestände

119 Pro-

124 129

Wirtschaftliche Angaben über die Bauwürdigkeit . . . . 130 Literatur

135

Register

136

Vorwort des Verfassers der zweiten Auflage Als im Frühjahr 1963 der Verlag an mich herantrat, die Bändchen „Mineral- und Erzlagerstätten" meines zu früh verstorbenen Freundes H . HUTTENLOCHER in neuer Auflage herauszugeben, habe ich das nur sehr ungern übernommen. Es muß offen gesagt werden, daß Stoffwahl (nicht Inhalt!) und Stil der bisherigen Auflage Gegenstand nicht ganz unberechtigter Kritik waren und daß weiter der Rahmen wenigstens mir zu breit gespannt erschien, um eine abgerundete Darstellung zu ermöglichen. Andererseits war die Grundanlage so sinnvoll und gerade für die Göschenserie geeignet, daß sie in großen Zügen beibehalten werden sollte. Auch aus Pietätsgründen wurde bei der Umarbeitung schonend vorgegangen. Trotzdem sind sicher 90 % aller Seiten neu geschrieben. Die Abbildungen konnten zum großen Teil beibehalten werden, einige an sich vorzügliche Zeichnungen wurden kassiert, weil dem Leser das Verständnis nicht mit einer kurzen Erklärung hätte vermittelt werden können. Manche neuen Abbildungen oder Profile sind beigefügt. Ramdohr

EINLEITUNG Unter M i n e r a l i e n verstehen wir die chemisch homogenen Bausteine der festen Erdkruste. Zu ihnen zählen auch die E r z m i n e r a l i e n , 1 ) die oft metallisches Aussehen haben. Sie sind die Ausgangsstoffe für die Metallgewinnung . — Alle Mineralien unserer Erdrinde treten zusammen mit anderen in Assoziationen (Paragenesen, Vergesellschaftungen) auf. — Sofern diese größere geologische Räume bei einheitlicher Entstehung und etwa gleichbleibendem Mineralbestand einnehmen, nennen wir sie G e s t e i n e . Die G e s t e i n s k u n d e , Petrologie oder Petrographie vermittelt die Kenntnis der die Gesteine aufbauenden Mineralparagenesen und bezeichnet die Gesteine dann mit verschiedenen Namen, wenn sie in Mineralinhalt und Gefüge von einander abweichen. Gesteine sind geologische Körper. Ihre Verbandverhältnisse und ihre Stellung im geologischen Zeitgeschehen zu studieren ist eine der Hauptaufgaben der Geologie: Die Darstellung der Erdgeschichte in chronologischer Folge. Die Mineralogie hat in der Petrologie die Aufgabe, den Stoffbestand in Mineralien wie im Gesamtchemismus festzustellen. Beide müssen dabei engstens zusammenarbeiten. E r z l a g e r s t ä t t e n k u n d e ist das Teilgebiet der Petrographie, das sich mit den „Erzen" befaßt. Durch den ! ) D i e Definition „Erz" allein ist voller Fallstricke: 1. bezeichnet das W o r t : das Einzelmineral als Verbindung eines Metalls, 2. Das Gemenge von Mineralien, aus dem das Metall gewonnen werden kann. E i n Quarz aggregat mit 10 g Gold j e t ist so schon ein „Golderz", 3. Bergredl tlich ist 2. noch erweitert: „Erz" ist ein Mineral oder Mineralgemenge, aus dem mit (Aussicht auf) wirtschaftlichen Erfolg und im Großen ein Metall gewonnen werden k a n n . " D a nun aber sehr wohl Erzmineralien zu ganz anderen Zwecken als zur Metallherstellung abgebaut werden können, z. B . Molybdänglanz als Schmiermittel, man andererseits aus alter Tradition bei „steinig" aussehenden Verbindungen der Leichtmetalle dem Ausdrude „Erz" gern aus dem W e g e geht, ist die Möglichkeit zu Mißverständnissen g e g e b e n !

8

Einleitung

Gesichtspunkt der „Nutzbarmachung" erhält sie eine wirtschaftliche Note. Auch bei völlig gleichem Gesamtchemismus können dürch geänderte Bildungsumstände recht verschiedene Mineralassoziationen und Gefügeverhältnisse und damit verschieden zu bezeichnende Gesteine entstehen („Heteromorphie" der Gesteine oder Minerallagerstätten). Die chemische Natur der Einzelmineralien kann durch Vergleich (was große Routine voraussetzt!), mikroskopisch-optisch, oder, nach mechanischer Isolierung, analytisch-chemisch, spektralanalytisch oder röntgenographisch bestimmt werden. Bei der Bearbeitung eines Gesteins oder einer Lagerstätte wird die erste Aufgabe das Beschreiben des Gegebenen im Kleinen, d. h. in Mineralbestand und Verwachsung, dazu im Großen, d. h. in der geographischen Lage, wie in der „geologischen Position", also der Stellung im geologischen Gesamtverband sein. Die zweite Aufgabe ist die Rekonstruktion des Geschehens bei Bildung der Assoziation (Gestein oder Lagerstätte). In leider nur begrenztem Umfang können wir, etwa bei der Sedimentation auf dem Lande, im Flach- oder auch Tiefwasser, oder an einem Vulkan das Entstehen eines Gesteins verfolgen, ganz selten auch das einer Lagerstätte. Der größte Teil der Erdrinde aber und die meisten Lagerstätten, bestehen aus Bildungen, die in erheblichen Erdtiefen, also bei hohen Drucken und Temperaturen, entstanden sind und erst nach geologisch langen Zeiten unserer Beobachtung zugänglich wurden. — Hier müssen wir mit Analogieschlüssen auf Grund eines möglichst großen Erfahrungsschatzes uns weitertasten. Seit etwa 50 Jahren hilft das Experiment;.aber erst in jüngster Zeit hat man dabei gelernt, die meisten im geologischen Geschehen auftretenden Drucke und Temperaturen zu meistern. Natürlich muß das Experiment vereinfachen, natürlich muß man auch an Faktoren denken, die wir übersehen haben, oder die, wie die „Zeit", nicht nachzuahmen sind. Insgesamt haben die ex-

Einleitung

9

perimentellen Ergebnisse aber leidlich gut das bestätigt, was wir schon anderswie erschlossen hatten. Als Wissenschaft entstammt die Lagerstättenkunde der Mineralogie u n d der Geologie. Die Grundlagen beider müssen dem Lagerstättenforscher also völlig geläufig sein. Mineral- und gesteinsbildende Vorgänge folgen den Gesetzen der physikalischen Chemie. Er wird sich also weiterhin über diese unterrichten müssen. Die Mineral- und Lagerstättenkunde ist ein derart weites Gebiet, daß wir jetzt und auch in weiter Zukunft sie nicht ganz meistern können. Wir werden uns also schon im ersten Band vielfach, im zweiten Band fast ausschließlich mit der t e c h n i s c h n u t z b a r e n Lagers t ä t t e befassen. Damit werden also auch Probleme der Kunde der Rohstoffe und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung nebenbei zu behandeln sein.

I. GEOCHEMISCHER U N D KRISTALLCHEMISCHER ÜBERBLICK

A. Geochemische Grundlagen 1. Geochemische Gliederung der Erde Das Studium des Verhaltens der chemischen Elemente gegenüber den bei der Gesteins- und Mineralbildung herrschenden Bedingungen, im wesentlichen Temperatur, Druck und relative Konzentration, ihre Reaktion bei Änderung dieser Bedingungen, also bei neuen geologischen Einflüssen, der Aufbau und Abbau mineralischer Verbindungen und die Verteilung der Elemente und Elementgruppen in den geologischen Körpern macht das Wesen der Geochemie aus. Jede relative Stoffkonzentration stellt ein geochemisches Problem dar. Zunächst ist es angezeigt, ganz allgemein die Verteilung der 90 Elemente auf der Erde und damit ihren geochemischen Grundcharakter kennen zu lernen. a) Die Lithosphäre Die Lithosphäre ist der uns zugängliche oder durch Bohrungen oder geologische Beobachtungen erschließbare Teil der festen Erdkruste. In ihm finden sich die „Lagerstätten", auf ihn wirken die anderen „Geosphären" umgestaltend ein; er ist auch Träger wie Objekt der von innen heraus erfolgenden geologischen Veränderungen. Der Bedeutung entsprechend wird die Lithosphäre Hauptobjekt unserer Darlegungen sein. b) Die Hydrosphäre Die Hydrosphäre folgt als nächstwichtige Geosphäre, bedeckt doch der Ozean mit 361 X 10*; km2 über 70 % der

A. Geodiemisdie Grundlagen

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Erdoberfläche mit einem Volumen von 1.37 X 109 km3. Hinzu kommen noch die Mengen der Binnenseen, Grundwässer, Flüsse und Eismassen als wenig in Betracht fallende Größen. Somit kann die Zusammensetzung des Ozeanwasser dem Chemismus der Hydrosphäre gleichgesetzt werden. Die entsprechenden Zahlen nach V. M. GOLDSCHMIDT U. a. lauten: O 85.89 Gew.-% Sr .001 Gew.-% H 10.80 B .000 4 Cl 1.93 Si .000 4 Na 1.07 Rb .000 14 Mg .13 F .000 02 S .088 Li .000 007 Ca .042 Cu .000 001 K .037 Fe .000 000 2 Br .0060 .000 000 03 Ag C .002 Au .000 000 000 1 Der Salzgehalt, mit anderen Worten der Eindampfrückstand, macht im freien Ozean 3.5—3.7 % aus. Davon sind: C1 Na S04 Mg

55.3 Gew.-% Ca 1.2 Gew.-% 30.1 K 1.1 7.7 C03 .2 3.7 Br .2 Fe < .000 01 Gew.-% Der Ozean hat für den Stoffhaushalt der Erde die größte Bedeutung. Ihm entstammen die atmosphärischen Niederschläge, er reguliert das Klima, den Kreislauf des Wassers und der Kohlensäure und liefert die Salzlagerstätten. Auch die F l u ß w ä s s e r sind bedeutsam, besonders durch ihre erodierende Tätigkeit. Chemisch sind sie vom Meerwasser sehr verschieden. Zunächst ist der Gesamtgehalt der in ihnen je 11 gelösten Salze sehr viel geringer 1/1000) und in Menge und Zusammensetzung lokal sehr verschieden. C 0 3 und S 0 4 überwiegen stark gegen Cl, Ca gegen Na verglichen mit Meerwasser. Sehr große Süßwassermengen, 45mal mehr als in allen Seen und Flüssen sind in Inlandvergletscherung der arktisciien Ge-

12

I. Geothemischer und kristallchemischer Überblick

biete und den Hochgebirgsgletschern festgelegt. Sie sind fast chemisch reines Wasser. c) Die Atmosphäre Die Atmosphäre tritt gewichtsmäßig gegen die Hydrosphäre, erst recht die Lithosphäre (30 km gerechnet) oder gar den Erdball völlig zurück. Die Verhältniszahlen sind 1: 250 : 10000: 1.2 Millionen! Trotzdem hat sie als Träger des Sauerstoffs eine unerhörte Bedeutung bei allen anorganischen und organischen Prozessen. Am Gewicht der auf jeden cm2 der Erdoberfläche ruhende Gassäule (eine „Atmosphäre Druck") beteiligen sich N mit 755 g, O 230 g, Edelgase 13.3 g, H = 3.2 g, aber C 0 2 nur 0.4 g, ein bei der entscheidenen Rolle der Kohlensäure im organischen Leben erstaunlich niedriger Wert! d) Die Biosphäre Der Ausdruck bezeichnet den Bereich des organischen Lebens und darin die Gesamtmasse aller chemischen Stoffe, die im pflanzlichen und tierischen Leben vorübergehend festgelegt sind. Es ist natürlich keine durchlaufende Schale wie a—c, sind doch die hohe Arktis wie extreme Wüsten fast frei von organischem Leben, während es sich z. B. in tropischen Regenwäldern anhäuft. Die Reaktionen in der Biosphäre können im geologischen Geschehen als Ganzen wie in den Anreicherungsvorgängen von größter Wichtigkeit sein, geht doch z. B. die Bildung der meisten Kalksteine wie der Kohlenlagerstätten nur durch ihre Vermittlung vor sich. Mit den Vorgängen im Einzelnen hat sich z. B. der russische Geochemiker V E R N A D S K Y befaßt. 2. Geochemische und geophysikalische Gliederung des Erdballs und der Erdkruste Viele Beobachtungen zeigen klar, daß der Erdball auch außerhalb der uns geologisch zugänglichen Krustenteile

A. Geodiemische Grundlagen

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inhomogen und zwar aus roh konzentrisch angeordneten Schalen aufgebaut sein muß. D a das spezifische Gewicht der Erdkrustengesteine zwischen 2.5 und 3.3, im Durch: schnitt etwa 2.8 beträgt, das der Gesamterde knapp 5.6, so müssen im Erdinnern Stoffe erheblich höherer Dichte als in der Kruste vorhanden sein. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeiten der Erdbebenwellen zeigen für verschiedene Tiefen sprunghafte Änderungen, die ausgeprägteste bei 2 9 0 0 m Tiefe, den E r d k e r n m i t D = 9 — 1 0 von den Außenschalen trennend. Woraus dieser zusammengesetzt ist, wissen wir nicht. Von den Spekulationen darüber ist die alte von V. M. GOLDSCHMIDT, daß es sich um hochkomprimiertes Nickeleisen in quasi isotropem Zustand handle, am plausibelsten. Eine deutlich ausgeprägte M i t t e l s c h i c h t , von 1200—2900 km Tiefe, die lange angenommen wurde, besteht nicht, jedoch eine Reihe kleinerer Inhomogenitäten, deren Deutung wir noch nicht kennen. Man rechnet aber damit, daß schwere Silikate, Oxyde und vielleicht Sulfide, z. T. in Verbindungstypen, die wir erst neuerdings experimentell zu beherrschen gelernt haben, in einem zunächst lockeren, später dichter werdenden Netzwerk von Metall vorliegen könnten. Von vielleicht 700 km (das ist die größte für Erdbebenherde gemessene Tiefe) nach oben zu könnte eine Hülle von Silikaten folgen, die vielleicht zunächst eine Dichte von 3.6 haben, um nach oben leichteren Platz zu machen. Die eigentliche kristallin feste E r d k r u s t e ist unzweifelhaft von recht wechselnder Dicke. Sie ist begrenzt durch die GuTENBERG-Diskontinuität, die im Durchschnitt bei 100 km anzusetzen ist. Drei weitere Diskontinuitäten, von denen die nach M O H O R O W I C I C („Moho") die deutlichste ist, folgen nach oben. Das — besonders in den Gesteinsbezeichnungen noch recht hypothetische — beistehende Diagramm (Abb. 1), gibt eine mögliche Deutung 1 ). ! ) V bedeutet die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen. wellen.

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I. Geochemisdier und kristallchemischer Überblick

Der Bereich unter der Mohorovicic-Zone wird auch E r d m a n t e l genannt. In ihm spielt sich die „Isostasie" ab, die Moho liegt also unter den Kontinenten in viel größerer Tiefe als unter den Ozeanen; ihr entstammen die (größeren) basischen Intrusionen. — Manche gebrauchen „Mantel" für die gesamte Schale bis zum deutlich abgesetzten schweren Erdkern. Wir wollen hier Mantel nur den sogenannten „upper mantle" nennen. Nach älterer Bezeichnung ist die Gesamtheit Abb. 1. Gliederung der Erdkruste ( n a c h BORCHERT). der Si- und Aireichen Gesteine das S i a 1, der Gesteine mit Vorherrschen von Si und Mg( + Fe) das S i m a. Ihr Unterschied ist von geologisch sehr großer Bedeutung, herrschen doch die Sialgesteine auf den Kontinenten, während Sima den größten Teil des Untergrundes der großen Ozeane (mit oder ohne eine dünne Sialzwischenlage) einnimmt. Beide „schwimmen" auf der Unterlage basaltischer Gesteine bzw. Schmelzen, wobei entsprechend dem geringeren Gewicht die Sial-Blöcke — eben die Kontinente — höher herausragen müssen. Man spricht von I s o s t a s i e und, falls etwa durch Erosion oder Sedimentation das Gleichgewicht der schwimmenden Blöcke gestört und dann durch tektonische Hebungen und Senkungen wieder hergestellt wird, von „isostatischem Ausgleich". Nach dem oben Gesagten ist die Möglichkeit, durch Bohrungen einmal die „Moho" und die Gesteine dar-

A. Geochemisdie Grundlagen

15

unter zu erreichen auf dem Boden der Tiefsee viel eher gegeben als auf den Kontinenten. Von Interesse für uns ist die „Griquaitzone" bestehend aus Granat + Diopsid ± Phlogopit, insgesamt etwa alkalibasaltähnlicher Zusammensetzüng, aber durch die hohen Drucke ( > 2 0 000Atm) mit einem volumensparenden Mineralbestand. Von ihr kommen Bruchstücke in den Diamant-führenden Pipes (s. S. 98) gelegentlich zur Tagesoberfläche. Die Unsicherheit unserer Kenntnisse wird besonders dadurch dokumentiert, daß manche Forscher die Griquaitzone 3—5mal tiefer legen wollen als in unserem Diagramm. Gesteine ähnlicher Zusammensetzung können durch Druckentlastung zu normalen Basaltmagmen werden. Es können sich also bei tiefreichenden Brüchen intrusions- und extrusionsfähige Magmen bilden, ohne daß man eine allumfassende Schmelzschale annehmen müßte. Eine solche wurde früher angenommen auf Grund der Temperaturzunahme, die überalll in tiefen Bergwerken odßr Bohrungen mit etwa 3° je 100 m beobachtet wurde. Die g e o t h e r m i s c h e T i e f e n s t u f e würde bereits für 30 km zu Werten führen, wo unter Oberflächenbedingungen fast alle Gesteine geschmolzen sind. Die Temperaturzunahme wird aber sicher bald geringer und außerdem wirkt der hohe Druck dem Schmelzflüssigwerden entgegen, sodaß diese Annahme nicht richtig sein kann. 3. Die Geochemie der Lithosphäre a) Chemische Zusammensetzung Die bis 8000 m tiefgehenden künstlichen Aufschlüsse und die tiefsten durch Schiefstellung von Gesteinspaketen und starke Erosion ermöglichten Einblicke in die Erdkruste liefern uns nach C l a j i k e - W a s h i n g t o n ein Material mit folgender Durchschnittszusammensetzung im Gew.-%: SiO a T i O'2, AI2O3 Fe 2 O a FeO MnO MgO

59.12 1.05 15.34 3.08 3.80 .12 3.49

CaO Na20 K20 H20 P2Oe S CO a

5.08 3.84 3.13 1.15 .30 .05 .10

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I- Geochemisdxer und kristallchemischer Überblick

Diese Analyse in Elementen selbst und in Gewichts-, Atom- oder VoIum-% nimmt nachstehende Form an: Gew.-%

o

Si AI Fe Mg Ca Na K Ti H Mn P

S Cl C

46.60°) 27.70 8.13 5.00 2.09 3.63 2.83 2.57 .44 .13 .10 .08 .05 .05 .03

Atom-%

Vol.-%

62.46 21.01 6.44 1.93 1.84 1.93 2.66 1.43

91.77 .80 .76 .68 .56 1.48 1.60 2.1

*) oder 466 kg/t bzw. 466 000 ppm ( = parts per million).

99.43 Dieser Durchschnittswert für die Lithosphäre entspricht einem Monzonit, also einem seltenen Gesteinstyp. Er ist entstanden durch Uberlagerung zweier Maxima bei den Graniten bzw. den Basalten, also eigentlich Sial- und Sima-Gesteinen zusammen. Bemerkenswert ist, daß die ersten Elemente schon über 99 % ausmachen, während alle technischen Metalle außer F e und AI nur in kleinen Teilen eines % erscheinen. Ohne weiteres erhellt daraus die Bedeutung der Konzentration in den Lagerstätten, da z. B. Cu, Ag, Pt, Mo, Pb, Zn, im Durchschnitt mit winzigen Zahlen auftreten. Die Dominanz des Kations Si und des Anions O ist besonders bei den Atom-% noch betont.

A. Geochemische Grundlagen

17

b) Gesetzmäßigkeiten der Elementenhäufigkeit und Beziehungen zum periodischen System Die Probleme der Geochemie behandeln nicht nur die Mengenbestimmung der Elemente in den verschiedenen Teilen der Erdkruste, sondern auch das Herausschälen von Verteilungsgesetzen, das Ermitteln von Kombinatiorisund Ansammlungsmöglichkeiten, das Feststellen von Migrationsgesetzen. V. M . GOLDSCHMIDT hat schon vor mehr als 3 5 Jahren erörtert, daß die geochemische Verteilungsweise eines Elementes durch den Bau der Elektronenhülle und seine Häufigkeit durch die Eigenschaften des Atom-Kerns bedingt werden. Russische Forscher haben vor allem die Abhängigkeit der Verteilung von der Stellung im periodischen System verfolgt. Die Abhängigkeit der Verteilungszahl (Mengen- oder Clarke-Zahl) eines Elementes von den Atomeigenschaften hat nicht nur eine irdische, sondern eine kosmische Geltung. Die Erde hat mit dem übrigen Teil des Sonnensystems dieselben Elemente gemeinsam, verändert sind nur die Mengenverhältnisse. Der Lithosphäre selbst gehören als Hauptelemente Elemente mit den niedrigen Ordnungszahlen 1—28 an. O D D O und HARKINS haben schon früh auf die größere Häufigkeit von Elementen mit gerader Ordnungszahl hingewiesen und diese Gesetzmäßigkeit hat sich an der Gruppe der seltenen Erden in Analysen von Meteoriten, der Sonnenatmosphäre und der Lithosphäre immer wieder bestäAbb. 2. Häufigkeit der seltenen Erden in g / t (nach tigt (Abb. 2). ODDO u n d

2

Erzlagerstättetnkunde I

HARKINS),

18

I. Geochemiscfaer und kristallchemischer Überblick 4. Der geocbemische Charakter der Elemente und ihre Stellung im periodischen System

Wie schon die Erwähnung der für die Früh- und Endkristallisation typischen Elemente erkennen ließ, bevorzugen diese entsprechend ihrer durch die Stellung im periodischen System bedingten Natur gewisse Ausscheidungsbedingungen, die zu charakteristischen Mineralassoziationen führen. Die Tendenz zu solchen Anreicherungen bestand schon in sehr frühen Entwicklungsepochen unserer Erde und führt zu einer Grobsonderung wie sie im heutigen Schalenbau vorliegt. Sie hat sich aber keineswegs quantitativ vollzogen, so daß auch von den eigentlich in tieferen Erdzonen zu erwartenden Elementen noch große Mengen in der Erdkruste in analog verlaufenden Prozessen sich konzentrieren oder trennen können, nur geschieht dies in viel enger umgrenzten Räumen. W A S H I N G T O N trennte zwischen petrogenetischen und m e t a l l o g e n e t i s c h e n Elementen, wobei die Mineralien die ersteren vorwiegend Gesteine, der letzteren Erzlagerstätten aufbauen. Eine weitere Gliederung im geothemischen Verhalten strebte V. M. G O L D S C H M I D T an, ausgehend von Beobachtungen der Elemente in metallurgischen Schmelzen und in Meteoriten. Das Eisen wird als Vergleichsbasis gewählt, da es im Erdganzen sicher an erster Stelle unter den elektropositiven Elementen steht. Als elektronegative Bezugselemente werden Schwefel und Sauerstoff gewählt. Je nachdem die Atome mehr zu einem Zusammengehen oder Bindung mit metallischen Eisen, Schwefel oder Sauerstoff neigen, werden sie s i d e r o p h i l , c h a l k o p h i l oder l i t h o p h i l bezeichnet. Das letztere, weil ja das Element mit der größten Sauerstoffaffinität, das Silicium, mit diesem Hauptkomponente der äußeren Gesteinskruste ist. A t m o p h i l bzw. b i o p h i l sind dann die Elemente, die in der Atmosphäre bzw. der Biosphäre angereichert sind. Diese fünf Gruppen (vgl. Tabelle S. 20), denen V. M. jeweils eine bevorzugte Anreicherung in

GOLDSCHMIDT

A. Geothemische Grundlagen

19

seinem Schalenmodell des Erdganzen zuwies, sind von ihm auf Grund des Verhaltens hüttenmännischer Schmelzen und ihrer (vermeintlichen!) Analogie mit den Meteoriten aufgestellt worden. Diese Zuweisung zu einem natürlich stets hypothetischen Schalenmodell (Eisenkern, SulfidOxydschale, Silikatschale, Kruste + Atmosphäre) ist mit guten Gründen entschieden bestritten worden; insbesondere besteht die angeblich den Beginn der Sulfid-Oxydschale bezeichnende Diskontinuität bei 12—1600 km sicher nicht. Wenn eine Sulfid-Oxyd- oder Sulfid-Metallzone überhaupt vorhanden ist (der Meteorit von Soroti spricht sehr dafür!), ist sie vergleichsweise sehr dünn 50 km). Beobachtungsmäßig wie theoretisch chemisch sind die Gruppen aber eine Realität. Sie sind bedingt durch die Stellung der Elemente in der Spannungsreihe, d. h. ihr relativ edles Verhalten, durch ihre Neigung bei S-Angebot Sulfide zu bilden, schließlich durch die Affinität zu Sauerstoff1). Die in manchen Einzelheiten durchaus kritisierbare alte Tabelle 1 gibt einen Überblick. Man erkennt, daß viele Elemente mehreren Gruppen zugewiesen werr den müssen (z. B. Fe, P, der auch als lithophil erscheinen müßte, I usw.). Die 5. „biophile" Gruppe tritt in der Menge den anderen gegenüber ganz zurück; sie enthält die im lebenden Organismus angereicherten Elemente. In den 4 ersten Gruppen zeichnet sich deutlich eine Abhängigkeit von der Zonenschalenkonfiguration der Elemente ab. Die Edelgase und die edelgasähnlichen gebauten Elemente sind in den Ionenlösungen der L i t h o s p h ä r e und Atmosphäre, in den Steinmeteoriten, in den intermediären und sauren Eruptivgesteinen und Sedimenten der Erdkruste. Die metallischen Elemente der tlbergangsreihe mit geringer Affinität zu O oder S, die sich gleichzeitig leicht in geschmolzenem F e lösen, treten vorwiegend in Fe-(Ni-, Rh-, Ru-, Pt-, Ir)-Legierungen ein (Eisenkern, Meteoriten, ultrabasische Gesteine). Elemente, die 1) Diese Angaben sind bewußt wenig präzise gemacht, da das diemische Verhalten, z. B . die Spannungsreihe, stark temperaturabhängig ist, man also nicht „Gesetze" aufstellen sollte. 2"

A. Geochemische Grundlagen

21

eine 18er-Elektronenschale besitzen, zeigen hohe Affinität zu S und verhalten sich chalkophil, wenn das Reduktionspotential nicht hoch genug ist, um in Fe-Legierungen einzutreten (Zwischenschichten oder Sulfid-Oxydschalen, Meteoriten und ultrabasische Gesteine). Es ist ferner charakteristisch, daß die für die Biochemie bevorzugt wichtigen Elemente O, H, C, N und P zu den Elementen niedrigster Ordnungszahl gehören. Bei Berücksichtigung seltenerer, aber immerhin auch typisch biophiler Elemente (Co, V, Fe, I), trifft das allerdings nicht zu. Die Anordnung der geochemischen Gruppen im periodischen System zeigt die nebenstehende Tabelle I. Die geochemische Gruppierung läßt bequem verwandtschaftliche Beziehungen der Elemente und ihr paragenetisches Verhalten hervortreten. Abweichungen treten aber sofort ein, wenn in einer gegebenen Paragenese z. B. der Anionenpartner (S, O) fehlt oder im Ubermaß vorhanden ist; so kommen z. B. in S-reichen Meteoriten MgS, CaS und Cr-Sulfide vor usw. — Die Gruppeneinteilung darf also nicht kritiklos angewandt werden.

0

Abb. 3. Beziehung zwischen Atomvolumen und geochemischem Verhalten (nach GOLDSCHMIDT).

22

I. Geothemischer und kristallchemisdier Überblick

Inhaltlich etwa das Gleiche zeigt die Atomvolumenkurve mit eingezeichneten geochemischem Verhalten.

B. Kristallchemische Grundlagen Die feste Erdkruste, die Heimat der Gesteine und Lagerstätten, überhaupt aller Paragenesen, besteht aus kristallinem Material. Wir müssen, um Gesteine usw. verstehen zu können, erst ihren Grundbaustein, den Kristall, etwas näher kennenlernen. Ausgehend vom Prinzip, daß sich unterhalb einer Schmelztemperatur, oder, bei einer Lösung, Sättigungstemperatur, die Bausteine einer chemischen Verbindung (Atome, Ionen, Moleküle) möglichst hochsymmetrisch mit ihresgleichen umgeben wollen, entsteht der K r i s t a l l 1 ) . Bei freier Entwicklungsfähigkeit zeigt er wohlentwickelte Form. Diese ist aber nur eines der vielen vektoriellen Kennzeichen, die durch den Raumgitteraufbau bedingt sind. Die Identitätsperioden eines solchen Raumgitters sind wenige Ängströmeinheiten (1 Ä = 10~8 cm). Für gegebene Temperaturen und Drucke ist für eine chemische Verbindung jeweils eine Kristallart, also ein bestimmter Aufbauplan, charakteristisch und stabil. Andere können vorkommen, sind aber metastabil. Die unübersehbare Vielgestaltigkeit ist von vielen Faktoren abhängig, von denen (außer p und t), die Bindungsenergie, die Größe der Gitterbausteine, die Gitterpartner die auffallendsten sind. Die Beziehungen zeigen im periodischen System periodisch wiederkehrende Wechsel, die dann auch zu Übereinstimmungen im Kristallbau führt (z. B. NaF, NaCl, NaBr). Geochemie und Kristallchemie sind aufs engste verknüpft. Die Reaktionen der Mischkristallbildung und der Entmischung, der Verdrängung und der selektiven Anreicherung u. v. a. sind kristallchemische Vorgänge. Wie gesagt sind fast alle natürlichen Mineralien Kristalle. Sie werden durch die Ladungen ihrer Bausteine, Bei .der Erdoberflächentemperatur sind- n u r wenige natürlich vork o m m e n d e Verbindungen nicht kristallin: Quecksilber, Wasser, Erdöl.

B. Kristallchemische Grundlagen

23

z. B. positive und negative Ionen stabilisiert, wobei der Grad ihrer Stabilisierung sehr wechselnd, unter Umständen richtungsabhängig sein kann. Er äußert sich z. B. in Härte, hohem Schmelzpunkt, geringer Löslichkeit usw. Von den gewöhnlichen, durch alle Übergänge verknüpften vier Bindungstypen1) sind die I o n e n bindungen durch geringe Eigenfarbe, Durchsichtigkeit, Löslichkeit in Säuren, z. T. in Wasser, mäßige Lichtbrechung, lyophile Eigenschaften, K o v a l e n t bindungen durch hohe Lichtbrechung, oft hohe Härte, hohen Schmelzpunkt, Isolation, m e t a l l i s c h e Bindungen durch metallischen Glanz, mäßigen Schmelzpunkt, metallische Leitung, M o l e k ü l bindungen durch geringe Härte, Durchsichtigkeit, Isolation, niedrigen Schmelzpunkt, oft Löslichkeit in organischen Lösungsmittel ausgezeichnet. Die drei letztgenannten sind meist lyophob. Für das Verständnis des Kristallbaus, besonders der diadochen Vertretungen im Gitter sind wichtig: 1. der Begriff des Koordinationsverbandes und der Koordinationszahl (KZ). Kleine Bausteine werden von größeren in folgendem Schema umgeben: Bei einem Größenverhältnis etwa 0.115 : 1 ist die KZ = 3, 0.35 : 1 = 4, 0.58 : 1 = 6, 0.58 : 1 = 8. 1 : 1 = 12 (s. u.), 2. der ü b e r g e o r d n e t e B a u v e r b a n d , der die weitere Anordnung dieser Bausteine unter Berücksichtigung ihrer übriggebliebenen Ladungen darstellt. Der Bauverband als Ganzes muß in sich abgesättigt sein. Das stimmt aber nicht für die Ecken, Kanten und freien Flächen (auch nicht für die Gitterbaufehler), an denen deshalb Wachstum wie Lösung einsetzen kann. Richtungsbevorzugungen, die sich später in niedrigerer Symmetrie des Gesamtkristalls äußern, können schon auf die Einzelgruppe des Koordinationsverbandes, z. B. planare Gruppe B 0 3 " 3 zurückgehen, sind aber meist durch die Anordnung solcher Gruppen zu Ringen, Ketten, Schichten etwa von (Si0 4 )-Tetraedern bedingt. !) Es gibt weitere; sie sind hier von geringem Interesse.

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I. Geochemischer und kristallehemisdier Uberblick

Im Koordinationsverband tritt oft Ersatz der Zentralelemente durch andere ein, z. B. in Si0 4 Si durch Al+3, Be+2, Ge+4, P*5, S+6, wobei das ersetzende Element im Raumbedarf, der meist als Kugel dargestellt wird, nicht allzusehr abweichen darf. Wertigkeiten spielen dabei zunächst keine Rolle; sie müssen im Gesamtkristall durch das Eintreten höher- bzw. niedrigwertiger Kationen ausgeglichen werden. Das bekannteste Beispiel (unter Tausenden) ist Plagioklas Na(AlSi3Os) -— Ca(Al 2 Si 2 0 8 ), wo im Albit zur Absättigung der Gruppe in ( ) ein Na+1, bei Anorthit ein Ca+2 notwendig ist, da ja Al+3, Si+4 Wertigkeiten hat. „ G e k o p p e l t e r V a l e n z a u s g l e i c h " spielt in allen Mineralgruppen eine riesige Rolle und erklärt oft das Auftreten zunächst überraschender Zusammensetzungen. Nachfolgende Elemente mit zugehöriger KZ und beigefügter Ionenradiengröße ersetzen einander (siehe auch Tabelle 1): 1. KZ = 3: N = 0.10, C = 0.13, B = 0.20. 2. KZ = 4: Si 0.39, Be 0.34, Ge 0.44, AI 0.57 (!), P+5 0.35, As+5 0.4. 3. KZ = 6: AI 0.57 (!), Fe+3 0.67, Ga 0.62, Ti*4 0.64, Li 0.78, Mg 0.78, Ni 0.78, Fe+2 0.83, Mn 0.70, Co 0.82. 4. KZ = 8: Na 0.98, Ca 1.06, Y 1.06. 5. KZ = 12: K 1.33, Sr 1.27, La 1.22 alle bezogen auf O"2 1.33 oder die fast gleichgroßen F"1 1.33 und (OH)"1 = 1.331). Die einander ersetzenden Elemente nennt man diadoch. Die Diadochie ist häufig eine gekoppelte, z. B. CaAl — NaSi (s. o.). Bei Radien nahe den theoretischen Grenzwerten kann das betr. Ion zwei mögliche KZ haben, so B 3 und 4, AI 4 und 6, Co 6 und 8, usw. Trotz gleicher Ionenradien ersetzen F bzw. O den Dipolbaustein OH nicht ohne weiteres, denn OH strebt 1) Würde man auf größere Anionen beziehen, etwa mit 1.95, bzw. 2.21, wären die KZ erheblich abweichend.

Br-1

oder

B. Kristallchemische Grundlagen

25

Polarisation, d. h. Deformation des kugeligen Wirkungsbereichs zu einem ellipsoidischen, und Schichtgitteranordnung an. Die Ersetzbarkeit begünstigt die Bildung des i s o m o r p h e n M i s c h k r i s t a l l s (vgl. S. 34), der besonders bei den gesteinsbildenden Mineralien größte Bedeutung hat, wodurch den Bezeichnungen wie Augit, Hornblende, Glimmer, Granat, eher die Bedeutung einer Konstitution als die einer bestimmten chemischen Zusammensetzung zukommt. Da besonders bei hohen Temperaturen die Radien nicht mehr genau festliegen, kann hier manche bei niedriger Temperatur noch nicht mögliche Vertretung sich einstellen — ein Grund zum Instabilwerden von Hochtemperaturmischkristallen! Die wechselnde Zusammensetzung der Mischkristalle äußert sich in kleinen Verschiedenheiten der Gitterkonstanten und aller physikalischen Eigenschaften, wie besonders der leicht verfolgbaren Optik und Dichte. Durch Kombination der Beobachtung verschiedener Variablen ist oft die Bestimmung auch in recht komplizierten Systemen ohne Analyse möglich. Die E n t m i s c h u n g ist am besten in einem einfachen Zweistoffsystem des Typs Abb. 4 (S. 25) dargestellt: A und B seien Komponenten, die zwar bei hoher Temperatur unbegrenzt mischbar, aber doch so verschieden sind, daß die Toleranzgrenzen bei sinkender Temperatur unterschritten werden. Das geschieht, falls die Abb. 4. Schmelzkurve im Zweikomponcnten-System mit völliger MischAbkühlung langsam gebarkeit und „Entmischung" bei sinnug erfolgt, an der Solkender Temperatur.

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I- Geothemischer und kristallchemischer Überblick

vuskurve. Am Punkt m wären der alte Mischkristall, ein solcher der Zusammensetzung a m und b m im Gleichgewicht, mit anderen Worten es e n t m i s c h t sich hier aus einem Hauptanteil ähnlich A eine Komponente ähnlich B in kleiner Menge. Die Entmischungskörper haben sehr verschiedene, aber oft charakteristische Formen (Abb. 34 c, d, S. 115 Bd. I) und können von recht grob ( > 1 cm) bis submikroskopisch fein sein. Bei schneller Abkühlung „friert das Ungleichgewicht ein". Auf die Bedeutung der Entmischung als geologisches Thermometer ist S. hingewiesen. •— Außer den Mischkristallen, wo der Regel folgend Gitterplatz für Gitterplatz ersetzt wird, gibt es „anomale Mischkristalle", bei denen Gitterübereinstimmungen komplizierterer Natur eintreten, wo z. B. dreidimensionale Gitterübereinstimmung fehlt, aber z. B. zweidimensional die Packung der O-Ionen in der Basisebene eines hexagonalen Gitters exakt mit der der Oktaederebene eines kubischen übereinstimmt (trifft bei vielen Erzmineralien zul). Es gibt auch Fälle, wo beim Eintreten z. B. eines dreiwertigen Kations für ein zweiwertiges der Valenzausgleich so erfolgt, daß eine Gitterlücke zusätzlich mit einem Anion besetzt wird (Fluorit — Yttrofluorit), oder daß ein Gitterplatz freigelassen wird usw. Solche Fälle sind besonders bei Mischbarkeiten, die auch bei hoher Temperatur nicht vollständig sind, beobachtet. Der letzte Fall, Freilassen von Gitterplätzen, wirkt sich besonders dort aus, wo, wie z. B. bei den Glimmern, bestimmte Gerüstteile des Gitters besonders stabil sind, andere Komponenten aber natürlich (z. B. bei Verwitterung) oder künstlich leicht entfernt werden können. — G i t t e r b a u f e h l e r sind in jedem Kristall vorhanden; sie sind für viele, z. T. enorme, Unterschiede in manchen physikalischen Eigenschaften verantwortlich, in anderen wirken sie sich nur wenig aus. Gitterbaufehler können z. B. winzige Einschlüsse von Mutterlauge oder Fremdmineralien sein, es können aber auch z. B. Fehlstellen in der Besetzung sein, die dann beim Weiterwachsen des Kristalls die bei Bleiglanz oder Flußspat so häufige Mosaikstruktur veranlassen. Besonders die Verform-

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

27

barkeit der Kristalle wird durch Gitterbaufehler stark beeinflußt; so sind sehr reine Kalkspate oder Bleiglanze viel leichter verformbar als unreine, die die Regel bilden. II. PHYSIKO-CHEMISCHE GRUNDLAGEN DER MINERALBILDUNG

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre 1. Allgemeine Betrachtungen Alle Elemente und Verbindungen können bei entsprechenden Temperaturen und Drucken als Gas, als Flüssigkeit, als Kristall auftreten. Gase scheinen fast immer unbeschränkt mischbar zu sein, Flüssigkeiten (Schmelzen') können mischbar und nicht mischbar sein, Kristalle sind nur in beschränktem Umfang mischbar. Die Kenntnis der Beziehungen der verschiedenen Erscheinungsformen ( P h a s e n ) des Einzelstoffes, also z. B. bei H s O als Wasser, Wasserdampf, überkritisches Wasser und den etwa 8 verschiedenen kristallinen Formen des H , 0 , einerseits, und der Beziehungen mehrerer Stoffe zueinander — immer unter den variablen Bedingungen von p (Druck), t (Temperatur) und x (relative Konzentration im Falle mehrerer beteiligter Stoffe) andererseits — kann durch Versuche im Laboratorium erarbeitet werden. Wir sprechen von h o m o g e n e n Systemen, wenn nur eine Phase, also etwa eine Lösung von NaCl in Wasser vorliegt, von h e t e r o g e n e n , wenn mehrere Phasen, also etwa Wasserdampf, die eben erwähnte Lösung und darin ausgeschiedene NaCl-xx vorliegen. Wir müssen aber oft sehr kritisch überprüfen, ob die im Laboratorium ermittelten Reaktionsabläufe auch für die in der Natur denkbaren Prozesse Gültigkeit haben. Können wir das beiahen, so gewinnen wir quantitative Einblicke in die Bildungsprozesse, die ihrerseits auch wieder zur wissenschaftlichen und praktisch-ökonomischen Beurteilung einer Lagerstätte herangezogen werden können. Im anderen Fall, falls etwa

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II. Physiko-chemische Grundlage der Mineralbildung

eine beobachtete Paragenese nur bei „ungeologischen" Bedingungen reproduzierbar ist, werden wir herauszufinden suchen, worauf dieser Widerspruch zurückgeht. Meist wird er darauf beruhen, daß bei der Reaktion Phasen beteiligt waren (z. B. Wasser oder überhitzte Lösungen), die aus der Paragenese verschwunden sind. 2. Einstoffsysteme a) Schmelze : Dampf: Überkritisch Erhitzen wir Wasser, so wird es bei Atmosphärendruck bei 100° zu Wasserdampf absieden. Unter erhöhtem Druck erfolgt dieses Absieden erst bei erhöhter Temperatur. Das geht aber nicht beliebig weiter. Bei einem bestimmten Druck und festgelegter Temperatur erreichen wir den k r i t i s c h e n P u n k t , bei H 2 0 p = 177 Atm., t = 365°. Darüber hinaus, d. h. in dem nicht scharf abzugrenzenden Feld ', haben wir überkritische Bedingungen: Schmelze (Flüssigkeit) und Dampf sind nicht mehr zu trennen. Der überkritische ZuAbb. 5. Druck-TemperaturDiagramm der Beziehung Dampf — stand (auch „fluide LöSchmelze mit kritischem Punkt. sung" 1 ) ist für uns von besonderer Bedeutung, da ein großer Teil der mineralbildenden Prozesse hier, d. h. zwischen 350°—600° und hohem Druck abläuft. b) Dampf : Schmelze : Kristall Kühlen wir Wasser („Eisschmelze") bis 0° ab, so wird bei Atmosphärendruck Kristallisation zu Eis einsetzen. Bei !) Wegen der abweichenden Bedeutung im amerikan. Gebrauch vermeidet m a n fluid neuerdings meist.

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

29

erhöhtem Druck wird sich die Kristallisationstemperatur ein wenig ändern, im Falle von H 2 0 zunächst senken (S). Senken wir den Druck, so erreichen wir bald einen Punkt im Diagramm, wo sich die Kurven D S E schneiden, den T r i p e l p u n k t (bei H 2 0 + 0.07°, 0.06 Atm.). An ihm, aber auch n u r an ihm sind Dampf, Schmelze, Kristall im Gleichgewicht. Auf Kurve E geht Wasserdampf unmittelbar in Eis (Schnee!) über. „Unter6. PT-Diagramm: kühlung" von Schmelze KristallAbb. — Schmelze — Dampf mit kann eintreten, wohlverTripelpunkt. standen aber als instabile Bildung ( von D), auch „Überhitzung" von Eis ist denkbar ( von E). In beiden Fällen erkennen wir aber am Diagramm sofort die Instabilität am Dampfdruck gegenüber der stabilen Phase. Unterkühlte Schmelze hat höheren Dampfdruck (höhere innere Energie) als der Kristall bei derselben Temperatur, überhitzter Kristall als die Schmelze. c) Schmelze : Kristallart I : Kristallart II Kühlen wir eine Schwefelschmelze1) bei 1 Atm. ab, so erhalten wir (bei 119°) zunächst monokline xx (M), die sich bei weiterer Temperatursenkung (bei 95°) in eine zweite kristalline „ M o d i f i k a t i o n " , den orthorhombischen Schwefel (R) (allerdings sehr langsam) umwandeln. Bei schnellem Arbeiten und Zugabe von Keimen läßt sich aus der Schmelze sofort R erhalten. Wieder aber haben die unterkühlte Schmelze wie der überhitzte Kristall !) Bei H 2 0 kompliziert.

sind

die

Verhältnisse

f ü r eine

Einführung

etwas

zu

30

II. Physiko-diemisdie Grundlage der Mineralbildung

stabile M. — Arbeiten wir bei höheren Drücken, so wird das Zustandsfeld von M kleiner, um bei 151° und 1320 Atm. völlig zu verschwinden. Dort geht dann stabil R in Schwefelschmelze über. Alle die angegebenen Phasenänderungen sind r e v e r s i b e l Abb. 7. PT-Diagramm von Sdiwefel mit 2 kristallinen Phasen, (oder enantiotrop), d. h. sie Schmelze und Dampf. lassen sich bei Temperaturerhöhung wie -Senkung immer wieder erreichen. Wir haben nun in Abb. 6 am Schnittpunkt E S D und in 7 an den Schnittpunkten ENO, OSD, SNP (und instabil EPD)Tripelpunkte kennengelernt. Sie sind n o n v a r i a n t , d. h. nach Druck und Temperatur eindeutig festgelegt. Die Phasenregel von W. GIBBS, wonach Phasen + Freiheiten (Veränderungsmöglichkeit für p und t) = Komponenten + 2, ist in den oben skizzierten Systemen bestätigt (im invarianten Punkt mit 3-Phasenkoexistenz, also 3 + 0 = 1 + 2). Sie wird in Mehrstoffsystemen noch viel bedeutungsvoller und gibt Anhaltspunkte für die Zahl der zu erwartenden Phasen und den Reaktionsverlauf. Die meisten mineralischen Verbindungen weisen, wie der Schwefel, verschiedene feste Zustände auf. Diese können aber auch im Verhältnis der Monotropie zueinander stehen, d. h. es liegen Phasen vor, die überhaupt instabil sind und sich nur einsinnig in die stabilen umwandeln lassen. Sie können aber u. U. geologische Zeiten haltbar sein. Diese Reaktionsträgheit kann auch bedingen, daß an sich enantiotrope Formen scheinbar gleich beständig nebeneinander vorkommen, obwohl nur eine einzige Modifikation vorliegen sollte. Die verschiedenen Modifikationen, werden oft mit a-, ß-, y- usw. voneinander unterschieden, wobei die a-Modifikation die bei höchster Temp. bestandfähige ist. Die Verbindung SiO a besitzt 8 kristalline, TiO a

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

31

und C a C 0 3 je 3. Statt a-, ß- usw. sind auch besondere Mineralnamen eingeführt: T i 0 2 : Rutil, Anatas, Brookit, oder Ausdrücke Hoch-Ag 2 S bzw. Tief-Ag 2 S usw. Das Auftreten verschiedener Modifikationen bedeutet verschiedene Kristallarten derselben Substanz, mit abweichender Gitteranordnung, anderen Energieverhältnissen und abweichenden physiko-chemischen Eigenschaften. Die übereinstimmende chemische Natur bedingt aber doch oft gitterbauliche Gemeinsamkeiten, besonders in den Koordinationszahlen. Sind diese Ähnlichkeiten der Modifikationen groß, so ist der Unterschied in der inneren Energie gering, und das Umklappen geht am Umwandlungspunkt glatt und ohne Verzögerung vor sich, bei größerem Gitterumbau kann sich die Umwandlung außerordentlich verzögern. 3. Mehrstoffsysteme a) Reaktionen im Eutekttyp Das Temperatur (t)-Konzentrations (x)-Diagramm eines 2-Komponenten (A-B)Systems (Abb. 8 und 8 a) zeigt folgende Reaktionsverläufe: Oberhalb der Kurve A'E B' ist alles einheitlich flüssig; die Kurve A'E ist Ausscheidungskurve (Kristallisationsbahn) von reinem A, B'E die entsprechende für B. Das bedeutet, daß die Ausscheidungstemperaturen der EinAbb. 8. Binäres Eutekt TX-Diagramm. zelkomponenten sich erniedrigen mit zunehmendem Gehalt an der zweiten Komponenten. A', bzw. B' sind die Schmelzpunkte der reinen Endglieder.

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II. Physiko-diemisdie Grundlage der Mineralbildung

6 -»CujO Abb. 8 a. Eutektsystem Cu-Cu 2 0 mikroskopische Gefügebilder für eutektische (1), Cu-reiche (2) und Cu 2 0-reiche (3) Kristallate. Schwarz = Cu 2 Ö.

Das Feld A'CE enthält Kristalle von A, B ' E D solche von B. Im Punkt E (Eutektikum) scheiden sich A und B gleichzeitig, oft in charakteristisch verschränkter „Eutektstruktur" aus. Unterhalb C E D ist alles fest und zwar links von E mit Einsprenglingen von A, rechts davon von B. Aus einer Schmelze der Zusammensetzung y beginnt beim Abkühlen die Kristallisation bei y'. Durch Ausfallen von A wird die Restschmelze reicher an B, die weitere Ausscheidung folgt y'-E, wo alles erstarrt. Analog ist natürlich für x, x', E auf der B-Seite. — Kristallisation aus x könnte natürlich auch — in x, — erfolgen, wenn etwa durch Verdampfen von A die Konzentration der Schmelze sich nach rechts verschiebt (isotherm). Je nach der Ausgangskonzentration werden schließlich vorliegen: A-Kristalle in eutektischer Grundmasse, reines Eutektikum, B-Kristalle in Eutektikum. — E ist immer die tiefste Temperatur, in der noch Schmelze vorliegt (Abb. 8 a). Ein 3-Komponentensystem erfordert schon räumliche Darstellung, wenn nicht, etwa wie der Luftdruck in einer Wetterkarte, Temperaturen auf die Konzentrationsebene projiziert werden (Abb. 9 a, 9 b).

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

33

Die Ausgangslösung x läßt bei tA reines A ausfallen. Unter steter Ausscheidung von A verläuft die Kristallisationsbahn (Fortsetzung der Verbindung A—x) bis D. Von hier ab fallen gleichzeitig A- und B-Kristalle aus, bis das ternäre Eutektikum EABC erreicht ist, wo noch C mit ausfällt und alles fest wird. Somit lautet die Kristallisationsfolge für Ausgangslösung x: A—B—C. Man sucht nach Möglichkeit komplexe Systeme, die nicht mehr anschaulich dargestellt werden können, auf ternäre zu vereinfachen, um auch den Reaktionsverlauf in polynären Systemen mit einiger Klarheit überblicken zu könb) Ausscheidung in Mischkristallsystemen Einen weiteren ungemein verbreiteten Reaktionstyp stellt die Ausscheidung des Mischkristalls dar (Abb. 10). Sie sei am System Albit (Ab) — Anorthit (An) (Plagioklas) erläutert. Oberhalb der Linie ACFHB (Liquiduskurve) besteht homogene Schmelze. Im Felde zwischen ACFHB und ADEGB sind fest und flüssig koexistent, unterhalb ADEGB (Soliduskurve) ist nur mehr kristalline Phase möglich. Eine Schmelze von der Zusammensetzung x 3

Erzlagerstättenkunde I

Abb. 9. Temares Eutekt TX-Diagramm, oben 3-dimensional mit Isothermenschnitten, unten Projektion in die Ebene.

34

II. Physiko-diemische Grundlage der Mineralbildung

(60 % An, 40 % Ab) läßt bei 1480° einen Mischkristall (D) ausfallen, der aber wesentlich An-reicher (85 % An) ist. Im Laufe weiteren Temperaturgefälles verändert sich die Restschmelze entlang der Liquidus- und gleichzeitig bei Gleichgewichtseinstellung der ausgeschiedene Kristall entlang der Soliduskurve — so daß zwischen beiden eine kontinuierliche Reaktion besteht. Mit einem Kristall E ist z. B. die viel Ab-reichere Flüssigkeit F (rund 90 % Ab) im Gleichgewicht, was natürlich auch höheren Na- und Si-Anteil bedeutet. Bei G hat der Kristall die Zusammensetzung der Ausgangslösung erreicht, der letzte Schmelzrest liegt bei 80 % Ab. Die eben verlangte Gleichgewichtseinstellung wird aber sehr oft nicht erreicht. Die erstausgeschiedenen Kristalle werden nicht völlig resorbiert, von Ab-reicheren umkrustet und weiterer Reaktion entzogen. Damit kann die Restschmelze noch über H, die letztausgeschiedenen Kristalle über G bis zum fast reinen B hinausgehen. Das ist charakteristisch für einigermaßen schnelle Kristallisation und Abb. 10. Binäres System Anor- z. B. bei Feldspaten der Anthit-Albit. (Plagioklas) TX-Diadesite häufig. Die Verschiegramm mit unbeschränkter Mischbarkeit. denheit von ausgeschiedener Kristallphase und restierender Schmelze kann Anlaß zu größerer Stoffdifferenzierung sein, dadurch daß Kristallisate absaigern oder Restschmelze abgepreßt wird und abwandert. Die von ROOZEBOOM durchgearbeiteten Systeme weisen: noch Modifikationen auf, die vor allem durch Mischungslücken gekennzeichnet sind, wie sie für die K- bzw. Nafeldspäte Gültigkeit besitzen.

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

35

c) Ausscheidung nach dem diskontinuierlichen Reaktionsschema (inkongruenter Schmelzpunkt) Auch dieser Reaktionstyp hat minero- und petrogenetisch hohe Bedeutung. Er sei am System Leucit-Si0 2 (Abb. 11) erläutert. Bei A liegt die Schmelztemparatur von Leucit (1685°). Wird die Schmelze x abgekühlt, so scheidet sich aus ihr bei 1370° Leucit aus; die Leucitausscheidung setzt sich fort unter Veränderung der Restschmelze bis zum Punkte U (1170°), wo Umsetzung des Leucits mit der Restschmelze L(ucit+ 0rth°klas unter Bildung der neuen Abb. 11. Binäres System Leucit-SiO a . festen Phase Orthoklas T X - Diagramm mit inkongruentem S c h m e l z p u n k t ( n a c h SCHAIRER U. B O T E N ) . (C) stattfindet. Es bildet sich eine neue feste Phase durch Resorption einer früher gebildeten. U, der peritektische Haltepunkt, wird nach dieser Resorption durch die Ausscheidungslinie UE unterschritten, sofern noch Restschmelze vorhanden ist. Das muß der Fall sein, falls x rechts der Orthoklaszusammensetzung liegt, ist oft aber auch sonst der Fall, wenn die Resorption nicht zu völligem Gleichgewicht geführt hatte. Aus Ausgangskonzentrationen, zwischen C und U liegend, wurde nachstehende Reihenfolge der Ereignisse festgestellt: Ausscheidung von Leucit-^-totale Resorption des Leucit (tu) und Ausscheidung von Orthoklas — eutektische Endkristallisation von Orthoklas + Si0 2 . Bedeutsam ist, daß im Endkristall feste Phasen nicht mehr anzutreffen sind, die sich in früheren Stadien des völlig normal ablaufenden Prozesses gebildet hatten. Bei völliger Einstellung der Gleichgewichte ist das Zusammen-Auf3°

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II. Physikochemische Grundlage der Mineralbildung

treten von Leucit und Quarz unmöglich. Wiederum können nach diesem Reaktionsschema vor sich gehende Entwicklungen zu beträchtlichen Stoffsonderungen führen, z.B. durch gravitatives Aussaigern (in diesem Falle, durch die geringe Dichte des Leucits, Emporsteigen) oder Abpressung der Restschmelze. Dieser Reaktionstyp ist auch mit dem Namen „inkongruenter Schmelzpunkt" bekannt, da beim Erhitzen oberhalb 1100° C Orthoklas in Schmelze und Leucit zu zerfallen beginnt. d) Auswertung der Diagramme zu Schlüssen auf die Abfolge der Mineralbildungen Der Verlauf einer Gesteinsbildung mit Andeutung einiger dabei möglicher Komplikationen soll am Teilsystem S i 0 2 — M g 2 S i 0 4 (Forsterit, Fo) — CaAl 2 Si 2 0 8 (Anorthit, An), das in roher Annäherung auch die Zusammensetzung der Basalte und Gabbros enthält, erläutert werden (Abb. 12). Die Verbindung MgSi0 3 (Klinoenstatit) hat analog Orthoklas (Abb. 11) einen inkongruenten Schmelzpunkt (1557°); ihr Darstellungspunkt liegt außerhalb des Existenzfeldes ABDE. Das Si0 2 Feld ist untergeteilt in der Hochform Cristobalit und < 1470° TridyMgSiOj mit. Dazu tritt, eigentlich nicht mehr streng in dieses temäre System Mg 2 Si0 4 CaAI2Si20e gehörend, zwischen Fo und An noch ein kleines A b b . 12. T e r n ä r e s S y s t e m F o r s t e r i t A n o r t h i t - S i O » nach ANDERSEN. Feld von Spinell auf. Eine Schmelze (60 % Fo, 20 % SiO ä und 20 % An) hat ihren Darstellungspunkt im Fo-Feld.

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

37

Aus ihr scheidet sich bei 1500° Forsterit aus, dies so lange, bis in F (1460°) die Resorption von Forsterit und die Umbildung zu Klinoenstatit einsetzt. Bleibt die Restschmelze in Koexistenz mit dem in Resorption begriffenen Forsterit, so ändert sich die Restlösung entlang F D bis D, wo Forsterit und Schmelze aufgebraucht werden, und ein eutektisches Endkristallat von Klinoenstatit und Anorthit entsteht. Das ist aber nur möglich, wenn x auf oder noch unter der Verbindungslinie MgSi0 3 —CaAl 2 Si 2 0 8 liegt, was bei Basalt und Gabbro meist zutrifft. Sonst bleibt noch Restschmelze, die auf D E kristallisiert und schließlich im ternären E (1222°) Klinoenstatit, Anorthit, Tridymit liefert. — Das letztere ist aber auch der Fall, wenn erstausgeschiedener Forsterit sich gravitativ aus dem System ausgesondert, oder die Schmelze von ihm abgepreßt wurde. Die Kristallisationsbahn entfernt sich von der Peritektikalen F D und verläuft ins Klinoenstatitfeld, von wo x sie auf die Eutektlinie DE stößt, um mit der Kristallisation derselben drei Mineralien zu enden. — Wäre als vierte Komponente noch Wasser, wenn auch nur in kleiner Menge vorhanden, was in Gesteinen fast allgemein anzunehmen ist, so würde E in der Temperatur tiefer liegen und statt Tridymit Quarz erseheinen. Zur Analogie ließen sich noch andere Beispiele anführen, in denen allemal eine Tendenz (keine Regel, noch weniger ein Gesetz!) vorliegt, daß die Restkristallisationen reicher an SiO, und besonders Alkalien sind als die Ausgangsschmelze, während Mg, Fe, Ca spärlicher werden. In den an SiOa untersättigten, aber Na-reichen Systemen (Alkalisyenit usw.) liegen die Verhältnisse etwas anders, insofern als hier Nephelin (NaAISi0 4 ) und Ägirin (NaFeSi 2 O e ) sich anreichem. Dadurch, daß sich Frühkristallisationen durch ihr höheres, oder im Falle Anorthit auch geringeres spezifisches Gewicht von der Restschmelze abtrennen können, und das in der Gesteinswelt sehr häufig auch tun, haben wir die Möglichkeit der, schwächer oder stärker ausgeprägten, D i f f e r e n t i a t i o n .

38

II- Physiko-chemische Grundlage der Mineralbildung

Bei Einstellung völligen Gleichgewichts wird in einer Mineralvergesellschaftung das Zusammenauftreten gewisser Phasen unmöglich; sie müssen sich zu neuen Kombinationen umlagern. So ist freies SiO a neben Forsterit unmöglich; es entsteht Enstatit (Pyroxen): S i 0 2 + Mg 2 Si0 4 ^ 2 MgSi0 3 . Die beträchtlichen chemischen Verschiebungen während des Kristallisationsverlaufes werden durch folgende auf diesen Fall bezüglichen Daten belegt (Abb. 12). Molekulare Zusammensetzung Si0 2

CaO

AI2O3

MgO

der Ausgangsschmelze X

100

8,3

8,3

83,3

Restschmelze in D

119

26

26

48

Restschmelze in E

173

30,5

30,5

39

Was bisher an Schmelzen dargestellt wurde, hat, solange wir unter dem Siedepunkt des Wassers bleiben, uneingeschränkt auch Geltung für wässerige Lösungen. Dabei können bemerkenswerte Änderungen der relativen Sättigungen mit der Temperatur eintreten, die z. B. im Fall NaCl-KCl (Abb. 13), wo die Löslichkeit des KCl sich bei sinkender Temperatur stark (Kurve S), bei NaCl kaum ändert (Kurve R), technisch ausgenützt werden. Eine in P 4 an KCl und NaCl bei Abb. 13. NaCl-KCl-Diagramm. RP = Sättigungskurve für NaCl,

SätfgungfÄi^^di^nd mit T e m p .

gleichzeitig gesättigte Losung läßt beim Abkühlen ^nächst reines KCl ausfallen.

A. Gleichgewichts- und Phasenlehre

39

e) Leichtflüchtige Komponenten Bei großem Unterschied der Schmelz-, Siede- und kritischen Kurven für A und B ergeben sich Komplikationen, da Schmelzkurve und kritische Kurve sich schneiden können. Die „leichtflüchtige Komponente" A ist in der' Natur meist Wasser, die schwerflüchtige B ein Salz oder Silikat. Das Diagramm (Abb. 14) zeigt relativ sehr einfache Verhältnisse. K ( ) sei die kritische, S ( ) die Schmelzkurve. Ganz links unten bestehen zwischen A und B rein eutektische Verhältnisse. Rechts von E ist die „Schmelz~ kurve" dasselbe wie die Löslichkeitskurve von A und B mit zu/ nächst sehr viel A. / B nimmt bis zu x, um dann stark nach s t hin abzubi Bei Sj, dem „i Siedepunkt", die Komponer bis zu trocken ab. Bei weiterem Erf hitzen aber wird, wenn A als Gas im A B System verbleibt, bei Zweistoffsystem mit einAbb 14 s2, dem „zweiten fachstem Fall überkritischer VerhäItnissc oder „oberen Siedepunkt" dieses wieder aufgenommen; es entsteht eine A-reiche Schmelze mit in unserem Beispiel rund 70 % B. S verläuft dann weiter bis zum Schmelzpunkt von reinem B. s t und s2 können zusammenrücken, ja bei erhöhtem Druck verschwinden (S also in eine zusammenhängende Kurve übergehen). Im einzelnen kann auf Besonderheiten nur wenig und erst später eingegangen werden.

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III. Der innere Stoffkreislauf III. DER INNERE STOFFKREISLAUF

Das geologische Geschehen spielt sich in 2 Großzyklen ab, im e n d o g e n e n , inneren und im e x o g e n e n , äußeren. Der erste Zyklus vollzieht sich ohne Mitwirkung von Hydrosphäre, Atmosphäre und Biosphäre, der zweite, den s e d i m e n t ä r e n ausmachend, unter deren wesentlicher Beteiligung. Zwischenglieder sind denkbar und bekannt. Die endogenen Vorgänge gruppieren sich in die m a g m a t i s c h e n , die zu ihrer Entwicklung eine magmatische Schmelze zur Voraussetzung haben, und in die m e t a m o r p h e n , während denen eine solche nie erreicht wird. In beiden Zyklen vollziehen sich bedeutsame Elementfixierungen und Verschiebungen. Die Entwicklung der „Erdkruste" in der Erdgeschichte stellt eine vielfache sich ablösende Aufeinanderfolge und periodische Verflechtung beider Großzyklen dar. Auf die kosmische Frühgeschichte des Erdballs, die Kondensation aus Gasen und die Kristallisation der ersten Kruste sei nicht eingegangen.

A. Der magmatische Ablauf 1. Herkunft größerer Schwermetallanreicherungen Wir wissen heute, bzw. wir können es folgerichtig ableiten, wie die relativen Anreicherungen in magmatischen Ausscheidungen, Pegmatiten, hydrothermalen Gängen usw. Zustandekommen — wenigstens wissen wir es in vielen Fällen. Wir müssen aber zugeben, daß wir nichts darüber wissen, wie der e i n e Granit (und viele andere nicht!) in der Lage ist, große Mengen z. B. von Sn, von Pb, Zn, As usw. zu liefern. Als man die Granite und andere Intrusiva noch als Stöcke ansah, die in die „ewige Teufe" hinabreichten, war es bequem, eben diese „ewige Teufe" als Lieferanten anzusehen — manche tun das un-

A. Der magmatische Ablauf

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bewußt auch heute noch. Seitdem wir aber lernten, daß die Bildung der saueren und intermediären Intrusiva ein relativ lokaler und zudem gar nicht sehr tiefreichender Vorgang und mindestens sehr oft Nebenprodukt eines Faltungsprozesses ist, und daß ältere „magmatisierte" Sedimente, der eigentliche Lieferant sein müssen, tappen wir recht im Dunklen. Die alte Ansicht von AUGUSTUS LOCKE, daß die eigentliche Stoffherkunft der Metalle im „ancient mud", d. h. sedimentären Metall- und Sulfidhaltigen Faulschlammbildungen zu suchen sei, würde Reichtum oder Armut eines Intrusivs an mitgebrachten Schwermetallen erklären, je nachdem eben bei der Magmatisierung solche Sapropelite gerade vorhanden waren oder nicht. Sie genügt aber nicht für die Erklärung gewaltiger Metallprovinzen wie etwa der Zinnprovinz in der hinterindischen Gebirgskette. — Diese Unsicherheit wegen der Stoffherkunft betrifft besonders die mit saueren Gesteinen verknüpften Lagerstätten. Die basischen können (entsprechend dem Schema S. 46) Differentiate intermediärer Gesteine sein — dann bleibt die Frage die gleiche. Sie können aber (und zwar überwiegend) auch unmittelbar aus großen Tiefen des „Sima" oder „basaltischen Tiefenmagmas" stammen. Tatsächlich scheint das für gewisse große Titanomagnetitvorkommen in Gabbros, für Ni-, Cu-, Pb-Vorkommen in Noriten, Cr und Pt in Peridotiten, für exhalative Fe-, Cu-, Pt-, Zn-Vorkommen und für die (immerhin seltenen) sicher mit Alkalimassiven verknüpften Lagerstätten zuzutreffen. 2. Die Entwicklung unter plutonischen und vulkanischen Verhältnissen Die natürliche magmatische Schmelze stellt nicht nur ein bei hoher Temperatur mehr oder weniger flüssiges Gemenge dar von Metalloxyden in silikatischer oder alumosilikatischer Bindung, wie sie in den älteren, vereinfachenden Laboratoriumsversuchen vorliegt, sondern ist

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III. Der innere Stoffkreislauf

ein komplexes System, in welchem schwer- und leichtflüchtige Komponenten sich gegenseitig in Lösung halten. Das ist aber nur möglich, wenn das System sich unter stark erhöhtem Außendruck befindet. Solche Systeme reagieren oft sehr empfindlich auf Änderungen des Druckes. Wegen der hohen Flüchtigkeitsunterschiede (Abb. 14) der Komponenten sind bei Experimenten über solche Silikatmagmasysteme sehr hohe, erst neuerdings gemeisterte Drucke nötig. Vorläufig sind erst recht einfache Systeme dieser Art untersucht. Sehr bedeutsam ist dabei, daß die bei hohem Drude in der Silikatschmelze gelösten flüchtigen Anteile mit Nachlassen des auf dem System lastenden Außendruckes oder bei Steigerung des Innendruckes mit zunehmender Kristallisation des schwerflüchtigen Silikatanteils ganz oder teilweise absieden können. Nicht das Kristallisieren einer magmatischen Schmelze allein ist entscheidend, sondern eher die zwangsläufig damit gekoppelte Verdampfung und Kondensation der aus leichtflüchtigeren Anteilen bestehenden Teillösungen. Dies sind Prozesse, die sich räumlich und zeitlich weit über den Ort und die Zeit der Verfestigung der eigentlichen Schmelzlösung hinaus ausdehnen können. Besonders durch diese Vorgänge kommt es zu Konzentrationen kulturell wichtiger Stoffe, deren Abbau möglich ist. Für Ausbildung der Gesteine in großer (abyssisch) oder mittlerer (hypoabyssisch) Tiefe und für die Lagerstättenbildung ist das magmatische Geschehen (Plutonismus) viel bedeutungsvoller als das an der Oberfläche sich vollziehende (Vulkanismus). Ein sehr vereinfachtes binäres System mit A als leichtund B als schwerflüchtiger Komponente, charakterisiere die beiden Fälle im tX (vgl. Abb. 15) und pT-Diagramm. Schwerflüchtig sind die silikatischen Komponenten, leichtflüchtig H 2 0 , C0 2 , Verbindungen von Halogenen, von S, B. u. a.

A. Der magmatische Ablauf

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a) Abyssisch-plutonisch Im tX-Diagramm (Abb. 15 kursiv) besteht eine Kurve, auf der Chemismus und Zustandsform sich kontinuierlich ändern. Sie läßt sich aber in 3 Hauptabschnitte gliedern: I. L i q u i d - o d e r o r t h o m a g m a t i s c h e s S t a d i u m , in dem die reT lativ viskose Silikat- T '' " 1iL v L+u+lFJ schmelze das Verhalten bestimmt (1100 ' Haupterstarrung ^ligu/'d^,"^—1100-700° bis 700° C), auch hier schon nur in teilweiser Übereinstimmung mit den Experimenten der trocke!j i Kondensation nen Silikatschmelzen.

V

[F] + L

II. P e g m a t i s c h B pneumatolytib b . 15. B i n ä r e s S y s t e m aus schwer- (B) s c h e s S t a d i u m Aund leichflüchtigen (A) K o m p o n e n t e n in mit Lösungen größe- k o m b i n i e r t e m T X - und T P - D i a g r a m m . A u s g e z o g e n e K u r v e n und Schrägschrift rer Beweglichkeit, f ü r plutonische, gestrichelte K u r v e und Steilschrift für vulkanische V e r h ä l t n i s s e . die neben sehr verschiedenen Anteilen der silikatischen Hauptmasse hohe, bei „pneumatolytisch" überwiegende Beträge an leichtflüchtigen Komponenten aufweisen (700—350° C). Dieser Lösungscharakter muß sich nach Auskristallisation der schwerflüchtigen Hauptmasse (Stad. I) und der daraus sich ergebenden Konzentrationsverschiebung nach der leichtflüchtigen Komponente hin zwangsläufig ergeben. Dabei hat die pegmatische Ausbildung als charakteristische Restschmelze engen chemischen und auch physikalischen Anklang an die silikatische Haupterstarrung, während die gleichzeitige oder auch spätere pneumatolytische mit hohen Gehalten an Halogenen und Wasser in ihrem Mineralbestand, besonders den bei der Wechselreaktion flüchtiger Anteile entstandenen oxydischen oder sulfidischen Mineralphasen eine wesentlich abweichende Natur hat. Da die kritische

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III. Der innere Stoffkreislauf

Temperatur der leichflüchtigen Anteile z. T. tief unter der Schmelztemperatur der schwerflüchtigen liegt, resultieren Gemische im überkritischen Zustande mit hohem Innendrude und großer chemischer und physikalischer Reaktionsfähigkeit. III. H y d r o t h e r m a l e s S t a d i u m kennzeichnet sich durch das Auftreten wäßriger Lösungen, die sich durch Kondensation der im vorigen Stadium als Dampf oder überkritisches Gas vorhandenen Gemische leichtflüchtiger Anteile entwickelt haben (400°—100°). Sie scheiden während weiterer Abkühlung große Mengen von Quarz, Karbonaten, Sulfaten und Sulfiden aus. b) Vulkanisch Die Abfolge im vulkanischen Geschehen ist direkter Beobachtung zugänglich. Abb. 15, Blockschrift, zeigt, wie bei zunehmender Erstarrung eines oberflächennahen Magmas der dadurch gesteigerte Gas- und Dampfdruck die geringe Oberflächenbedeckung (verstopfter Schlot, dünne Vulkanwände) zu zersprengen vermag und explosiv eine Gasphase von extrem leichtflüchtiger Zusammensetzung (G) gleichzeitig mit einem Magma (Lava) von fast ausschließlich schwerflüchtiger Silikatzusammensetzung gefördert wird. Hier besteht keine Kontinuität, intermediäre Gemische werden kaum entstehen, daher sind pegmatitische Lagerstättenbildungen unmöglich. Einseitig aus leichtflüchtigen Anteilen bestehende Absätze (z. B. Salmiak) oder Reaktionsprodukte aus solchen (2 FeCl 3 + 3 H 2 0 = F e ? 0 3 + 6HC1) sind aber häufig. Eine Zwischenstellung kommt den s u b v u l k a n i s c h e n Lagerstätten zu, die von einem relativ hoch gelegenem Magmaherd abstammen, wodurch die Lösungen sich nach Temperatur und Druck weniger differenzieren können. Ebenfalls Zwischenglieder stellen submarin exhalative Lagerstätten dar, bei denen untermeerischer Austritt von Exhalationen und hydrothermalen Lösungen Übergänge zu Sedimentärbildungen bedingt. (Vgl. zeitl.-räumliche Elementenabfolge S. 64.)

A. Der magmatisdie Ablauf

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3. Die plutonische Folge a) Das liquidmagmatische Stadium a) Die Differentiation der Eruptivgesteine Die Entwicklung eines liquidmagmatischen Systems kommt in der Ausscheidungsfolge der ein magmatisches Gestein aufbauenden Mineralien im Dünnschliff klar zum Ausdrude und ist schon in den Anfängen der gesteinsmikroskopischen Forschung im wesentlichen richtig erkannt worden. (Siehe Ableitung der Kristallisationsfolge im vorigen Abschnitt.) Sie kann aber gelegentlich ebenso beim Altersvergleich verschiedener zu einem großen Intrusionsakt gehörender Gesteine deutlich werden. Die älteren, früh ausgeschiedenen, sind basisch (kieselsäurearm), die jüngeren sauer (kieselsäurereich); beide sind durch eine K r i s t a l l i s a t i o n s d i f f e r e n t i a t i o n miteinander verbunden. Dabei kommt dem Umstand, daß von den verschiedenen Kristallphasen die basischen, fast ausnahmslos schwereren absinken, die sauren aufsteigen, die entscheidene Bedeutung für den Stofftransport zu. Entmischung rein silikatischer Magmen kommt wohl für die Differentiation kaum in Frage, ist aber denkbar. Daneben können aber mannigfache Einflüsse von außen, wie Resorption oder Assimilation von Nebengesteinen, unregelmäßige Änderungen von p und t, etwa beim teilweisen Absieden leichtflüssiger Bestandteile, oder auch bei ihrer Aufnahme aus wasserreichem Nebengestein diese Entwicklung entscheidend modifizieren. Der Differentiationsverlauf im schulmäßigen Sinn wird beherrscht durch die BowENsche Reaktionsserie, die in nachstehendem Schema dargestellt ist. Sie ist im Grunde nur eine Darstellung der Erfahrungstatsache, daß bei sinkender Temperatur zunehmend kieselsäurereichere, leichtere und wasserführende Verbindungen auftreten; dabei nimmt gleichzeitig das Verhältnis Si: O von 1: 4 bis 1: 2 zu.

III. Der innere Stoffkreislauf

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Links die dunklen (Olivin bis Biotit), rechts die hellen Gemengteile. Die vertikale Anordnung stellt auch die gravitative Sonderungstendenz dar. Das Nebeneinander saure-basische

sa, tf^ Muskovtt ^.(OUA/Js^w.!

/

Biotit

\

Aa/Anatronfe/c/spef Amphibol fHWSiPMiQJ

basiscfi © dunkel

Ca-Pyrogen fMg/e)(ä[SiOJ,

,

Piroxen (Mg.frßiOj

© 0/iyin ("9.WVJ

Matronka/kfe/ctiMÎ QASBRO-DIORIT BASALT

LABRADQRIT

©

Katki

PVROXFNIT

UMBURGiT

AKIORTHOSIT P f RIDOTIR PI K R IT

S c h e m a A b b . 16. Schematisciie Darstellung der Reaktionsserie

in z w e i

Typen.

Gemengteile in den betreffenden Horizontalen ist für die in der Mitte aufgeführten magmatischen Gesteine die ungefähr charakteristische. ( T i e f e n g e s t e i n e unterstrichen, Erg u ß g e s t e i n e nicht unterstrichen).

Es ist kein Gedanke daran, daß nun diese Reaktionsserie sich etwa überall gleich abspielte oder gar alle genannten Gesteine in einer Folge aus einem Ausgangsmagma sich bildeten (manche Schemata in den Lehrbüchern verleiten zu dieser Annahme!). Vielmehr müssen wir aus verschiedenen Erdtiefen stammende, schon a priori chemisch untereinander recht abweichende Ausgangsmagmen annehmen, müssen auch wissen, daß es aus Faltungsgebieten geborene, aus Sediment + verschiedensten Metamorphiten und Magmatiten aufgeschmolzene Magmaherde (Anatektite) von sehr verschiedenem, fast zufälligen Chemismus gibt. A l l e diese Gesteine folgen aber bei Abkühlung und Auskristallisation diesem Differentiationsschema, wobei aber die relative Menge der Produkte je nach Ausgangsherd ganz verschieden sein

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kann. Dabei wird auch die Differentiation im einzelnen etwas variieren und ebenso die Altersfolge. Als Differentiationsprodukte sieht man meist auch die „ G a n g g e f o l g s c h a f t " an, d. h. die Vielzahl von saueren oder basischen, meist gangartig auftretenden Gesteinen, die nach einer Intrusion und in ihrem Gebiet sich finden. Die letzten Jahre haben gezeigt, daß diese Zuordnung in vielen Fällen falsch, in anderen zweifelhaft und nur relativ selten beweisbar ist. Übrigens haben für uns von den „Gang"gesteinen — auch G a n g f o r m trifft oft nicht zu — nur Pegmatite Interesse. Die räumlichen, zeitlichen und chemischen Differentiate vom frühmagmatischen Zustand bis zur endmagmatischen Phase bilden, sofern sie Produkte desselben geologischen zusammenhängenden Geschehens sind, eine m a g m a t i s c h e P r o v i n z . Meist wird eine solche gewisse chemische Charakteristika besitzen. Spielen unter diesen Gehalte von Schwermetallen eine größere Rolle, so wird sie zur „Metallprovinz". Nur bei sehr basischen Eruptivgesteinen kommt es bereits im frühmagmatischen Stadium zur Bildung von Lagerstätten. Bei allen andern finden sich solche erst, wenn die Differentiation ins pegmatitisch-pneumatolytische und hydrothermale Stadium fortgeschritten ist, wobei gewisse Elemente bestimmte Muttergesteine bevorzugen. ß) Die liquid- oder orthomagmatischen Lagerstätten Basische und ultrabasische Eruptivgesteine enthalten eine Reihe von wertvollen Stoffen, die bald so diffus verteilt sind, daß zur Gewinnung das ganze Gestein abgebaut werden muß, bald lokal zu eigentlichen Lagerstätten konzentriert sind. Es handelt sich vor allem um die für die Frühkristallisation (s. S. 45) charakteristischen siderophilen Elemente, Ti, Fe, Ni, Cr, Pt. In peridotitisch-pyroxenitischen Gesteinen sind als früh ausgeschiedener Gemengteil schlieren- und lagenartige Ausscheidungen von Chromit (Abb. 10, Bd. II) mit oder

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ohne Platinmetalle als gravitative Kristallisationsdifferentiation verbreitet. Titanomagnetit, Ilmenit und „Nickelmagnetkies" bevorzugen schon etwas saurere Magmen (Norite und Gabbros). Bei den oxydischen Eisen-Titanerzen wie den sulfidischen Fe-, Ni- und Cu-Verbindungen macht sich die Neigung zu „ l i q u i d e r E n t m i s c h u n g " stark geltend. Hierbei sammeln sich die oxydischen wie sulfidischen Mässen im Silikatkörper gravitativ zu Schlieren, Nestern, groben Massen und Lagen nahe der Basis des Gesteinskörpers. Etwa noch vorhandene Pt-Reste können als Sulfide oder Arsenide hinzutreten. Die Fe-Ni-Sulfiddifferentiate, ebenso die der Fe-TiOxyde, selten wohl auch solche von Chromit können in den von ihnen eingenommenen Räumen eine gewisse Selbständigkeit erlangen und als gesonderte Erzmagmen ins Nebengestein, zum Teil weithin intrudiert werden. Während bisher die Abfolge vom Ausgangsgestein und damit die „ s y n g e n e t i s c h e " Natur klar war, sind diese „abgepreßten Erzmagmen" jetzt im neuen Erstarrungsort eindeutig e p i g e n e t i s c h (später als Nebengestein). Das führt hier wie anderswo zu Lagerstättentypen, die zwischen den „reinen" schulmäßigen liegen. Man hat für sie den Ausdruck „Übergangslagerstätten" geprägt. b) Das pegmatitisch-pneumatolytische Stadium a) Die pegmatitische Fazies Sehr viele Magmen können eine pegmatitische, an leichtflüchtigen Komponenten angereicherte Restschmelze abspalten. Sie reichert sich als Spätphase der Kristallisation des Muttermagmas in diesem selbst schlierenartig an und bildet die Mineralvorkommen der Miarolen, oder sie steigt nach Verfestigung des Muttermagmas auf Kontraktionsfugen in Form von Gängen auf und kann recht weit ins Nebengestein des Magmaherdes eindringen. Pegmatite der Frühkristallisation zeichnen sich vor allem durch

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Grobkömigkeit des mit dem Muttergestein übereinstimmenden Mineralbestandes aus. Hier hat also der leichtflüchtige Anteil nur kristallwachstumsfördernd gewirkt (Mineralisatoren) ohne in den Mineralbestand wesentlich; einzugehen. Immerhin werden z. B. in Gabbropegmatiten Pyroxene zu Hornblenden usw. neben der gesteigerten Kristallgröße. Die am Ende der Differentiationsfolge stehenden Pegmatite weisen aber starke Anreicherung seltener Elemente auf, die einen besonderen Mineralbestand bedingen. Dabei können Mineralisatoren wie B, F, H a O in den neuen Bestand eintreten und ebenso z. B. seltene Alkalien und Erdalkalien K, Na, Ca ersetzen. Vor allem Elemente, die wegen ihrer abweichenden Ionenradien bisher nicht aufgenommen worden sind, treten auf. Li, Be, B weisen sehr kleine, Rb, Cs, Ba und Sr große Ionenradien auf. Die seltenen Erden sind hier sehr stark angereichert, desgleichen Nb, Ta, W, Th, Sn; Zr und das mit ihm getarnte Hf, wenigstens erheblich, gelegentlich Mn und P. Die meist stark übertriebene Unterteilung der Pegmatite macht wegen der vielseitigen Übergänge Schwierigkeiten. Hier wird stark zusammengefaßt; Unterstreichung bedeutet, daß das Mineral abgebaut wird. 1. Gewöhnliche Granitpegmatite: M i k r o k 1 i n, Quarz, M us k o v i t , T urma1 in z. T. S p e s s a r t i n , z.T. B e r y l l . 2. Li-reiche Pegmatite, meist mit Rb, Cs, Nb, Ta: Die oben genannten, dazu Lepidolith, S p o d u m e n , A m b l y g o n i t , P o 11 u c i t , C o lumbit, Petalit, Mikrolith. 3. Zinnsteinpegmatite: Wie in 1, dazu Z i n n s t e i n , selten Wolframit. 4. Eudialyt- und Wöhleritpegmatite: Ägirin, Nephelin, Arfvedsonit, Neptunit. 5. Aluminiumpegmatite und K o r u n d , D u m o r tierit, Andalusit, Chrysoberyll, 4 Erzlagerstättemkunde I

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6. G r a p h i t p e g m a t i t e . 1 , 2 , 3 — sind sauere Differentiate der Granitverwandtschaft. 4 — gehört zur Eläolithparagenese. 5 , 6 — sind, ebenso wie einige andere abweichende Glieder wohl Differentiate von Resorptionsgesteinen. ß) Die pneumatolytische Fazies Hochgespannte, überkritische Dämpfe mit Vorherrschen des leichtflüchtigen Anteils spielen hier die Hauptrolle. Neben gangförmigem Auftreten nehmen die hier gebildeten Mineralassoziationen unregelmäßig gestaltete Körper ein, die durch Verdrängung = Metasomatose (s. S. 62) meist von Marmoren zustande kommen. Entweder stellt die Mineralbildung ein Produkt gegenseitiger Einwirkung der abgespaltenen Dämpfe selbst dar oder ein solches, das aus der Reaktion der Dämpfe mit dem Nebengestein entsteht. Zinnsteinbildung: SnF 4 + 2 H 2 0 ^ Sn0 2 + 4HF; Fluoritbildung: Zinnstein CaCO s (Nebengest.) + H F ^ CaF 2 (Fluorit) + H 2 C0 3 . CaAl 2 Si 2 O s + 4 H F = Al 2 [Si0 4 /F 2 ] (Topas) + CaF 2 + SiOa + 2H 2 0. Es kommt zu Zinnsteinimprägnationen, Fluoritisierung, Topasierung, Turmalinisierung usw. Die markanteste pneumatolytische Bildung liegt in der Z i n n s t e i n p a r a g e n e s e vor, die in ihrem Ablauf alle Übergänge von pegmatitischer über pneumatolytischer Ausbildung bis zu hydrothermalen Absätzen erkennen läßt (Tabelle 2). Als weltweit verbreiteter Typ ist sie ausnahmslos an saure bis extremsaure, also granitische Differentiate, gebunden. Nebenstehende Tabelle zeigt den Mineralbestand und die

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A. Der magmatisdie Ablauf Altersfolge des gewöhnlichen Typs. — Viele wichtige Lagerstätten sind pneumatolytischer Entstehung, vor allem solche, wo vom Kontakt einer Intrusivmasse aus die verdampfenden Restlösungen das Hüllgestein imprägnativ und zersetzend durchströmen (siehe Kontaktmetasomatose). Wirtschaftlich gewinnbar sind hier z. B. Fe, Mo, Sulfide von Cu, Zn. c) Das hydrothermale Stadium a) Erzgänge

Pneumatolyf/sches Hydrothermales Stadium Stadium Feldspot Quorz Topas Turmalin Ii-Glimmer Magnetit, Eisenglanz Molybdänglanz Muskovit, Serizit Arsenkies Pyrit Zinnstein Wolfrnmit ged. Wismut Scheelit Flusspat Apatit Magnetkies tVismutglanz Kylindrit, Franckeit Chlorit Zinnkies Kupferkies

^

.

Viele der siderophilen oder chalkophilen Schwer- Zinkblende metall-Elemente, so Fe, Eisenspat Co, Ni, Mn, Ag, Au, Cu, Bleiglanz Pb, Zn, können in wäß- Fahlerz rigen und relativ wenig Kalkspat konzentrierten Restlösungen hydrothermal gelöst Tab. 2. Altersfolge u. Paiagenesen bei Zinnerzlagerstätten bleiben und mit. ihnen nach C I S S A R Z . transportiert werden. Spalten und Bruchsysteme, auch Gesteins- und Schichtgrenzen begünstigen den Lösungsaufstieg und den Absatz der Metalle. Der E r z g a n g ist für die hydrothermal gebildeten Metallkonzentrationen die charakteristischste Lagerstättenform. Seine Füllung besteht aber keineswegs ganz aus Schwermetallverbindungen, vielfach sogar nur zu einem kleinen Teil, sondern enthält wesentliche Mengen Nichterze = G a n g a r t . Letztere besteht aus Quarz, Ca-, Mg- oder Fe-Karboi'

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III. Der innere Stoffkreislauf

nat, Baryt oder Fluorit, die bei großer Menge und Reinheit gelegentlich ebenfalls Objekt bergmännischen Abbaus werden können. Außerdem treten als Gangfüllung frische und lettig zersetzte Nebengesteinsstücke auf, die letzteren besonders bei den mäßig temperierten. Die Einteilung der großen Gruppe ist ein Problem, da dabei Temperatur und Druck bei der Bildung, die Tiefenlage der erzliefernden Quelle und der Stoffinhalt der Lagerstätte berücksichtigt werden müßten. Man spricht von h y p o - (oder kata-) thermalen, m e s o theralen und e p i thermalen Bildungen, wobei „hypo" gleichzeitig hohe Temperatur und Druck erfassen sollte usw. Das letztere braucht aber nicht zusammenzutreffen; bei hochliegender Magmenquelle kann (und ist oft!) hohe Temperatur mit niedrigem Druck gekoppelt sein, umgekehrt auch einmal, wenn auch selten, hoher Druck mit mäßigen Temperaturen. Seit langer Zeit hat sich eine Gliederung nach dem Chemismus eingeführt, deren Gruppen gewisse weltweit verbreitete Typen neben ähnlichem Stoffbestand auch oft geologisch-petrographische Analogien besitzen. Die „Gangformationen" alle zu erfassen ist unmöglich. S C H N E I D E R HÖHN unterscheidet unter scharfer Vereinfachung: I II III IV V VI VII VIII

Au und Au-Ag-Formationen, Fe-reiche und -arme Cu-Formationen, Pb-Ag-Zn-Formationen, Co-Ni-Bi-Ag-U-Formationen, Sn-Ag-Bi-W-Formationen, Sb-Hg-As-Se-Formationen, Oxydische Fe-Mn-Mg-Formationen, Erzfreie Formationen.

Die Reihenfolge entspricht, bei starken Überschneidungen (z. B. bei V), abnehmender Temperatur. Die Gruppen VII und VIII haben oft sicher keine magmatische Quelle. In vielen Gruppen ist es, entsprechend S. 44, zweckmäßig, zwischen „plutonischem" und „subvulkanischem" Typ ähnlichen Mineralbestandes zu unterscheiden.

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ß) Autometamorphose und hydrothermale DrusenMineralisation Außer diesen Ausfällungen von Schwermineralien, die eigentlich die Ausnahmen sind, wirken die Restlösungen pneumatolytischer und hydrothermaler Natur verändernd auf das magmatische Gestein selbst, wie auf seine Nachbarschaft ein: Pyroxene werden in Hornblende, diese in Chlorit, Plagioklase in Epidot, Sericit, Calcit, Ti-Erze in Titanit und Anatas verwandelt, Orthoklas in Muskovit, später in Zeolithe und Dickit übergehen, aus den sehr basischen Gesteinen können fast geschlossene Serpentinmassen entstehen usw. Diese Vorgänge der Autometamorphose, sind insgesamt sehr komplex, können aber, da es sich ja um dieselben pt-Bereiche und dieselben Agentien (H 2 0, CO a ) handelt, praktisch dieselben Produkte liefern wie von außen kommende Metamorphose mäßiger Intensität. Die eben erwähnten Neubildungen füllen oft in prächtig entwickelten Kristallen auch Hohlräume aus, z. B. die Miarolen der Granite, Sprünge oder Blasenräume von Gabbros bzw. Basalten. 7) „Leere Thermen" Ebenfalls wieder durch pt-Ähnlichkeit mit den vorigen verknüpft sind Bildungen, deren Temperatur nicht vom Magma herrührt, sondern auf Versenkung in größere Erdtiefen, besonders während einer Faltung zurückgeht. Die aus H ä O-haltigen, z. B. tonigen Nebengesteinen freigesetzten Lösungen entnehmen „ l a t e r a l s e k r e t i o n ä r " ihren Bestand ah Gelöstem ebenfalls der unmittelbaren Nachbarschaft. Diese „leeren Thermen" sind die Heimat der prächtigen alpinen Bergkristalle, Adulare, Albite, Rutile, Anatase usw., haben aber auch unzählige Quarzgängchen geliefert, die vergebens auf Gold usw. untersucht wurden.

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III. Der innere Stoffkreislauf 4. Die vulkanische Folge

Magmen (Laven), die aus Vulkanen zu Tage austreten, erstarren zu E r g u ß g e s t e i n e n . Dabei oder unmittelbar anschließend werden die leichtflüchtigen Anteile entbunden und entweichen als Gasquellen (Fumarolen). Bei Reaktion mit H ä O oder O der Atmosphäre entstehen Absätze von Reaktionsprodukten, z. B. Eisenglanz oder Magnetit; Sulfide, falls die Gase H 2 S enthalten und unmittelbarer Luftzutritt ausgeschlossen ist, usw. Zeitlich charakterisieren sie oft Perioden schwacher vulkanischer Tätigkeit und können besonders für deren langsames Absterben bezeichnend sein. Insgesamt ist wirtschaftlich gesprochen die ganze vulkanische Folge von geringer Bedeutung, wenn es auch Fälle gibt, wo der Energieinhalt heißer Quellen und Exhalationen, der aus H 2 S entstehende Schwefel, Borsäure aus Gasquellen usw. gewonnen werden. Enge Beziehungen bestehen zu subvulkanischen Lagerstätten (s. S. 44).

B. Der metamorphe Ablauf Die zweite große Gruppe von Bildungsvorgängen im endogenen Zyklus fassen wir als die der M e t a m o r p h o s e zusammen. Sie umfaßt -— im weitesten Sinne — alle die Ummineralisationen, die sich bei Änderung der pt-Bedingungen an schon bestehenden festen Mineralphasen vollziehen und eine neue Gleichgewichtseinstellung erstreben. Schon jedes magmatische Gestein, das durch die Erosion an die Tagesoberfläche gelangt, ist in einem Zustand des Ungleichgewichts, da es sehr wenige Mineralien und noch weniger Paragenesen gibt, die bei vielleicht 800° und 2000 Atmosphären ebenso wie bei 20° und 1 Atmosphäre stabil wären. Sie können zwar geologische Zeiten „metastabil" haltbar sein — sonst könnten wir sie nicht studieren •—, behalten aber immer die Neigung, das neue Gleichgewicht

B. Der metamorphe Ablauf

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einzustellen. Ebenso ist umgekehrt ein Ton oder ein Kalkschlamm, die sich an der Erdoberfläche absetzen, aber z. B. in einem Flußdelta mit 2000 m Sediment bedeckt werden, bei den nun um 50° erhöhten Temperaturen und auf 400 Atm. gestiegenen Drucken nicht mehr beständig. Ja eine heute als geleeartiger Niederschlag vorliegende Fällung hat die Tendenz zum Kristallinwerden, zum „Altern". Zwischen diesem A l t e r n , der zur „ D i a g e n e s e " gehörenden Umkristallisation bei Sedimentbedeckung, beide z. T. schon zum exogenen Zyklus zu rechnen, und schließlich den sehr energischen Veränderungen, die ein in einen heißen Lavastrom geratener Brocken Ton erleidet, sind scharfe Grenzen nicht zu ziehen. Ob die erstrebten Veränderungen sich einstellen oder nicht, ist abhängig von den Reaktionsgeschwindigkeiten, also der Zeit, und katalytischen Einflüssen, z. B. zirkulierendem Wasser oder Gitterstörung durch tektonische Bewegung. Geringe Korngröße erleichtert wegen großer reaktionsfähiger Oberflächen die Umsetzungen wesentlich. Die Metamorphose läßt sich überlegungsmäßig einteilen in 1. solche, die durch T e m p e r a t u r v e r ä n d e r u n g , 2. durch Änderung des a l l s e i t i g e n D r u c k s und schließlich 3. durch mechanisch deformierenden g e r i c h t e t e n D r u c k bedingt ist. Diese drei Gruppen sind etwa gleichbedeutend mit „ t h e r m i s c h e r M e t a m o r p h o s e " bzw. „ R e g i o n a l m e t a m o r p h o s e " , bzw. „ D u r c h b e w e g u n g s m e t a m o r p h o s e " . Sehr selten aber wirkt eine Metamorphosenart allein. Besonders in etwas größeren Erdtiefen und bei Gebirgsbildung wirken alle drei Einflüsse untrennbar zusammen. Wir wollen hier zunächst annehmen, daß alle Vorgänge i s o c h e m verlaufen, wobei wir aber beim Verlust von H 2 0 und z. T. CO a und O nicht pedantisch sein wollen. 1. Thermische Metamorphose Sie bedeutet an sich lediglich die Anpassung der Paragenese an erhöhte Temperaturen der Nebengesteine,

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III. Der innere Stoffkreislauf

die meist durch Eindringen eines Magmenkörpers bedingt sind. Intrusivgesteine bedeuten mäßige, aber weitreichende Temperaturerhöhung und erhöhten Druck, der z. B. Entweichen von C 0 2 unmöglich machen kann; Ergußgesteine sind viel heißer, wirken aber auf nur geringe Entfernung, dabei ist der Druck gering, sodaß H 2 0 , C 0 2 u. a. entweichen können. Die immer zitierte Reaktion C a C 0 3 + S i 0 2 ^ CaSiO,j + C 0 2 verläuft im letzten Fall seihon bei ~ 500° nach rechts, bei stärkeren Drucken gemäß einer Kurve von V. M. GOLDSCHMIDT (Abb. 16) erst bei erheblich erhöhten Temperaturen.

Abb. 16. PT-Diagramm der Gleichgewichtsreaktionen

S i O „ C a C O s , CaSiO,,

CO,.

Im Sinne der Bildung von „bauwürdigen Lagerstätten" ist die thermische Metamorphose von geringem Einfluß, immerhin können fast unmagnetische Fe-oxide und Hydroxide in Magnetit übergeführt und damit konzentrierbar werden. Umgekehrt können Pyritlagerstätten in Magnetkies verwandelt und damit ganz oder fast unbrauchbar werden. Leicht reagieren die Salze; so ist die Reaktion K 2 Mg 72°

[C1 ? |S0 4 ] • 3H 2 0(Kainit) + KMgCl, • 6 H 2 0 (Carnallit)

^

B. Der metamorphe Ablauf

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2 M g S 0 4 • H 2 0(Kieserit) + 3KC1 (Sylvin) + MgCl 2 + 7H a O (als Lösung) wichtig, weil die Lösung oft aus der Reaktion verschwindet, also eine Anreicherung des wertvollen Sylvins eintritt. Wichtiger als die stofflichen Änderungen (viele der wichtigsten Erzmineralien sind Durchläufer!) können diejenigen des Gefüges sein. Sie erleichtern oft die spätere mechanische Trennung, sie erschweren aber auch die genetische Deutung der Ausgangsparagenese, da deren charakteristische Strukturen oft ganz verloren gehen. 2. Regionalmetamorphose Dieser Begriff soll die metamorphen Vorgänge erfassen, die ein Gestein erleidet, das ohne wesentliche tektonische Beanspruchung in den Bereich erheblich erhöhten allseitigen Drucks (und auch erhöhter Temperatur) kam, also z. B. im Vorland einer Faltung oder in einem Senkungstrog tief absank. Zunächst ist dabei, wie man auch aus Tiefbohrungen weiß, die Veränderung sehr gering, und es ist lange mit guten Gründen bestritten worden, daß es reine „Dislokationsmetamorphose als Belastungsmetamorphose" überhaupt gäbe. Tatsächlich bedeutet ja die Versenkung gleichzeitig Erwärmung und diese ist es wohl, die die Reaktionen einleitet. Trotzdem besteht zwischen der rein thermischen Metamorphose und solcher, die nach Versenkung in große Tiefen stattfindet 10 000 m und mehr), ein deutlicher Unterschied. Es entstehen Paragenesen, die mehr oder minder stark den Einfluß der Volumregel erkennen lassen, also sowohl im Einzelmineral wie in der Mineralgesellschaft geringeren Raumbedarf (d. h. erhöhtes spezifisches Gewicht) besitzen. Reliktstrukturen können trotzdem auffällig sein, wie es z. B. die Manganerzlagerstätten von Postmasburg und einige Eisenerze des Ouro Preto-Distrikts trotz starker Metamorphose zeigen. — In den meisten Fällen aber wird eine scharfe Trennung gegen 1. und 3. nicht durchführbar sein.

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III. Der innere Stoffkreislauf

Eine hier häufige Komplikation muß erwähnt werden. Die gerade besprochenen Senkungsräume sind oft der Platz des „ophiolithischen", einer Faltung vorausgehenden, Magmatismus. Haben auch diese Tiefintrusionen meist kaum Kontaktmetamorphose erzeugt, so haben sie doch zweifellos die Gesamttemperatur des Gesteinspakets stärker erhöht, als es durch einfache Uberlagerung verständlich ist. 3. Durchbewegungsmetamorphose Bei dieser wirkt weniger der allseitige (hydrostatische) als der gerichtete Druck. Zunächst die Wirkung dieses Druckes, solange die Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird: Das bedeutet, daß beim Aufhören des Druckes die Deformationen wieder zurückgehen. Vermeintlich wäre das also von geringem Interesse. Da aber die Elastizitätsgrenze von der Temperatur und dem gleichzeitigen allseitigen Druck abhängt, kann es vorkommen, daß elastische Spannungen gewissermaßen einfrieren, aber bei Freilegung solcher Gebiete durch Bergbau oder Tunnelbau plötzlich sich als gefährliche „Bergschläge" auslösen. — Bei Überschreitung der Elastizitätsgrenze reagieren die Komponenten des Gesteins oder Erzgemenges in verschiedener Weise, abhängig von der Natur des Minerals (spröde, plastisch usw.), der Temperatur (setzt die Sprödigkeit herab), der Zeitdauer der Beanspruchung (kurzer Schlag bedingt Zerbrechung auch sonst plastischer Mineralien) und der gleichzeitigen Wirksamkeit von hydrostatischem Druck. Die Reaktion kann bestehen in Bruch, der bei spröden und weniger spröden sich sehr verschieden auswirkt, in unelastischer Defomation, in Druckzwillingsbildung und in Translation. In allen Fällen wird die reaktionsfähige Oberfläche der Kristalle, ob freigelegt oder als „innere Oberfläche", bei Drucklamellierungen und unelastischen Verbiegungen, sehr viel größer werden, und auch bei völlig isochemischen Bedingungen eine einfache Umkristallisation oder die Ein-

B. Der metamorphe Ablauf

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Stellung neuer Gleichgewichte in den Paragenesen auf die herrschende Temperatur stark begünstigt. Kurze Zeit wirkender Druck, wie wir ihn als Extrem bei Meteoritimpakten, dann in plötzlichen, gelegentlich aber oft wiederholten Verschiebungen an einer Verwerfung beobachten, wird sich meist in Kataklase äußern, es entstehen M y 1 o n i t e1) auch bei Mineralien, die bei der bis 10T Jahre dauernden Gebirgsbildung sich durchaus plastisch verhalten. Einzelne Mineralien, z. B. Granat, Chromit, Fahlerz verhalten sich aber auch dann noch spröd und zerbrechen. Bei Gebirgsbildung haben die Gesteine Zeit zu reagieren; es wird aber hier auch oft Wasser (z. B. aus den von der Faltung erfaßten Tongesteinen) freigesetzt, das in Oberflächenfilmen zwischen den Körnern die Umkristallisation stark begünstigt. Die Reaktion ist also hier nicht mehr streng „isochemisch". Bei den Umkristallisationen tritt oft eine „Regelung", eine kristallographische Auswahlorientierung zu der Bewegungsrichtung (oder auch X dazu) ein; bei blätterigen und säuligen Mineralien wie Glimmer oder Hornblende überrascht das wenig (bzw. eigentlich ist es als Beobachtungstatsache „trivial"), trifft aber auch für Mineralien ohne eine bevorzugte Richtung, sogar für kubische xx zu (Quarz, Kalkspat, Bleiglanz). Andere Mineralien bilden aber auch richtungslose Aggregate. Durch B E C K E , GRUBENMANN und N I G G L I ist versucht worden, in die Fülle der Vorgänge eine Ordnung zu bringen und sie in Beziehung zu Temperatur und Drude zu setzen. Wir unterscheiden drei „Tiefen"-stufen, Epizone (oben), Mesozone (mitte), Katazone (unten). Dabei, ist die E p i z o n e durch mäßige, z. T. kleine Temperaturen, aber sehr starke Wirkung gerichteten Drucks, die M e s o z o n e , durch mittlere Temperaturen, noch starke Wirkung gerichteten Drucks, aber schon Einfluß allseitigen Ultramylonite sind besonders feinvermahlene Gemenge verschiedener Gesteinkomponenten, wo Einzelkörner bis zu wenigen 100 Ä vorkommen. Es hat sich herausgestellt, daß Ultramylonite (auch „Pseudotachylite") oft Produkt großartigster Meteoriteneinschläge sind.

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III. Der innere Stoffkreislaut

Drucks ausgezeichnet. Die K a t a z o ne schließlich hat sehr hohe Temperaturen und hohen allseitigen Druck, während der gerichtete an Einfluß verliert. Für alle Zonen gibt es Leitmineralien; die Epizone hat tafelige oder säulige Mineralien mit hohem Wasser- oder Hydroxylgehalt, z. B. Chlorit, Zoisit, Strahlstein, die Mesozone ebenfalls meist säulige oder tafelige Komponenten wie Hornblende, Staurolith, Muskovit, aber auch z. B. schon Granat, die Katazone ± isometrische Mineralien ohne Wassergehalt, Pyroxen, Granat, Ca-Feldspat. Besonders in Epi- und Mesozone sind Idioblasten häufig. — Das Gesagte gilt nur für Silikatgesteine; bei Erzparagenesen wird die Zoneneinteilung aus verschiedenen Gründen sinnlos, besonders weil die Eigenschaften der Komponenten unter sich und gegenüber den Silikaten zu verschieden sind. Werden diese Bezeichnungen auch hier angewendet, so können sie nur auf die Begleitsilikate bezogen werden.. Eine solche Folge der Metamorphose würde etwa Rammeisberg (Epi-), Ämmeberg (Meso-), Bröken Hill (Katazone) darstellen. Die Katazone der Silikatgesteine reicht schon in Gebiete, wo leicht schmelzende Mineralkombinationen zu schmelzen beginnen, wo „Anatexis" und „Granitisation" eintritt1). Es entstehen einerseits „hybride" („Misch")Gesteine, andererseits können Abwanderungen beweglich gewordenen Materials unter Zurücklassung von reaktionsträgen Paragenesen entstehen (z. B. Smirgelgesteine. Sapphirinfelse u. a.). In diesen Teilen der Katazone sind die Vorgänge demgemäß schon allochem. Für Erzparagenesen gilt diese Regel wieder nicht — Bleiglanz bleibt Bleiglanz, Kupferkies Kunferkies usw., allerdings werden Sund O-reiche Mineralien in S- und O-ärmere verwandelt, z. B. Pyrit in Pyrrhotin, Eisenglanz in Magnetit, Pyrolusit und Verwandte in Bixbyit und Hausmannit. W e n n auch Granite eindeutig bei weitgehender Differentation von basischen Magmen etwa basaltischer Zusammensetzung entstehen können, so zeigt schon das Mißverhältnis in der Menge so gebildeter Granite zu der Allgemeinverbreitung in den Kontinentalmassen, daß die Hauptmasse des Granits auf immer wiederholte Granitisation, Zerstörung, Metamorphose usw. zurückgehen muß.

C. „Metasomatose"

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C. „Metasomatose" Die Metasomatose bedeutet die Ersetzung eines Minerals oder auch einer ganzen Paragenese Teil für Teil („lit par lit") durch einen neuen Stoff (Abb. 17, Abb. 38 b, Abb. 38 c) und ist demnach eine allochemische Reaktion. Sie ist an sich keineswegs an bestimmte Temperaturen und Drucke geknüpft, kann auch im magmatischen, sedimentären und metamorphen Zyklus jeweils an vielen Stellen erfolgen, ist aber natürlich dort in erster Linie wirksam und auffällig, wo besonders günstige Druck- und Temperaturverhältnisse herrschen, und wo eine chemisch aktive Lösung ein bevorzugt reaktionsfähiges Nebengestein trifft. Die Beziehungen können recht kompliziert sein, da bei Änderung der Bedingungen die Reaktionen auch rückläufig werden. — Wenn im folgenden oft auf hohe Temperaturen, hohe Drucke, saure oder neutrale Lösungen und schließlich auf Kalksteine als verdrängtes Mineral Bezug genommen wird, so sind zwar häufige und meist klar erkennbare Fälle herausgegriffen, aber gleichzeitig ungerechtfertigt verallgemeinert. Das in Stichworten angedeutete soll etwas ausgeführt werden: Die T e m p e r a t u r kann reichen von den höchsten magmatischen, bei denen z. B. in ein Magma geratene Schollen von Fremdgestein (etwa aus dem Dach eines Batholithen) sich stofflich mit einer Reaktionszone umgeben, über die hydrothermalen, bis zu solchen der Verwitterung, wo z. B. Lösungen von Metallsulfaten Sulfide, Karbonate und reaktionsfähige Silikate verdrängen. — Die größte Bedeutung mögen die mittelhohen (hydrothermal bis pneumatolytisch, ~ 500°) und die mäßig hohen (mesothermal, ~ 300°) Temperaturen haben. — Der D r u c k als solcher ist wenig wirksam; wesentlich raumsparende Reaktionen sind erst in sehr großen Tiefen zu erwarten. Dagegen ist er wirksam dadurch, daß er oft erst die verdrängenden Lösungen beständig macht, also z. B. C 0 2 , H F u. a. in Lösung hält. Andererseits kann hoher Druck eine Reaktion zum Erlöschen bringen, die

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III. Der innere Stoffkreislauf

beim Entweichen einer Gasphase erheblich länger wirksam wäre, z. B. 2FeCl s + 3H a O = F&A, + 6HC1 . Die L ö s u n g kann sauer, alkalisch oder ± neutral sein. Ob sie wässerig, überkritisch, oder eine Schmelze ist, ist an sich unwesentlich. Die Reaktionen unterliegen natürlich dem Massenwirkungsgesetz und dem Prinzip des kleinsten Zwanges. Das v e r d r ä n g t e N e b e n g e s t e i n („Palasom"), ist meist ein Kalkstein, der von sehr verschiedenartigen Lösungen (hoch- wie niedertemperiert) angegriffen wird. Sein Aufbau im einzelnen: rein oder „verschmutzt", kompakt — porig — zerbrochen kann außerordentlich wechselndes Verhalten auf kleinste Erstreckung bedeuten. Besonders die tektonischen Störungen, von Zwillingslamellen im Einzelkorn, über Kataklase lokaler Natur bis zu Fiederklüften im Großverband sind wichtig. Dolomite und andere Karbonatgesteine verhalten sich ähnlich. Silikatgesteine werden besonders von den alkalischen mittelthermalen Lösungen angegriffen; Verkieselungen und Entkieselungen sind das gewöhnliche; oft wandern dabei auch z. B. Kupferkies oder Gold ein. Bei niedrigen Temperaturen verdrängen auch C0 2 -haltige Lösungen viele Silikate. Aus Gesteinen und Verbindungen unedlerer Metalle können — ohne Rücksicht auf Temperatur und Azidität — Lösungen mit edleren Metallen chemisch beständigere Mineralien entstehen lassen, z. B. Fe +2 + C a C 0 3 FeC03 + Ca+2. Im sedimentär-oxydativen Bereich gehören die Cementationszonen hierher. Das P r o d u k t d e r M e t a s o m a t o s e , das Metasom, kann, auch wenn chemisch keinerlei Beziehungen zum Palasom bestehen, Strukturen und andere Gefügeeigenschaften von ihm übernehmen, so sind z. B. — um eine Kuriosität zu nennen — aus Ca-phosphat bestehende Saurierknochen metasomatisch von Uranpecherz verdrängt. Kleine, chemisch widerstandsfähige Mineralflitter können gelegentlich die Herkunft, z. B. aus einem graphitführenden Horizont eines marmorisierten Kalkes beweisen. Pseudomorphosenstrukturen sind gewöhnlich.

C. „Metasomatose"

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Die I n t e n s i t ä t der Verdrängung kann stark wechseln und sehr selektiv sein. Sie reicht von gelegentlichen Imprägnationskörnchen bis zu geschlossenen Massen. Es lassen sich dabei die Einflüsse von Raum, Temperatur und Nebengestein beobachten. Die Z e i t d a u e r ist wohl meist erheblich, da „lit par lit"-Vorgänge langsam ablaufen. Da sich bei solch großer Zeitdauer auch die Natur der Lösung und ihre Temperatur ändern, können auch die Produkte wesentlich andere werden, z. B. auf wasserfreie Silikate hydroxylhaltige und schließlich Zeolithe folgen. Hochtemperierte Verdrängungen stellen z. B. die Skarnerze dar. Es sind Bildungen meist mit Kalken oder Mergeln als Palasom; das Metasom besteht aus Erz-SilikatGemischen. Sie können außerordentlich wechselvolle Paragenesen enthalten, da schon die verdrängenden hochtemperierten Lösungen sehr komplex waren. Es sind besonders Fe-Ca-Al-Silikate: Grossular, Andradit, Hedenbergit, Diopsid, Vesuvian, Skapolith (Cl!), Lievrit, Epidot, Chondrodit (F!); von Erzen Magnetit, Fe-reiche Sulfide und Arsenide, Kupferkies, Zinkblende, auch Au und Bi. Dazu können Borate, Fluoride, Phosphate, auch Zinnstein, treten. Mn steckt immer in den Silikaten, Ti ist spärlich. Ein Beispiel der meist komplizierten Formen einer Skarnlagerstätte zeigt Abb. 17.

Abb. 17. Kontaktmetasomatische Vererzung der Empire Mine White Knob, Idaho (nach UMPLBBY).

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III. Der innere Stoffkreislauf

D. a. Ort und Zeit der Mineralbildung und ihre Beziehung zur Lagerstättenklassifikation Gehen wir aus von einem Fall, wo die Erzzufuhr aus einer Intrusivmasse gesichert ist, so sehen wir, daß dem zonaren Abfall von Druck und Temperatur in ihrer Umrahmung natürlich entsprechend geänderte Ausfällungsbedingungen und damit Stoffbestand entsprechen. Eine Abkühlung des Intrusivkörpers verursacht ein zeitabhängiges Wandern der Ausscheidungsbedingungen auf ihn zurück und weiter in ihn hinein. Dabei beobachtet man, daß die jeweils ausgefällten Stoffe nicht nur von den veränderten Temperaturen und Drucken, sondern vom Ort und z. T. der Zeit der Fällung abhängig sind. Eine umfassende Klassifikation würde also nicht allein wie die allgemeine Stoff, Temperatur, Druck, sondern auch Ort und Zeit der Mineralbildung, ja sogar den Ort der Abspaltung der Lösung von Magma usw. zu berücksichtigen haben, eine Forderung, die in anschaulichen Diagrammen nicht zu erfüllen ist. — Es sind aber in der Lagerstätten- und Paragenesiskunde eine Reihe von Begriffen Allgemeingut, die auf sie Bezug haben: Der A b s p a l t u n g s o r t der erzliefernden Lösungen ist wesentlich, weil die Wanderwege der Lösungen bei (den seltenen!) wirklich vulkanischen Lösungen kurz sind, sie also wenig Gelegenheit haben, aus dem Nebengestein Stoffe aufzunehmen; das bedingt eine gewisse Eintönigkeit. Bei subvulkanischen und erst recht plutonischen Lösungen, die meist mehrere km durch die Begleitgesteine wandern, ist die Vielgestaltigkeit größer; echte Lateralsekretion kann so die Lagerstätte erheblich modifizieren. Der A u s f ä l l u n g s o r t kann „intramagmatisch" sein, wobei zwischen tiefmagmatisch (manche Korund-, Ilmenit-, Chromit-vorkommen), hochmagmatisch (Zinn, Wolfram, Beryll, Lepidolith), vulkanisch-exhalativ und subaquatisch-exhalativ erhebliche Unterschiede bestehen. Bei Ausfällung im Nebengestein unterscheiden wir „in der

D. a. Ort und Zeit der Mineralbildung

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Tiefe" (intra- und suprakrustal) und „nahe und in der Oberfläche" (epikrustal), außerdem noch perimagmatisch und apomagmatisch. Die A u s f ä l l u n g s z e i t kann „antezedent" sein, d. h. das intrudierende Magma sendet als Vorläufer schon Lösungen ins Nebengestein (so entstandene Lagerstätten können gelegentlich vom Magma dann metamorphosiert sein!), „synmagmatisch", oder, sicher am häufigsten, „postmagmatisch". Die Nachwirkungen von Intrusivzyklen können geologische Zeiten wirksam sein. In denselben Begriffsbereich gehört „T e 1 e s c o p i n g", ein Ausdruck, in dem das Hineinschieben späterer (meist tiefer temperierter) Paragenesen in ältere räumlich zu beobachten ist (wie bei einem Fernrohr!). Es ist bei subvulkanischen Bildungen typisch, aber keineswegs auf sie beschränkt. So kommen z. B. bei vielen in großer Tiefe gebildeten Gängen Spätparagenesen mit Sulfosalzen und Antimonit vor. R e j u v e n a t i o n könnte man als Sonderfall davon ansehen; hier zeigt die jüngere Paragenese Mineralien höherer Bildungstemperaturen, also Wiederaufleben der hydrothermalen Zufuhr. Es muß aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß ein Wiederauftreten eines Minerals in einer späteren Generation keine „Rejuvenation" oder überhaupt eine Änderung der Ausscheidungsbedingungen zu bedeuten braucht, sondern daß physikalisch-chemisch schon in einfachen Dreistoffsystemen solche Dinge im normalen Kristallisationsablauf eintreten müssen. „Sekundär-hydrothermal" im Sinne von SCHNEIDERHÖHN ist mit Rejuvenation verwandt, doch setzt der Begriff nicht mehr voraus, daß die spätere Paragenese auf denselben Intrusionsvorgang wie die ältere zurückgeht. Es kann vielmehr ein älterer Stoffbestand irgendwelcher Art (also auch sedimentär gebildet) durch jüngere Vorgänge mobilisiert sein. Wenn man den Begriff nicht nur als billigen Ausweg für die Deutung sonst schwer erklärbarer Lagerstätten (meist Gänge) benutzt, sollte man 5 Erzlagerstättenkunde I

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III. Der innere Stoffkreislauf

allemal versuchen, zu dem Produkt auch das Edukt zu suchen!

D. b. Geologische Thermometer und Manometer Bevor man, ganz neuerdings, gelernt hatte, experimentell die im hydrothermalen und magmatischen Bereich bestehenden Temperaturen und Drucke zu beherrschen, konnten schon viele ± exakte Angaben aus den „geologischen Thermometern und Manometern" gewonnen werden. Man muß zu diesen Zwecken Reaktionen aussuchen, wo die Temperatur wenig durch veränderlichen Druck und umgekehrt der Druck nicht stark von Temperaturänderung beeinflußt werden. Reaktionen, wo eine Gasphase freigesetzt oder aufgezehrt wird, oder wo Elemente in verschiedenen Oxydations- und Sulfidierungsstufen auftreten, erschweren ihre Verwendbarkeit zu diesem Zweck sehr. Wir verwenden da z. B. Schmelzpunkte (1), Temperaturen von Umwandlungen (besonders reversiblen) (2), Entmischungen (3), Nichterscheinen von Mischkristallen (4), Flüssigkeitseinschlüsse mit Libellen (5) und viele andere, die z. T. recht spezielle Kenntnisse voraussetzen. Einige Beispiele in der angegebenen Reihenfolge: (1) ged. Wismut in Kristallform muß natürlich unter seinem Schmelzpunkt gebildet sein ( < 280°), Eisen in Tropfenform im Basalt zeigt, daß dieser über 1080°, das Eutektikum Fe-Fe 3 C, erhitzt war. (2) Silberglanz in guten kubischen Kristallen ist über 179° gebildet, da darunter die kristallographisch sehr abweichende Akanthitform entsteht. Zinnkies mit charakteristischer pseudokubischer Zwillingslamellierung war als kubischer Zinnkies, d. h. über ~ 400° gebildet, Kupferglanz mit pseudohexagonalen Lamellenaufbau über 103°. (3) Viele Mischkristalle entmischen sich bei sinkender Temperatur beim Erreichen der sogenannten Solvuskurve (Abb. 4). Liegen also typische Entmischungsstrukturen vor, so muß das vorliegende Gemenge bei der Bildung

D. b. Geologische Thermometer und Manometer

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mindestens wärmer als der entsprechende Punkt der Solvuskurve gewesen sein. Solche Entmischungen sind enorm verbreitet (Ilmenit-Hämatit; Ulvöspinell-Magnetit; Hypersthen-Ilmenit; Kupferkies-Cubanit, Zinkblende-Alabandin), die experimentellen Grundlagen aber oft noch wenig exakt. (4) Dasselbe Diagramm kann aber auch umgekehrt angewendet werden, wenn in einer Paragenese zwei später mischbare Mineralien selbständig nebeneinander vorkommen; dann kann die Solvuskurve natürlich nie überschritten worden sein. Das trifft z. B. oft bei Feldspatmineralien zu (kompliziert!), aber auch bei Dyskrasit-Silber ( < 250°) usw. (5) Bei der Bildungstemperatur schließen die meisten Kristalle Tröpfchen von Mutterlauge ein. Diese kontrahiert sich bei Temperaturabnahme schneller als der umhüllende Kristall — es erscheint ein kleines Gasbläschen, die „Libelle". Im einfachsten Fall braucht man im Erhitzungsmikroskop nur das Kleinerwerden und plötzliche Verschwinden der Libelle zu beobachten um recht genau die Kristallisationstemperatur festzustellen, bei manchen alpinen Bergkristallen z. B. ~ 220°, bei Edelsteinberyll ~ 290° usw. Bei opaken Mineralien muß man über die Bildungstemperatur hinaus erhitzen; dann sprengt sehr bald der Flüssigkeitseinschluß das Kristallkorn, was akustisch (natürlich mit empfindlicher Verstärkungsapparatur) festzustellen ist (Dekrepitiermethode). Geologische M a n o m e t e r sind praktisch und theoretisch schwieriger zu handhaben. Auch hier gibt es eine Fülle von Möglichkeiten. Stellen wir z. B. fest, daß ein bei einer bestimmten Temperatur bei Atmosphärendrude flüchtiges Mineral sich bei dieser Temperatur (feststellbar aus sicheren geologischen Thermometern) doch als Mineral gebildet hat, dann muß es bei höheren, aus dem Experiment bekannten Drucken entstanden sein (z. B. Arsen). — Gegenwärtig wird besonders studiert, welche Angaben über Drucke wir aus dem Vorkommen von Diamant, Coesit und Stichowit (beides Hochdruckmodifikationen von Si0 2 ) machen können. Einige, z. T. recht genaue Angaben über Temperaturen lassen sich auch bei Betrachtung ganzer Paragenesen machen^ seit langem bekannt an Salzen, neuerdings auch bei Silikaten. 5*

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IV. Der äußere Stoffkreislauf IV. DER ÄUSSERE STOFFKREISLAUF

Auf Seite 40 ist die Stellung des äußeren Stoffkreislaufs bereits gekennzeichnet worden. Er umfaßt die Reaktionen, die sich meist unter Mitwirkung der Biosphäre zwischen den äußersten Schichten der Lithosphäre und der Hydro- und Atmosphäre vollziehen. Sie spielen sich also im äußersten, vergleichsweise hauchdünnen, die Erde überziehenden Oberflächenfilm ab, sind aber nicht nur für das organische Leben entscheidend, sondern auch für Entstehung vieler wichtiger Lagerstätten. Die Vorgänge stellen ein kompliziertes System dar, in dem organische und anorganische Einflüsse aufs engste verflochten sind. Eine Einteilung etwa nach einem physikalisch-chemisch übersehbaren Ablauf, wie es etwa bei der magmatischen Abfolge einigermaßen möglich war, ist hier nicht konsequent durchführbar. Die Neigung der Mineralparagenesen, sich den geänderten Bedinguhgen anzupassen, wird natürlich prinzipiell in den bei sehr viel höheren Temperaturen und Drucken gebildeten besonders groß sein, doch kann sie durchaus bei oberflächennah, also kleinem p und t gebildeten erheblich sein. Voraussagen sind schwer zu machen, da Einflüsse von Klima und Vegetation nicht voll zu übersehen sind. Der „äußere Stoffkreislauf" ist zunächst einmal logisch aufteilbar in 1. die Verwitterung, d.h. die chemische und mechanische Aufspaltung von Gestein, Paragenese oder Einzelmineral, 2. Transport und Absatz der so entstandenen Produkte. Beide sind mannigfaltig im Vorgang wie Produkten; die Zuordnung zu 1. oder 2. kann manchmal willkürlich sein.

A. Verwitterung Die Verwitterung ist nach Natur und Ausmaß klimatisch bedingt. Sie kann physikalisch oder chemisch sein.

A. Verwitterung

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1. Die physikalische Verwitterung besteht in einer mechanischen Zerkleinerung, die durch die bei Temperaturschwankungen entstehenden Spannungen durch Frost- und Salzsprengungen, durch Kapillarwirkung, durch Wasser-, Eis- oder Windbewegung und durch die mit diesen transportierten Gesteinsbestandteile, schließlich Organismentätigkeit (Baumwurzeln, grabende Tiere) verursacht sein kann. 2. Die chemische Verwitterung und Fraktionierung der Elemente Grundvoraussetzung ist das Wasser; es wirkt allein oder zusammen mit aus der Atmosphäre oder dem Erdboden entnommenen Stoffen, wobei vorausgegangener physikalischer Zerfall den Prozeß erleichtert. Die chemische Verwitterung äußert sich in verschieden starker Aufnahme der Atome oder Ionen der Ausgangsmineralien durch das Wasser u n d läßt damit kompliziert gebaute Mineralien hoher Bildungstemperaturen z. B. die Feldspate zerfallen. Daß schon reines Wasser den Zerfall einleitet, zeigt der Versuch, in welchem destilliertes Wasser unmittelbar nach Einbringen von Adularpulver alkalisch wird, was A u s w a n d e r n des K aus dem Kristallverband bedeutet. I i J t S I / • ' io p, Die Kationen Si u n d AI werden weit weniger leicht, A b b . 18. Löslichkeit v o n S i 0 2 u n d aber außerordentlich stark A 1 ( ° H > > i n A b h ä n g i g k e i t v o n p H . mit der Wasserstoffionenkonzentration wechselnd, abgebaut. In welcher Weise die Al-Si-Verhältnisse durch die pnWerte beeinflußt werden, ist aus dem Kurvenverlauf nach-

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

stehenden Diagramms (Abb. 18) ersichtlich. Dies wird insbesondere wichtig für das weitere Verhalten der entstandenen Hydrolysat-Lösungen. Ob Si und AI ionar gelöst sind oder Sole bilden, in beiden Fällen haben sie bei den enorm variablen Bedingungen, die in den Oberflächenwässern herrschen, können, eine wechselvolle spätere Entwicklung. In beiden Fällen besitzt die Löslichkeit bei mittleren bzw. kleinem PH ein Minimum, das aber bei A1 2 0 3 , sowohl im sauren wie sehr basischen Teil starker Löslichkeit Platz macht, während SiOa schon bei mäßiger Basizität löslicher wird. Aus dem Diagramm läßt sich bei bekanntem PH schließen, ob eine Anreicherung von SiOa (Verkieselung) oder Al(OH) 3 (Laterit) als Relikt oder als Neuausfällung zu deuten ist und umgekehrt. Unmittelbar an den Abbauprozeß anschließend können zwischen diesen beiden wichtigen Stoffgruppen A u f b a u r e a k t i o n e n zu feinkristallinen Tonerdesilikaten stattfinden, sofern die PHWerte nicht vorher Trennung verursachten. Gegenüber A1 2 0 3 ist SiOä verhältnismäßig recht beweglich und vor allem infolge seiner Hydrophilie aus dem Solzustand schwer ausfällbar; Al 2 O ä verhält sich dagegen hydrophob. Die nächst wichtige Kation F e ähnelt im Verhalten stark dem AI, hat aber durch seine zwei-Wertigkeiten größere Freiheiten. Es spielt für das F e nicht nur der pn-Wert eine Rolle, sondern auch das Oxydationspotential wird ausschlaggebend. Das F e (OH)3-Sol hat, wie das Tonerdesol, positive Ladung und ist also basisch. Recht ähnlich, aber auf Bedingungsänderungen etwas verschieden reagierend, verhält sich Mn, so daß es auch da wieder zu Trennungen der ursprünglich isomorph vereinten Metalle kommen kann. Die Erdalkalien Mg und Ca stehen zwischen AI, Fe, Mn einerseits und den Alkalien andererseits. Mit Fe und Mn haben sie die Beweglichkeit als karbonatische oder sulfatische Lösung gemeinsam, gegenüber den Alkalien besteht der Unterschied, daß letztere auch als Hydroxyde weithin wanderungsfähig sind.

B. Transport und Absatz der Fraktionen

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B. Transport und Absatz der Fraktionen Hat mit der Verwitterung eine stoffliche Trennung erst einmal begonnen, so geht dieser Prozeß unter Einwirkung von reichlich Wasser, oft bei gleichzeitigem Einfluß von Wind, Eis oder auch nur der Schwerkraft oder bei Kombination dieser Transportmittel schnell und energisch weiter. Dabei wächst entsprechend der Beweglichkeit der freigesetzten ionisierten Verbindungen auch die vom Verwitterungsort als Lösung zurückgelegte Entfernung. Der Verwitterungsprozeß findet seinen Fortgang in einer Sonderung nach Korngröße, Gewicht und Kornform, soweit es die wenig oder nicht zerstörten Gesteinskomponenten betrifft, nach Löslichkeit (bzw. Ausfällungsgeschwindigkeit) für die in Lösung transportierten Stoffe. Wir nennen alle diese Absatzprodukte „ S e d i m e n t e " im Gegensatz zu den ± an Ort und Stelle gebliebenen „Böden", Verwitterungsrückständen, Stoffkonzentrationen konkretionärer Natur wie „Ortstein" und „Lößkindeln" und schließlich den Stoffverschiebungen innerhalb von Lagerstätten als Oxydations- und Cementationszone. Auf Grund der Sonderungsprozesse, die eben angedeutet wurden, lassen sich Gesichtspunkte für die Einteilung finden, z. B.: 1. mechanische und 2. chemische Sedimente, 3. Rückstandsbildungen, oder ähnliche. GOLDSCHMIDT hat die vorhin begründete Trennung in „Sedimente" gegenüber „Rückstandsbildungen" verlassen und mehr die chemischen Gesichtspunkte in den Vordergrund gestellt, ohne Beziehung auf den Transportweg. Er unterscheidet: 1. Residuen, 2. Hydrolysate und Oxydate, 3. Karbonate, 4. Evaporate. Wir wollen dieser Gliederung folgen, da sie eine große Linie enthält. Es muß aber erneut gesagt werden, daß die Eigenart der Bildungsvorgänge im sedimentären Zyklus überall Überschneidungen in verschiedener Richtung entstehen läßt, die durch irgendeine Klassifikation nicht erfaßbar sind, also auch die hier angewendete ihre Schwächen hat.

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IV. Der äußere Stoffkreislauf 1. Residuen

Die Zerlegung des Verwitterungsrückstandes nach Korngröße und Dichte durch Wasser, Wind und Schwerkraft entspricht einem natürlichen A u f b e r e i t u n g s p r o z e ß . E r führt in einer Residualfraktion zur Anreicherung der Mineralien Quarz, der meist stark vorherrscht, Granat, Magnetit, Ilmenit, Zirkon, Monazit, Zinnstein, Gold, Platin, lokal oder untergeordnet auch vieler anderer. Das sind also harte und zähe, chemisch sehr widerstandsfähige und oft schwere Mineralien. Nach der Korngröße, die Ausdruck eines verschieden langen, zeitlichen und räumlichen Transportes oder verschiedener Transportkraft und schließlich von Härte und Zähigkeit ist, gliedert man in Korngrößenklassen, z. B. 1. Psephite mit K o r n - 0 > 0.2 cm, Block, Schutt, Brekzie, Schotter, Konglomerate. 2. Psammite mit K o r n - 0 > 0.002 cm, Sande und Arkosen. 3. Pelite mit K o r n - 0 < 0.002 cm, Ton, Schlamm, Staub und Löß. Die dritte Gruppe, die der tonigen Gesteine, besitzt meist nicht mehr eindeutigen Residualcharakter. Sie stellt eine Mischassoziation dar, bestehend aus feinsten Trümmern der ursprünglichen Mineralien und ihren Abbauprodukten, sowie aus Präzipitaten kolloidaler Lösungen, die leicht transportierbare Schichtgittermineralien bilden; dazu kommen noch die „authigenen" Produkte, die am eigentlichen Absatzort entstanden sind. Die guten Eigenschaften der „Tone" hängen vom Gehalt an Schichtgittern, insbesondere an quellbaren (Montmorillonit) ab. Stofflich können alle Glieder der Residuengruppe sehr verschieden zusammengesetzt sein, da sie teilweise wenig Transport erlitten haben und damit wesentlich vom Ausgangsgestein abhängen, teilweise einen Querschnitt vieler darstellen, wenn lange Transportwege vorliegen.

B. Transport und Absatz der Fraktionen

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a) Die Trümmerlagerstätten gehören zur ersten Gruppe. Hier kommen im Oberflächenschutt primärer Lagerstätten auf gravitativem Wege weitere Konzentrationen zustande. So können z. B. durch Brandung die primären oder bereits sekundären Eisenmineralien des Untergrundes angereichert werden, besonders bei allmählichem Rückschreiten der Küste („marine Eisenerztrümmerlagerstätten"), so können auf dem Lande durch Weglösen von wertlosem Bindemittel ärmere Eisenerze im Ausstrich zu reichen Trümmererzen werden, oft „Canga" genannt, schließlich durch Zusammenwirken von Wasser und Wind ebenfalls auf dem Lande starke Anreicherungen von Chromit oder Zinnstein entstehen. Das letztere stellt als „eluviale Seife" schon den Übergang zur nächsten Gruppe dar. •— Natürlich kann bei allen diesen Vorgängen auch unerwünschtes Material mitangereichert werden. b) Die Seifen sind das Schulbeispiel der zweiten Gruppe. Ohne scharfe Grenze sich an die im wesentlichen über der Ausgangslagerstätte liegenden „eluvialen Seifen" anschließend, haben die „alluvialen" besonders in Flußläufen, aber auch in marinem, glazialen oder äolischem Transport sehr lange Wege, z. T. von Hunderten von km, zurückgelegt. Feines und leicht lösliches Material wird weggeführt, von dem gröberen und chemisch wie mechanisch widerstandsfähigen wird das schwere z. B. an Gefällsknicken oder Stellen, wo sich aus anderen Gründen die Stromgeschwindigkeit ändert, abgesetzt. Bei Hochwasser werden die bereits abgesetzten Teile erneut umgelagert und z. B. durch Wirbelbildung weiter angereichert. Gold, Platin, Zinnstein sind schulmäßige Beispiele solcher Seifenanreicherungen. Wo lange Transportwege vorliegen, können alle drei (und noch viele andere!) zusammen vorkommen und gewonnen werden, auch wenn die Ursprungslagerstätten flußaufwärts an ganz verschiedener Stelle liegen,

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Manche der Seifenmineralien werden bei langem Transport auch chemisch etwas verändert. So verliert das silberreiche „Berggold" durch Lösung von Ag als Ag 2 S0 4 oder Ag. 2 C0 3 allmählich sein Silber; „Seifengold" ist also reiner. Untergeordnet trifft ähnliches auch für Platinmineralien zu. Daß Goldkörnchen aber beim Transport wachsen sollten, wie behauptet wurde, ist nicht der Fall, wenn man von sehr ungewöhnlichen Bedingungen in tropischen Moorwässern absieht. Andere Seifenmineralien sind Diamant, Monazit, Zirkon, Ilmenit, Chromit, Magnetit. Von ihnen findet sich der Diamant meist in groben Flußkiesen nicht allzuweit von der Ausgangslagerstätte, während die anderen bei ihrer Allgemeinverbreitung in saueren bzw. basischen Magmatiten eigentlich überall zu finden sind. Wirtschaftlich nutzbar sind besonders Anreicherungen in Brandungssanden (Queensland, Vorderindien, Natal, Florida). Einige fossile Seifen, z. B. der goldreiche Witwatersrand, führen in ihrem Schwermineralanteil auch Uraninit, Samarskit und Pyrit, Mineralien, die heute bei ihrer leichten Verwitterbarkeit nur sehr ausnahmsweise in Seifen erhalten sind, und zeigen so, daß im ältesten Präkambrium grundlegend andere Verwitterungsbedingungen herrschten. c) Konzentration in der Oxydations- und Cementationszone primärer Erzlagerstätten Da dieser Lagerstättentypus ausschließlich an das Auftreten primärer, also unverwitterter, und meist sulfidischer Erzvorkommen gebunden ist, muß er mit den Residualerscheinungen behandelt werden. Während bei a) und b) aber unzerstörte Mineralien angereichert sind, werden hier die Mineralien zerstört und nur einige in ihnen enthaltene Elemente residual ausgefällt. Für diese Lagerstätten ist meist eine Gliederung in drei verschiedene Zonen augenfällig (Abb. 19 a): Zuoberst am

B. Transport und Absatz der Fraktionen Ausgehenden die Oxydationszone mit dem „ E i s e r n e n H u t " , dann die C e m e n t a t i o n s - oder Anreicherungsz o n e und darunter das p r i m ä r e , u n veränderte Sulfiderz. Die Oxydationszone mit dem Eisernen Hut steht im oxydativen Wirkungsbereich der Atmosphärilien und läßt sich manchmal nach abnehmendem O-Einfluß noch unterteilen. Im untersten Teil wird schon der oszillierende Grundwasserspiegel erreicht. Im Gebiet des permanenten Grundwassers hört die Oxydationswirkung auf. Es setzen jetzt „Cementationswirkungen" (s. u.) ein, die allmählich abklingen und der primären Vererzung Platz machen. Im Eisernen Hut, so genannt wegen der Färbung durch braunes oder braun-

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abgetragener Teil des Banges

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- eiserner Hut

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Normatfat! I Abb. 19 a. Schema der Verwitterungs- und Anreicherungszone eines sulfidischen Erzganges.

Abb. 19 b. Dasselbe mit Aufarbeitung eines Teils der Anreicherungszone.

IV. Der äußere Stoffkreislauf

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rotes Eisenhydroxyd, sind die Primärsulfide in lösliche Oberfläche Sulfate oxydiert, die bei den verschiedenen Metallen und wechselnden Begleitmineralien verschiedene Wege machen. E i s e n WO — \Cu \ wird, falls die Lösungen »—- Grundmsserm nicht zu sauer sind, als ^ spiegel Ferrosulfat hydrolysiert und in Ferrisulfat + Ei100 l senhydroxyd übergeführt (z. B. FeS + 4 0 = FeS0 4 , ¿—- Grenze der Primärzone• 6FeS0 4 + H 2 0 + 3 0 = 2Fe 2 (S0 4 ) 3 + 2FeHO,). 300 — Bei K u p f e r entsteht analog aus Kupferkies CuS0 4 mteigende Behalte-*( + FeS0 4 ), das sehr leicht undAnrcicherunl'mTnab^TwTrte^ löslich ist Und weggeführt wird, wenn nicht teilweise durch anwesende Karbonate (Kalkspat!), Phosphate, Arsenate usw. sofort sehr auffallend gefärbte Kupferverbindungen, z. B. Malachit, ausgefällt werden. Z i n k liefert das sehr leicht lösliche und schwer ausfällbare ZnS0 4 , B l e i das schwer lösliche PbS0 4 usw. Im Eisernen Hut haben sich vor allem die eisenreichen roten bis braunen Oxydationsprodukte des Eisens angereichert, vermehrt durch die grün und blau gefärbten des Kupfers, die schon dadurch die Aufmerksamkeit auf sich lenken. Bei sehr sauren Lösungen, wie sie bei hohem Pyritanteil und fehlendem Karbonatgehalt entstehen, kann der Eiserne Hut völlig frei von Fe, Cu, Zn, Ag u. a. werden. Dabei spielt eine große Rolle, daß Ferrisulfat immer wieder als Sauerstoffträger die Reaktionen beschleunigt. Die C e m e n t a t i o n s z o n e . Die aus der Oxydationszone niedersickernden Schwermetallsulfate werden an den noch nicht angegriffenen Sulfiden unedlerer Me-

1l

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talle gefällt oder cementiert. Es besteht die Spannungsreihe Au Hg Ag Cu Pb Ni Co F e Zn Ca Mg K, wonach alle nachstehenden und weniger edlen alle vorhergehenden und edleren aus ihren sulfatischen Lösungen niederschlagen. Durch verschiedene Wertigkeiten u. a. können Komplikationen eintreten. Das weitverbreitete Fe steht fast am Schlüsse dieser Reihe. Bei diesen Reaktionen entstehen wirtschaftlich wichtige Anreicherungen der edlen Metalle Ag und Au: Au ist meist schon vorher in der tieferen Oxydationszone konzentriert. Folgende Reaktionen sind z. B. häufig. ZnS + Ag 2 S0 4 Ag2S + ZnS0 4 Zinkblende

PbS + CuS0 4

Silberglanz

CuS + P b S 0 4

Covellin

Cu 5 FeS 4 + CuS0 4 -> 2Cu 2 S + 2CuS + FeS0 4

Buntkupfer

Kupferglanz

CuFeS 2 + CuS0 4

Covellin

2CuS + F e S 0 4

Kupferkies

In Wüstengebieten mit Salzseen kann bereits in der Oxydationszone Chlorsilber ausfallen (Ag 2 S0 4 + 2NaCl = 2AgCl + Na 2 S0 4 ), das in der Cementationszone oft freies Ag liefert. Ausbildung und Mächtigkeiten der Oxydations- und Cementationszone sind von vielen und sehr verschiedenartigen Faktoren abhängig (Struktur und Zusammensetzung des Primärerzes, des Nebengesteins, Klima, topographische und hydrographische Situation). Starke Schwankungen des Grundwasserspiegels in ariden Gebieten verknüpft mit starker Abtragung ermöglichen die Bildung von mehrere 100 m tief reichenden Oxydationsund Cementationszonen, die oft erst einer schwachen Vererzung Abbauwürdigkeit verleihen. Die cementativen Reicherze haben in den verschiedenen Teilen der Erde riesige Metallmengen geliefert. Die leichter zugänglichen sind meist schon lange abgebaut. Das vorstehende Diagramm (Abb. 19) zeigt die Stoffverschiebungen zwischen Hutzone und Cementationszone gegenüber dem Primärerz in einem angenommenen Beispiel.

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Die Sulfate von Zink und einigen seltenen Elementen wandern weit und können praktisch verschwinden, sie können aber auch als Silikate (Hemimorphit, Willemit), Karbonate (Zinkspat, Hydrozinkit), selten Phosphate, ausgefällt werden. — Natürlich werden auch die Verwitterungslösungen von Cu, Ag, Ni, Fe usw. nicht immer auf die Primärerze treffen und können dann im Grundwasserstrom weithin und z. T. unerwartet wandern. Zum Teil erfolgt die Ausfällung dann in Lagerstätten des „red bed"Typus (S. 82). 2. Oxydate und Hydrolysate Der Unterschied gegenüber den eben besprochenen Gruppen ist nicht immer scharf, Überschneidungen sind denkbar. Generell sollen hier weder die unzersetzten Residualmineralien erfaßt werden, noch die Neubildungen, für deren Ausfällung aus ionogener Lösung eine unmittelbar benachbarte sulfidische Primärlagerstätte wesentlich ist. Vielmehr werden behandelt die Elemente AI, Si, Fe, Mn, die wie S. 69 gesagt, bei Verwitterungsvorgängen wenig beweglich sind, aber durch chemische Aufspaltungsvorgänge besonderer Art angereichert werden können. Sie lagern sich dabei aus kolloidaler oder feindisperser Lösung um und werden bei AI und Fe als Hydroxyde, bei Mn und Si als Oxyde gefällt. In anderen Fällen entstehen Silikate z. B. von AI und Mg, wobei spezielle Anreicherung von Ni, V u. a. erfolgen kann. a) Bauxitisch-lateritische Hydrolysate Aus dem Diagramm S. 69 ist erkennbar, daß AI durch mäßig saure Lösungen, also auch durch kohlensäurehaltige, wie sie während der Regenzeit des „tropischen Wechselklimas" herrschen, gelöst und in der folgenden Trockenzeit mit den übrigen Bodenwässern, die zugleich Eisenhydroxyd enthalten, kapillar hochgezogen wird. Diese krusten-, nester-, knollenförmigen Bildungen sind hoch-

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rot (Fe-reich) bis gelbweiß (Fe-arm) und heißen „Laterit" bzw. „Silikatbauxit". Die letzteren können, besonders, wenn sie sich aus Al-reichen Alkaligesteinen ableiten, wichtige AI-Erze sein. Die Fe-reichen sind in Einzelfällen, d. h. bei dem seltenen Zurücktreten von AI, Fe-Erze. — Unter alkalischen Bedingungen (S. 69) steigt die Löslichkeit von SiOa stark an. Werden also saure Al(OH),-reiche Lösungen durch Kohlensäureverlust oder Neutralisation alkalisch, so fällt AI als eines der Hydroxyde Si0 2 -arm aus, ein Vorgang, der bei den „Kalkbauxiten", die Verwitterungsrückstände auf verkarsteten Kalkgebieten sind, entscheidend sein kann. Die Spurenelemente und ihre relative Anreicherung in den Bauxiten sind natürlich abhängig vom Ausgangsgestein; einige sind aber charakteristisch, so Ti in erheblicher Menge, Ga, das aber mehr die Fe-reichen Fraktionen bevorzugt, Ni und Co in den Lateriteisenerzen, die auf basische Gesteine zurückgehen. b) Anreicherungen von Fe- und Mn-Hydroxyden (besonders auf dem Festland) S. 69 ist im Diagramm gezeigt, daß bei aller Ähnlichkeit sich Fe und AI doch verschieden verhalten können. Abgesehen von den bei Fe vorliegenden zwei Wertigkeitsstufen mit abweichendem chemischen Verhalten liegt das daran, daß Fe(OH) 3 nur von (relativ seltenen) sehr viel saureren Wässern (pn 4) gelöst wird als Al(OH) 3 . Das kann zur Trennung von beiden führen. Zweiwertiges Fe wird in Ionenform transportiert meist nur durch karbonatische Lösungen, natürlich bei Sauerstoffarmut, also z. B. in Sumpfwässern. In Gegenwart von O ist Fe nur in Kolloidform als Fe(OH) 3 -Sol beweglich (von den erwähnten sehr sauren Lösungen natürlich abgesehen). Dem elektrolytarmen, aber oft Schutzkolloidreichen Flußwasser kommt dabei eine besondere Rolle zu. Koagulation tritt aber sofort ein, wenn die Schutzkolloide aus "irgendeinem Grund wegfallen oder reichlich

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Elektrolyte eintreten, also z. B. beim Eintritt ins Meerwasser. Verwittern basische Eruptivgesteine unter den für lateritische Zersetzung maßgebenden Verhältnissen (S. 69) so werden nach dem Gesagten Bildungen wie L a t e r i t eisenerz, Basalteisenerz und Krustene i s e n s t e i n verständlich. Durch schwach kohlensäurehaltige Wässer kann Al(OH) 3 noch entfernt werden, wo Fe(OH), schon als Hydroxyd festgelegt wird. Da gerade bei den bedeutendsten der hierher gehörenden Vorkommen (Conakry, Mayari) die Ausgangsgesteine meist Peridotite sind, sind deren Spurenelemente Ni, Cr, Co in solchen Eisenerzen oft angereichert. Aus hüttentechnischen Gründen sind sie übrigens meist keineswegs gern gesehen. Wie oben schon angedeutet, bestehen außer Verdunstung oder Abkühlung des Lösungsmittels für die Ausfällung noch viele andere Möglichkeiten. So kann Hinzutreten eines entgegengesetzt geladenen Hydrosols (z. B. von Si0 2 ), Wegfallen eines Schutzkolloids, Einführung eines Elektrolyten oder einer sonstwie reaktionsfähigen Substanz sofortige Fällung erfolgen. Die Vielgestalt der Möglichkeiten äußerst sich auch in den Lagerstätten und der Schwierigkeit der Abgrenzung und Klassifikation. So entstehen die Mangan-Eisenlagerstätten auf Kalken, ein besonderer Typ, der besonders Hohlformen verschiedenster Art ausfüllt, offenbar dadurch, daß die verschieden geladenen Hydrosole von Fe und Mn sich wechselseitig ausfällen, die „Bohnerze" anscheinend durch Adsorption der Fe-Hydrosole an Tonmassen usw. In allen den eben besprochenen Fällen ist der Fe-Träger das Eisenhydroxyd FeHO a — Nadeleisenerz — (a-Eisenhydroxyd) neben nur untergeordneten Rubinglimmer, FeOOH, und vielleicht noch kolloidalem „Siderogel". Sie können grob traubige, dunkel gefärbte, deutlich kristalline Krusten, kompakte, lockere, ja pulverige Massen, kugelige Konkretionen usw. bilden, die braun bis gelbbraun in

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allen Tönen sind. Übergänge zu Oolithen (S. 84) kommen vor. c) Die Anreicherung von Nickel und Magnesium in Hydrosilikaten und in Magnesitgängen Die Elemente Mg, Fe, Ni und sehr untergeordnet Co, die einander in den Silikaten ultrabasischer Gesteine, besonders im Olivin, so vollkommen ersetzen können (Ionenradius), werden bei geeigneter Verwitterung im Bildungsraum der Hydrolysate fast quantitativ von einander getrennt. Das Eisen der Silikate, als der am wenigsten bewegliche Anteil, bildet einen gelb bis rostbraun gefärbten erdig aussehenden Rückstand nach Art der Basalteisenerze. Diese ockerige Verwitterungszone ist durchsetzt von einem Netzwerk weißer oder grünlicher Gänge mit Mächtigkeiten von mm bis dm. Sie enthalten, im einzelnen sehr verschieden, das Mg, das Si und das Ni; Mg als „G e 1 m a g n e s i t", Si als O p a l , Chalcedon oder auch körnigen Quarz (dieser durch Ni gefärbt = Chrysopras), Ni als g r ü n e o d e r b r a u n e k o m p l e x e H y d r o s i l i k a t e wie G a r n i e r i t , S c h u c h a r d t i t , P i m e 1 i t u. a. Die Mineralien können nebeneinander auftreten oder einer Tiefen- oder Altersfolge entsprechen. Besonders die Ni-Gehalte sind oft in der untersten Verwitterungszone am höchsten. Im Extremfall bedeutet das bei einigen Gamieriten mit 40 % NiO eine Anreicherung des Ni auf etwa das 400fache des Ausgangsgesteins, wo der Olivin nur 0.1—0.2 % Ni 2 Si0 4 für Mg 2 Si0 4 enthält. Noch extremer kann die Anreicherung des Co sein, das im A s b o 1 a n einen komplexen, oft pulverigen, schwarzen Oxyd 50 % erreichen kann. Der „ G e l m a g n e s i t " findet sich auch im Ultrabasiten, die lange nicht so weitgehend zersetzt sind wie in dem eben beschriebenen Fall. Er ist dann wohl unter Mitwirkung von Kohlensäurequellen entstanden und kann wegen seiner Reinheit technisch wichtig sein. Er ist übrigens n i c h t gelförmig, sondern nur sehr fein kristallin. 6 Erzlagerstättankunde I

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IV. Der äußere Stoffkreislauf d) Schwermetallische Fernausscheidungen in ariden Schuttwannen

Im vorigen Kapitel wurden (S. 74) bereits ionare Lösungen von Schwermetallen als Anlaß für nennenswerte Konzentrationen (Cementation) erwähnt. Ähnlich können solche Lösungen aber auch weitab von ihrem Ursprungsort wirken. Das Ausgangsmilieu ist immer Festlandschutt in Wüstengebieten, Geröllfächer (Fanglomerate), Basiskonglomerate, Sandsteine und Arkosen, Feinstaub u. a. Fast stets sind diese Gesteine bunt, meist rot, gefärbt („red beds"). Im einzelnen sind aber die geologischen Bildungsumstände recht mannigfaltige, wobei das Nebengestein nach Chemismus wie Korngröße, die Durchlässigkeit, Lösungsgenossen, Zeitdauer wesentlich beteiligt sind. In die Bildungsräume werden die aus benachbarten Hochgebieten stammenden verschieden stark konzentrierten sulfatischen oder chloridischen Metallösungen entweder direkt eingespült und syngenetisch gefällt oder häufiger, es erfolgt der Absatz aus langsam zirkulierenden Grundwasserströmen, deren Zusammensetzung meist durch ein Nebeneinander von Alkalisulfaten und -chloriden mit den Schwermetallionen gekennzeichnet ist. Auch bei hoher Konzentration können diese Komplexlösungen sehr weit transportiert werden. Da auf ihrem Wege tonige Lagen ebenso wie Verwerfungen mit Zerreibungsletten als „Erzstauer" wirken, können formal aszendente Lagerstätten vorgetäuscht werden; viele Fehldeutungen und Diskussionen sind damit zu erklären. Die Ausfällung erfolgt schließlich fast immer durch Reduktion, oft an einem Pflanzen- oder Tierrest, an lockeren ursprünglich im Schwefelkreislauf gefällten Sulfiden, unter Mitwirkung von flüssigen oder verharzten Kohlenwasserstoffen usw. „Vererzte", d. h. in Sulfide oder niedrige Oxyde verwandelte Fossilien sind gewöhnlich, manchmal die einzigen Stellen der Mineralisation. Die hier angetroffenen Erze sind vorwiegend (Bd. II, S. 69 ff.) K u p f e r e r z e (Kupferglanz, Kupferindig,

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Bornit, Kupferkies) und P y r i t + M a r k a s i t , beide oft Ni, Co und Se führend. Andere Vorkommen sind reich an Uran und Vanadium, daneben auch Mo, As, wieder Se, Ni und Co. Der Mineralbestand ist dabei außerordentlich kompliziert, weil immer neben. hochreduzierten Verbindungen, wie Uranpecherz und Coffinit (USi0 4 ) und niedrigen Oxydationsstufen von Vanadin auch Oxydationsmineralien, wie Uranglimmer, Uranophan, höher oxydierte Vanadiummineralien u. a. zu finden sind. Da die Ausfällung oft auf Pflanzenhäcksel und Tierleichen erfolgte, können diese Mineralien wie auch die Oxydationsprodukte oft Fossilisierungsmittel sein. Wieder andere Vorkommen führen B l e i g l a n z , Pyrit, Kupferkies und N i c k e l p y r i t . Mehrfach finden sich reichlich S i l b e r e r z e , wiederum gerne auf pflanzlichen Fossilien. In mindestens sehr vielen Fällen, wenn nicht immer, ist die Ausfällung durch Mitwirkung anaerober Bakterien befördert worden. e) Hydroxydische und karbonatische Fe- und MnAusscheidungen im limnischen und marinen Bereich Eisen und Mangan können aus ihren Lösungen im Süßund Salzwasser als Oxyde, meist Hydroxyde, oder als Karbonat, letzteres nur unter Sauerstoffausschluß, gefällt werden, nachdem sie als Ionenlösung, als Hydrosole, z. T. mit Schutzkolloiden, oder auch unter Mitwirkung organischer Säuren weithin transportiert wurden. Die direkte Ausscheidung des F e aus karbonatischer Lösung durch Verlust der Kohlensäure oder deren Entzug durch pflanzliches Leben als F e C 0 3 ist relativ selten, da meist hinzutretender Sauerstoff hydroxydische Umsetzung hervorruft. Der durch die Humussäure der Moore extrahierte FeGehalt wird als Hydroxyd in Form von R a s e n e i s e n e r z gefällt. Bei streng reduzierenden Bedingungen wie in „Wasserkissen" in Mooren aber wird das in der Konsistenz quarkartige W e i ß e i s e n e r z ausgeschieden, das in Kohlenlagern dann zu „Sphärosideriten" oder dem 6°

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

„Black-band"-Eisenerz wird. Sowohl Raseneisenerz wie diese Eisenkarbonate können reich an P, primär gefällt als Vivianit, sein. Ungleich wichtiger sind aber die marinen Fe-Lagerstätten (Bd. II, S. 15). Der äußerst geringe Fe-Gehalt des offenen Ozeans (S. 11) muß überraschen, wenn es zu nutzbaren Fe-Anreicherungen kommen soll, die zu unseren reichsten Fe-Vorräten überhaupt gehören. Das Eisen ist meist aus Süßwasserzuflüssen herzuleiten, die unter bestimmten Bedingungen ungeheure Mengen dem Meere zuführen, der Amazonas z. B. 11 Mill. t Fe jährlich. Die Ausfällung zu bauwürdigen Lagerstätten ist an das Zusammenwirken vieler Faktoren geknüpft; sie erfolgt als Hydroxyd, Hydrosilikat und, selten, als Pyrit, oft in Form von Oolithen (s. u.), aber auch als Krusten usw. Geringe Meerestiefe, also Flachsee, aber außerhalb der Wirkung der Brandung, kontinuierlicher Zustrom Fe-haltiger Lösungen, was wieder geeignete Verwitterungsbedingungen im Einzugsgebiet verlangt, und gut durchlüftetes Wasser sind wichtige Voraussetzungen, das letzte natürlich nicht bei Pyritbildung. Die gute, zur Oxydation von Fe 11 und zur Zerstörung organischer Lösungsgenossen nötige Durchlüftung wird oft erst in größerer Entfernung von der Flußmündung erreicht sein. Verstärkt wird diese Wirkung durch die Turbulenz des Wellenschlages, welche gleichzeitig die Ooidbildung fördert; die daraus gebildeten Gesteine nennt man Oolithe. Fe-ooide sind konzentrischschalige, kugelige bis ellipsoidische Gebilde, deren Schalen oft rhythmisch wechselnde Zusammensetzung haben, vorwiegend Fe-hydroxyd-Gel, Fe-Hydrosilikate, Si0 2 -Gel, aber auch Eisenspat, Calcit u. a. (Abb. 5, Bd. II). Die Ausfällung startet meist im Kern an einem Fremdkörper (Sandkorn, Fossilbruchstück, Teil eines älteren Ooids o. ä.). Das Einzelooid mag % — 3 mm groß werden. Die Größe ist für die jeweiligen Bildungsumstände charakteristisch, da nach Erreichung eines bestimmten Gewichts das Korn absinkt und nicht weiterwächst. Es können so mächtige Lagen entstehen, die gelegentlich noch durch Strömungs-

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transport umgelagert und angereichert werden. Da sowohl zu Trümmererzen wie anderen sedimentären Bildungen Übergänge bestehen, kann die Einreihung gelegentlich willkürlich sein (z. B. manche Teile von Salzgitter). M a n g a n kann durchaus analoge Anreicherung erfahren, wobei aber auch bei gleichem Herkunftsgebiet Mn und F e sich weitgehend trennen. Mangankarbonat und -silikat werden oft besonders mit Kieselschiefem abgeschieden und sind erst nach Verwitterung bauwürdig. Der überwiegende Teil wird aber gewöhnlich in Form von Ovoiden, die übrigens meist besonders groß sind, in Form schwarzer Mn-oxyde und -hydroxyde ausgefällt. Der beim Abbau vorliegende Pyrolusit hat vorher wohl immer ein Manganitstadium durchgemacht. In allen Teilen der hier besprochenen Gruppe ist organische, oft bakterielle Tätigkeit mit wirksam; Fossilreste verschiedenster Art sind überall zu finden. 3. Die Ausfällung von Ca und Mg als Karbonat Unter verwandten Bedingungen wie bei Fe und Mn erfolgt auch der Transport und die Ausfällung von Ca und Mg in ihrer Hauptmenge. Die mittlere Zusammensetzung des Flußwassers (S. 11) zeigt die Bedeutung des als Karbonat und Sulfat ins Meer transportierten Ca und Mg. Gemessen am Anteil beider in der Lithosphäre ist Ca zwar erheblich angereichert, Mg aber noch bedeutsam. — Die Komplikationen durch verschiedene Wertigkeiten wie bei Fe und Mn fallen hier weg, ebenso treten kolloidale Lösungen stark zurück. Im allgemeinen fallen die Erdalkalien als Karbonate aus, was in der Allverbreitung der Kohlensäure begründet ist, seltener (s. u.) als Phosphate, manchmal und nur bei starker Konzentration als Sulfate. Ba und Sr, deren Sulfate sehr schwer löslich sind, können eine Sonderrolle spielen. G e o l o g i s c h sind Ca- und Mg-Karbonate, d . h . die Ablagerungen von kohlensaurem Kalk als Kalkstein, seltener als Aragonit, und als Dolomit besonders wichtig. Ihre

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Ausscheidung ist im einzelnen von sehr vielen Faktoren abhängig. Zunächst ist es die Konzentration von gelöster „freier" Kohlensäure (als H 2 C 0 3 und C 0 2 ) im Wasser. Sie ist „aggressiv", d. h. sie löst C a C 0 3 usw. als Calciumbikarbonat in erheblichem Umfang. Wesentlich sind aber, lösungserhöhend und verkleinernd, die gleichzeitig anwesenden Ionen Na, K, Mg, S 0 4 usw. durch Beeinflußung der pH-Werte. Temperatur und hydrostatischer Druck kommen als weitere Faktoren hinzu. D a letzterer den möglichen Gehalt an freier Kohlensäure erhöht, erhöhte Temperatur ihn aber verringert, dagegen die Löslichkeit von Begleitelementen verstärkt, sind die Verhältnisse nicht leicht übersehbar. Natürlich ist weiter entscheidend der Gehalt an Ca-Ionen wie der mit ihnen chemisch zusammengehenden von Mg, Fe 1 1 , Mn 1 1 und sehr untergeordnet einiger anderer. D i e Ausfällung kann erfolgen im Meere, im Süßwasser, d. h. meist in Binnenseen, auf dem Festlande und zwar hier in Wüsten oder in Kalkgebieten durch Umlagerung. Alle können zur Bildung großer Gesteinsmassen führen. Am bedeutendsten ist dabei die K a l k b i l d u n g i m m a r i n e n M i l i e u , die sich seit dem späten Präkambrium bis heute vollzieht und zwar überwiegend auf dem Umweg über Pflanzen und Tiere, die ihre Hartteile aus C a C 0 3 aufbauen. Man hat nicht zu Unrecht darauf hingewiesen, daß vielfach die CaC0 3 -Konzentration im Meere erheblich zu klein ist, um die anorganische Ausfällung zu erlauben, und damit der Organismentätigkeit eine besondere, nicht ganz verstandene Rolle zugeteilt. Tatsächlich werden in der Tiefsee absinkende Kalkschalen restlos (wegen des bei sehr hohem Druck sehr hohen C0 2 -GehaItes) wieder gelöst, andererseits wird aber aus kaltem Meerwasser nahe der Oberfläche zweifellos auch anorganisch kohlensaurer Kalk ausgefällt und über bereits ausgeschiedenen Kalksedimenten ist gewöhnlich mit Übersättigung zu rechnen, also audi mit spontaner Ausfällung. D i e organogen gebildeten Kalke, auch die ursprünglich wirklich ausschließlich aus Schalenresten bestehenden, sind

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später weitgehend unkristallisiert, wobei die mechanische Zerkleinerung, intermediäre Bildung des an sich instabilen Aragonits in einigen Organismen, die außerordentliche Zartheit einiger der Schalen usw. eine Rolle spielen. Die Reste großer Muscheln, Seeigelstacheln, Crinoidenstielglieder u. a. sind gegen diese Umkristallisation aber sehr widerstandsfähig. — Viele Kalksteine zeigen wieder ganz oder nur in einigen Teilen Oolithstruktur, mindestens zum Teil als Zeichen anorganischer Ausfällung. In S ü ß w a s s e r s e e n trägt der Entzug der „freien" Kohlensäure durch höhere wie niedrige Pflanzen zur Kalkausfällung bei. Es entsteht vielfach, meist allerdings bedingt durch Wässer aus Kalkgebieten, die feinerdige S e e kreide. Auf dem F e s t l a n d sind es in erster Linie Wüstengebiete mit mechanisch tiefgehend verwitterten Gesteinen, wo durch die seltenen, aber stark mit C 0 2 beladenen Regen Ca gelöst und besonders in Senken mit dem verdunstenden Wasser kapillar hochgezogen und in Kalkkrusten abgesetzt wird („Wüstenkalke"). In kalkreidien Gesteinen zirkulierende Wässer lösen bei hohem C0 2 -Gehalt große Mengen von Kalk; so sind ja weltweit unzählige Höhlen entstanden. Treten diese Wasser zu Tage aus, so entweicht bei verringertem Druck und/ oder erhöhter Temperatur die Kohlensäure; der Kalk wird als K a l k s i n t e r , T r a v e r t i n , irreführend auch Kalktuff, oft schön rhythmisch, manchmal auch unter Mitwirkung von Kalkalgen ausgeschieden. Die D o l o m i t b i l d u n g ist noch lange nicht in allen Einzelheiten geklärt. Wenn man den recht großen Anteil der Dolomite an allen Karbonatgesteinen (V3—-V4) berücksichtigt1), ist das erstaunlich. Man hat, da viele Experimente zunächst zu „ungeologischen" Bedingungen führten, lange Zeit teils allein diagenetisch, d. h. mit Lösungsumsatz im fast fertigen Gestein verbundene Prozesse, D i e relative Schätzung Kalk: Dolomit ist schwierig; viele „Dolomite" sind nur Kalke mit nennenswertem Anteil des Minerals Dolomit.

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

teils Einwirkung von Endlaugen der Salzbildung lange nach der Gesteinsbildung für die Dolomitisierung verantwortlich gemacht und „primären" Dolomit abgelehnt. Bohrungen auf dem Korallenatoll Funafuti (und später auch anderswo) und der offenbare Befund der Dolomitisierung von Klüften aus in vielen norddeutschen Kalksteinen schienen das zu bestätigen. Es hat sich aber gezeigt, daß frühdiagenetische Dolomitbildung fast unmittelbar nach der Sedimentation der Kalke vorkommt und weiter, daß viele Organismengruppen — allerdings nicht die meistuntersuchten Muscheln und Schnecken — neben Kalk schon primär mit MgCO'3 mitfällen können (Algen bis 25 % , Korallen und Stachelhäuter bis 15 % usw.). In sehr warmen Wässern (Golf von Mexiko) sind die Anteile vielleicht noch höher. Durch die Löslichkeit als Bikarbonat werden Kalke und Dolomite leicht umgelagert, aber im alten Bestand wieder ausgeschieden. Dabei können zuerst mitgefällte Gehalte an Sr und Ba lokal in Gang- und Nesterform als S r C 0 3 bzw. B a C 0 3 (Strontianit und Witherit) häufiger aber als Sulfate (Coelestin und Baryt) lokal bis zur Bauwürdigkeit angereichert werden. Dabei können von hydrothermalen Bildungen schwer abtrennbare Lagerstättenbilder entstehen. Diese letztgenannten Elemente können aber auch durch Lateralsekretion oder völliger Weglösung der ursprünglichen Mutterkarbonate in ähnlicher Form, d. h. als Gänge, Krusten, Nester, Konkretion, Geoden angereichert sein. Es kann schwer oder unmöglich sein, diese einzelnen Gruppen genetisch sicher zu trennen. S u l f a t ausscheidungen sind hier nur unter besonderen Bedingungen (SO,,^-Konzentration!) zu erwarten, einfach, weil normalerweise die Karbonate von Ca und Mg viel schwerer löslich sind als Sulfate. Bei Sr und Ba vertauschen sich aber die Bedingungen. Bei hohem Angebot von Ba und Sr, das allerdings selten ist, kann es auch zur Bildung großer Lagerstätten, z. B. von Baryt, kommen, manchmal in Form typischer Oolithe.

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4. Evaporate Diese Lagerstättengruppe umfaßt sehr vielgestaltige Mineralgesellschaften, die sich durch Verdunstung aus terrestrischen und marinen Lösungen bilden und im allgemeinen, keineswegs immer, Salze enthalten, die gegenüber dem Kalziumkarbonat leichter löslich sind. Gegenüber den in das vorige Kapitel (S. 88) einbezogenen Sulfaten müssen die in weiter Erstreckung und großer Mächtigkeit auftretenden Sedimente von Gips und Anhydrit wegen ihrer stetigen Vergesellschaftung mit Absätzen von Chloriden, Alkalisulfaten und, besonders in festländischen Bildungen, auch Alkalikarbonaten hier eingeordnet werden. Die salinaren Evaporate bilden eine Lagerstättengruppe, in der nach dem chemischen Verhalten besonders Alkalien und Erdalkalien sich finden. a) Marine Salze Die Verdampfung des normalen Meerwassers (S. 90), die im Experiment unter variierten Bedingungen genau untersucht ist, führt zu einer charakteristischen Ausscheidungsfolge, die sich aber nicht in allen Teilen mit den in der Natur angetroffenen Verhältnissen deckt. Bei der Vielzahl der vorhandenen Anionen und Kationen ist die Darstellung als temäres System nur möglich, wenn, was aber durchaus den Tatsachen entspricht, man stets Sättigung, d. h. gleichzeitiges Ausfallen von NaCl und CaS0 4 (zuerst als Gips, später Anhydrit usw.) annimmt. Im Teilsystem S0 4 -Mg-K 2 der Abb. 20 stellt die Zusammensetzung der Lösung etwa bei Ende der Polyhalitausscheidung dar. Der Ausscheidungspunkt liegt im Feld des Astrakanits, die weitere Ausscheidung folgt den -*• Dabei werden aber gleichzeitig neben NaCl die durch die jeweilige Schraffur oder Punktierung dargestellten Ca-Verbindungen ausfallen.

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Die Kristallisationsfolge ist die folgende: 1. Kalk C a C 0 3 ; 2. Gips C a C 0 4 - 2 H 2 0 ; 3. Gips und Steinsalz NaCl (von jetzt ab stets mit NaCl); 4. Anhydrit C a S 0 4 ; 5. Polyhalit1) 2CaS04 • K2S04 • MgS04 bis hierher auf dem vertikalen Strich!); 6. Astrakanit Na 2 S0 4 • 4 H 2 0 (der Lösungspunkt liegt im Astrakanitfeld, so daß fortan die Darstellung der Kristallisation im Dreieck erfolgt); 7. Reichardtit M g S 0 4 • 7 H 2 0 ; 8. Reichardtit und " Mä Kainit1) KCl • MgSOa • A b b . 20. Ausscheidungsdiagramm 3H a O; 9. Hexahydrit derMeerwassersalze (nach D ' A N S ) . M g S 0 4 • 6 H 2 0 und Kainit; 10. Kainit und Kieserit M g S 0 4 • H 2 0 ; 11. Kieserit und Carnallit KCl • MgCl 2 ; 12. Kieserit, Carnallit 1 ) und Bischofit MgCl 2 • 6 H 2 0 . Außerdem kennt man noch weitere Mineralien wie die folgenden: Langbeinit 1 ) K 2 S 0 4 • 2 M g S 0 4 , Sylvin1) KCl, Vanthoffit 3Na 2 S0 4 • M g S 0 4 und viele andere. Alle diese letzten kommen in der theoretischen Salzfolge nicht vor, setzen als besondere Bildungs- oder Umbildungsbedingungen voraus. Die in der Natur auftretende Abfolge (Bd. II, S. 112) zeigt nun über dem Kalkstein meist nicht Gips sondern sofort Anhydrit. Astrakanit, Reichardtit, Hexahydrat, Kainit und gewöhnlich Bischofit fehlen als Absatzhorizonte. Das Auftreten von Anhydrit an Stelle von Gips erklärt sich dadurch, daß die sich im Laufe des langandauernden Ausscheidungsprozesses verändernde Lösung soviel MgSind kommen.

K-Mineralien,

die

wirtschaftlich

als

Düngemittel

in

Frage

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reicher geworden ist, daß in ihrer Anwesenheit bereits gebildeter Gips nicht mehr beständig ist. Wird die künstliche Verdampfung bei 5 5 ° oder 7 2 ° C durchgeführt, so entstehen Hochtemperaturparagenesen, die z. T. auch im natürlichen Ausscheidungsprofil zu finden sind. Dabei darf aber nicht unbedingt geschlossen werden, daß bei der natürlichen Salzbildung solch hohe Temperaturen herrschen, ja sie sind nach den Beobachtungen bei noch heute wirksamer Salzbildung (Meeresbuchten, Salzseen) manchmal unmöglich. E s muß dann auf nachträgliche thermometamorphe Umwandlungen geschlossen werden. Überhaupt sind die Salzparagenesen schon bei geringen pt-Anstiegen umwandlungs- und reaktionsfähig, wobei das aus einigen Hydraten austretende Wasser besonders wirksam ist. E s ist unmöglich, die über 1000 m Mächtigkeit erreichenden chemischen Salzabsätze durch einen kontinuierlichen Verdunstungsprozeß aus einem völlig abgeschnürten Becken zu erklären (Quantitätsproblem), denn 100 m Meerestiefe liefern nur 1,6 m Ausscheidungsprodukte (Gips, Steinsalz und Kalisalze). E s muß deshalb eine enge Verbindung über Barren (OCHSENIUS), die einen dauernden oder intermittierenden Zustrom von Salzwasser aus dem offenen Meere ermöglicht, angenommen werden (Analogie mit der Karabugas-Bucht, die vom Kaspischen Meer durch eine schmale flache Schwelle getrennt ist. Durch mögliches Zurückfließen salzreichen schweren Wassers im Unterstrom können die relativen Konzentrationen dabei in schwer übersehbarer Weise verschoben werden. Ähnliche Bedingungen sind auch heute noch in trockenen Subtropen vielfach gegeben und bestanden seit dem Präkambrium in fast allen Formationen irgendwo. Oft sind große Becken allmählich eingedampft und die an den Rändern des Beckens bereits ausgeschiedenen Salze zum Teil durch gelegentliche Regen selektiv gelöst worden und im Beckentiefsten zu erneuter und wegen der veränderten Konzentration abweichender Auskristallisation gekommen.

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

Gelegentlich können die Bedcen durch epirogenetische Bewegungen sich vertiefen oder verflachen. Dabei entstehen recht wechselvolle Paragenesen nach Mineralbestand und relativer -menge. Die gebildeten Salzlager müssen mit einer schützenden Salztonschicht zugedeckt und vor Erosion und Auflösung in regenreichen Zeiten geschützt werden. Die angeführten epirogenen Bewegungen während der Salzbildung kommen deutlich in der rhythmischen Schichtung im Kleinen wie im Großaufbau zum Ausdruck (Abb. 21). Die mächtigeren Salzlager lassen mehrere Zyklen erAlheres 5alzgeblrge

- f * - j ü n g e r e s Saizgebirge»}-jüngstes Saizgetolig«

Mächtigkeit

Abb. 21. Salzabscheidung auf Grube „Hansa-Silberberg" (nach LOTZE). Ü = nicht salinar; 1 = Anhydrit; 2 = Steinsalz; 3 = Kalisalz.

kennen. Stets folgt auf eine progessive Phase (Ca-Karbonat ->• Ca-Sulfat Steinsalz -> K-Salz) eine regressive Phase mit nachfolgender Wiederholung der progressiven, alles Anzeichen für wiederholte Meer- oder auch Süßwasserzuflüsse. b) Terrestrische Salze Die terrestrischen Lösungen sind nach Klima, geologischer Umgebung, Zuflüssen und lokal bedingten besonderem Chemismus von großer Variabilität. Ihre Präzipitate, von denen schon verschiedene erwähnt wurden (AI, Ca, Fe, usw.), sind dementsprechend viel mannigfaltiger als bei Ausscheidung aus dem Meere, wo alles auf eine homogene Ausgangslösung zurückgeht. Von den S. 78 erwähnten krustenartigen Ausscheidungen aus kapillar hochgestiegenen und verdunsteten Ver-

B. Transport und Absatz der Fraktionen

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Witterungslösungen, über Salzsumpfprodukte bis zu den Eindampfungsrückständen aus großen Binnenseen, wo die Verhältnisse, abgesehen von der Lösungszusammensetzung, schon ganz denen mariner Salzlager ähneln können, bestehen alle Übergänge. Chloride treten meist gegenüber Na-Karbonat und -Sulfat zurück. Lokale und zum Teil sehr schwer verständliche Anreicherungen von Boraten und Nitraten lieferten in einigen extremen Wüstengebieten (Death Valley, Cal., bzw. nördliches Chile) große Mengen von Boraten und Nitraten (Salpeter). Natronseen, z. T. mit überwiegendem Na-Karbonat (Soda, Trona), z. T. Na 2 S0 4 als Thenardit bzw. Glaubersalz (Na 2 S0 4 - 10H 2 0), aber auch mit beiden und gleichzeitig NaCl und Gips oder Anhydrit, weiterhin Magnesiumsulfat (Bitterseen) sind weltweit verbreitet (Kirgisensteppe, Ägypten, Somalia, Indien, N- und S-Amerika). Die technisch enorm wichtigen Boratvorkommen (Kirgisensteppe, Kleinasien, Californien, Atacamawüste) enthalten eine Unzahl von wasserhaltigen Ca- und CaNa-Boraten (z. B. Ulexit, Colemanit, Kernit, Pandermit). Die Lagerstätten der Alkalinitrate, besonders des N a N 0 3 (Salpeter) sind bemerkenswert durch ihre hohen Gehalte an Iodat und Chromat. Diese verlangen ein besonders hohes Oxydationspotential, wie es vor allem in den hochgelegenen chilenisch-argentinischen Pampas hinter der Küstenkordillere mit ihren salpeterimprägnierten Sandkrusten (Caliche) verwirklicht ist. 5. Biogene Sedimente Bei Erörterung der hier vertretenen GoLDSCHMiDT'schen Gliederung (S. 71) wurde gesagt, daß Übergänge und Überschneidungen häufig sein werden. Da die Fällungsprozesse in mariner wie terrestrischer Umgebung sich gleichzeitig in der „Biosphäre" (VERNADSKY) vollziehen, werden biogene Vorgänge oft sehr großen Anteil haben. Vorwiegend betrifft das die Ausscheidungen von Kalk, einigen Kieselgesteinen, großer z. T. mit Schwermetallen verknüpften Pyritvorkommen

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

und der größten Lagerstätten von Schwefel. Auf Mitwirkung von Organismen ist schon bei früher erwähnten Paragenesen (z. B. Ca, Fe, Mn — S. 86, S. 87) hingewiesen worden. Die Kalkabsätze im offenen Ozean werden vorwiegend durch Foraminiferen geliefert in Gestalt des Globigerinenschlamms, der etwa 37 % des Meeresbodens ausmacht. Diese kalkliefernden Organismen beteiligen sich beträchtlich auch am Aufbau der Flachseeablagerungen, die außerdem durch die Hartteile von Algen, Korallen, Schwämmen, Brachiopoden, Bryozoen, Echinodermen und Crustaceen gebildet werden. Schließlich sind am Aufbauprozeß der Kalke auch Bakterien beteiligt. Einer analogen Stoffanreicherung begegnen wir in den K i e s e l g e s t e i n e n . Kieselalgen und Kieselradiolarien liefern die marinen D i a t o m e e n s c h 1 i c k e und Radiolarienhomsteine ( R a d i o l a r i t e ) oder die aus ersteren bestehende Süßwasserablagerung, die als K i e s e l g u r , T r i p e l oder Infusorienerde bekannt ist. Auch die marinen Kieselschwämme (Silicispongien) führen zur Anreicherung von Kieselsäure. In allen Fällen stellt die organisch fixierte Kieselsäure ein sehr wanderungs- und umlagerungsfähiges Konzentrat dar, aus dem z. B. sich die Feuersteine und Kieselschiefer bilden. Der organische „ S c h w e f e l k r e i s l a u f " ist für die Bildung besonderer Mineralparagenesen und -lagerstätten von großer Bedeutung. Er kann an sich im Süß- wie Salzwasser erfolgen; da er aber zum Ablauf Sulfate benötigt, wird die letztere Möglichkeit viel wichtiger sein. Er setzt Meeresteile voraus, die von der freien Zirkulation sauerstoffreicher Tiefenwässer abgeschlossen sind, wie es z. B. in den Innenteilen mancher norwegischer Fjorde, an einigen Stellen der Ostsee, besonders schulmäßig aber im Schwarzen Meer zutrifft. Die allerobersten Schichten sind von der Oberfläche her gut durchlüftet und enthalten reiches tierisches und pflanzliches Leben. In einiger Tiefe existieren die „aeroben Bakterien", die zur Entwicklung Sauerstoff braudien. Sie bauen Sulfate (bes.

B. Transport und Absatz der Fraktionen

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gelöstes CäS0 4 ) ab und produzieren freien Schwefel, der in ihrem schlauchartigen Körper gespeichert später zum Lebensprozeß als „Brennstoff" wirkt. Schon Anreicherungen von ihnen können zu kleinen Schwefellagerstätten führen. In größerer Tiefe „schlägt" der Sauerstoffhaushalt plötzlich „um", freier Sauerstoff fehlt, fast alles organische Leben stirbt ab, das Milieu wird alkalisch. Allein die „anaeroben" oder desulfierenden Bakterien entwickeln sich und liefern in ihrem Lebensprozeß, bei dem sie den nötigen Sauerstoff den Sulfaten entnehmen, H 2 S. Die verwandten Fäulnisbakterien entIneboli wickeln im gleichen Milieu aus •Saryhsch N i Ii in iv v vi vi VIII 5 dem Eiweiß von Tier- und Pflanzenresten ebenfalls H 2 S. Dieses ist aber, z. T. mit gleichzeitig gebildetem Ammoniak ein äußerst starkes Fällungsmittel für alle Schwermetalle, besonders Fe, Zn, Pb, Cu. Die in dieser Umgebung abgesetzten S a p r o p e l i t e enthalten außer organischen Resten und daraus entstehendem Erdöl, feinen Schlamm von Kalk und Ton und feinverteilte Sulfide, z. B. im Schwarzen Meer bis 2.5 % FeS 2 . Die Verhältnisse dort sind im (sehr stark überhöhten) Profil HgS-Gehalte ( ) in cm'/l im Abb. 22 dargestellt. Die Schich- N-S-Profil durch das Schwarze Meer (nach N I K I T I N ) . tenfolge in Mitteleuropa enthält von ihnen eine ganze Anzahl, die bald als bitumenreiche Ausgangsstoffe für Ölgewinnung oder auch als nutzbare Lagerstätten von Metallsulfiden in Betracht kommen. (Posidonienschiefer des Lias, Alaunschiefer im Devon und Kulm). Die größten dieser Vorkommen setzen dabei noch gleichzeitige Schwermetallzufuhr aus verschiedenen Quellen, z. B. beim Kupferschiefer Mündung Cu-reicher Flüsse,

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IV. Der äußere Stoffkreislauf

beim Schwefelkieslager von Meggen exhalative Fe- und Zn-Zufuhr voraus, wodurch auch hier gemischte Typen entstehen, recent z. B. Vulcano. In Sapropeliten gedeihen auch die „vererzten Bakterien", in Wahrheit primitive Pilze, die Pyrit speichern und auch so Anlaß zur Fällung von anderen Schwermetallen liefern. Sie sind ebenfalls nicht auf das Salzwasser beschränkt, sondern gedeihen auch im Süß-, ja stagnierendem Grundwasser. Wenn vorhin gesagt wurde, daß die Region der anaeroben Bakterien durch Ammoniak alkalisch sei, die gut durchlüfteten Teile durch die Tätigkeit der Schwefel verbrennenden Aeroben aber sauer, so sind im Grenzgebiet, das durch Zuflüsse nicht ganz stationär ist, Nebenreaktionen zu erwarten. So kann hier Gips ausgefällt werden über Kalk, vor allem kann der geringe Ba-Gehalt als BaS0 4 festgelegt werden. H 2 S bzw. Schwefelammon wird im sauren Wasser zerstört unter Ausscheidung einer zunächst milchigen Suspension von freiem Schwefel. In Kraterseen, wo allerdings die H 2 S-Zufuhr gleichzeitig vulkanisch ist, kann das zur Bildimg großer Schwefelvorkommen führen; kleine Schwefelabscheidungen sind z. B. in den Randseen des Schwarzen Meeres gewöhnlich. Zusammenwirken sedimentärer und exhalativ-vulkanischer Vorgänge ist überhaupt häufig, da z. B. im Flachmeer austretendes H 2 S das Milieu der anaeroben Bakterien begünstigt und gleichzeitig gelieferte Metalle ausfallen läßt. Sulfidische Anreicherungen von Metallen als Sedimente oder sedimentär-exhalative Mischtypen gelangen mit den übrigen sie begleitenden Sedimenten oft in den Bereich der verschiedensten Metamorphosenstufen. Besonders die hoch metamorphen können dabei metasomatischen aus hochhydrothermalem Bereich ununterscheidbar ähnlich werden. Von weiteren biophilen Elementen ist P h o s p h o r das bekannteste. Im sedimentären Zyklus (Bd. II, S. 110) ist das OH und C 0 3 führende Ca-F-Phosphat, der P h o s p h o r i t , — ein Glied der Apatitgruppe — eine häufige

B. Transport und Absatz der Fraktionen

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biochemische Fällung. Tierische Organismen aller Entwicklungsstufen bauen Phosphorsäure in ihre Hartteile ein, so in Knochen und Zähnen der Wirbeltiere, den Schalen vieler Brachiopoden, aber auch in Freßwerkzeugen von Würmern, Panzern von Insekten usw. P-Säure findet sich reichlich auch in tierischen Ausscheidungen (Fäkalien und Urin), die nach geeigneter Anreicherung zu bedeutsamen Konzentrationen werden können (Guano von Vögeln und Fledermäusen). Auch durch die Pflanzen werden erhebliche Mengen gelöster P-Säure, die durch die Verwitterung primärer Phosphate frei geworden sind, aufgespeichert. Während des Verwesungsprozesses absterbender und sich sedimentierender Organismen entsteht lösliches Ammoniumphosphat, das mit Kalk, AI- oder Fe-Hydroxyd sich zu Phosphorit, Al-(Wavellit) oder Fe-Phosphat (Vivianit) umsetzt. Wahrscheinlich kann auch durch bakterielle Tätigkeit die im Meerwasser gelöste P-Säure ebenfalls angereichert werden. Auch manche Sapropelite können •— außer in den Tierresten — durch Ammoniumfällung bedingte Phosphatanreicherungen enthalten. Verwitterungsoberflächen mit Regressions- und Transregressionserscheinungen können, wo P-haltige Hartteile rezenter oder fossiler Lebewesen aufgearbeitet werden, ebenfalls recht reich an Phosphorit sein. V. ÄUSSERE FORM U N D INNERES GEFÜGE DER LAGERSTÄTTEN Das Wesen einer „Lagerstätte", und besonders einer „nutzbaren Lagerstätte" ist, daß in ihr bestimmte Stoffe gegenüber der sonstigen Verbreitung in Gesteinen erheblich angereichert sind. Sie wird dabei in vieler Hinsicht ihre Besonderheiten haben, die zu kennen für Aufsuchung und weiter für Gewinnung des in ihr enthaltenden Mineralbestandes wichtig ist. Während bisher besonders auf die geochemischen Wege, die zu dieser Anreicherung führen konnten, eingegangen wurde, soll jetzt die äußere Form und das Gefüge im Großen und Kleinen behandelt werden. 7 Eizlagerstättemkunde I

98 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten 1. Die F o r m der Lagerstätte im geologischen Verband ist das erste Untersuchungsobjekt. Sie gibt schon eine Menge von Aufschlüssen über die mögliche Entstehung, ist aber in allererster Linie wegen der bergmännischen Erschließung von Bedeutung. 2. Die T e x t u r der Erzgefüge im Großen, d. h. im Zentimeter-, Handstück- bis Meterbereich gibt die wechselseitige Lage der Mineralkomponenten im Raum an. Oft zeigt sie genetische Beziehungen an, z. B. ob die Lagerstätte eine Durchbewegung erlitten hat, rhythmisch abgesetzt wurde usw. 3. Die davon nicht immer scharf abzutrennende S t r u k t u r erfaßt die Eigenschaften des Einzelkorns nach Größe, Form, inneren Aufbau und Verwachsung mit Nachbarkörnern. Ihre Untersuchung ist geologisch und mineralogisch von größter Bedeutung, ebenso für die mechanischen Trennungsverfahren zur Herstellung der Konzentrate.

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper Die geologischen Körper, welche die nutzbaren mineralischen Stoffe innerhalb eines mehr oder weniger deutlich abgrenzbaren Raumes angereichert enthalten, sind nach ihrer Entwicklung in 3, 2, 1 Dimension rein formal leicht zu gliedern, wenngleich unmerkliche Übergänge in Form und Größe allgemein sind. Wir unterscheiden: Stöcke und Nester, Lager, Schichten und Gänge, Schläuche und Schlote (Pipes). Diese Gliederung hat an sich noch keinerlei geologische Bedeutung. 1. Stöcke Stöcke sind 3-dimensional unregelmäßig begrenzte Gebilde, gewöhnlich mit einer gegenüber dem Nebengestein durchgreifenden diskordanten Lagerung. Schulbeispiele sind die Körper von Intrusivgesteinen, doch sind Imprä-

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper

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gnationskörper und die kompakten Massen metasomatischer Verdrängung nicht weniger typisch. Der geologische Begriff „Stock" enthält den Begriff großen Umfangs, was gegenüber der nächsten Gruppe wesentlich ist. Im einzelnen sollte er näher beschrieben werden, was z. B. mit Ausdrücken wie Kartoffel-, Zigarren-, Rüben-förmig geschieht. Der zeitweise mit „Stock" verknüpfte Gedanke besonders großer Tiefenerstreckung ist überholt. Mineralisierte „Stöcke" können riesige Ausmaße haben, Salzstöcke, die allerdings nur tektonisch modifizierte Teile von Lagern darstellen, z. B. im Streichen Dutzende von km erreichen, vererzte Granitnachschübe, z. B. Träger von Zinn und f ausgebleichter Huh Molybdän immerhin ganze Berge aufbauen. Viele Sulfiderzstöcke mögen ähnlich Salzstöcken erst während einer Tektonik zusammengewandert sein, sonst aber wird den gesamten Vererzungsbereich, auch wenn er nesterweise reicher und ärmer ist, eine einheitliche Entstehung charakterisieren, gleichgültig welcher Art sie ist. Bei der Lokalisierung imprägnativer Vererzungen von Gesteinskörpern spielt nicht nur Wegsamkeit, d. h. das VorMonzonif handensein von Poren oder verästelten Sprungsystemen eine Rolle, sondern A b b . 23. Vertikal-Profil u n d G r u n d r i ß durch d i e Pilares M i n e , auch der Umstand, daß im S o n o r a , Mexiko. Hangenden (oder auch seitlich) undurchlässige „Erzstauer" vorhanden sind. Vererzte Vulkanschlote wie El Teniente (Braden) in Chile oder

100 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten Pilares in Sonora (Abb. 23), auch die z. T. mächtigen Kimberlitschlote führen schon über zu den bevorzugt eindimensional entwickelten Formen. N e s t e r sind kleinere Gebilde, Teile einer großen Einheit. Auch sie sind in den Formen sehr wechselvoll — von fast kugelrund bis höchst kompliziertverästelt. Die Abgrenzung zum nicht mineralisierten Nebengestein kann scharf und unscharf sein. Die Tektonik des umgebenden Geaber ebenso wieder seine Porosität und Chemismus können entscheidend werden. Vergleiche so Abb. 24, wo die schwarz eingezeichneten Erznester von Spaltensystemen wie von der Anwesenheit verdrängungsfähiger Kalke abhängen. Nesterform haben gern die Chromitlagerstätten, auch manche Titanomagnetite usw. Bei den größeren der letztgenannten wird man auch schon von Stöcken reden.

Abb. 24. Metasomatische Blei-Zinkerze des Aachener-Stolberg-Bezirkes (nach S C H N E I D E R H Ö H N ) .

STEINS,

2. Zweidimensionale Körper Bevorzugt zweidimensional sind S c h i c h t e n , L a g e r , L i n s e n , G ä n g e und z . T . auch S c h l i e r e n . — S c h i c h t i g e M i n e r a l i s a t i o n ist naturgemäß typisch für die meisten sedimentären Bildungen, z. B. Eisenoolithe, Kalkhorizonte, bakteriell gefällte Kiesellagerstätten usw. Durchaus schichtig und horizontbeständig können aber auch später eingewanderte Vererzungen sein,

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper 101 die z. B. porösen Sandsteinen oder Tufflagen folgen. Bei ihnen wird naturgemäß die Frage syngenetisch oder epigenetisch gelegentlich umstritten sein. Durchaus lagenförmig können aber auch —• in geeigneter Umgebung — magmatische Aussaigerungen schwerer (oder auch leichter) Komponenten sein. Bei rhythmisch wfechselnden Bedingungen können sie durchaus sedimentäre Folgen bilden, die sie ja — in einem sich differenzierenden Magmenkörper — in gewissem Sinn auch sind (Abb. 25). Sie sind übrigens keineswegs auf das immer zitierte Bushveld beschränkt, sondern in allen „layered intrusives", im Kleinen schon in manchen Lavaströmen erkennbar.—Auch „ L a g e r g ä n g e " , in d e n e n

Abb. 25. Profil durch den Chromithorizont

hydrothermale Verer- '' < s Bushveidkomplexes (nadi DU T O I T ) . zung der Schichtfuge folgt, gehören hierher. — Dem Begriff „ L a g e r" wird im Sprachgebrauch des Bergmanns gegenüber „Schicht" oder „ F l ö z " oft der Begriff größerer Mächtigkeit beigelegt. Das geschieht aber nicht konsequent. Alle Schichten, Flöze, Lager werden irgendwann dünner werden und schließlich auskeilen, sich also mit einem mehr oder minder großen Pfannkuchen vergleichen lassen. Ist die Dicke, bergmännisch „Mächtigkeit", gegenüber der seitlichen Erstreckung nennenswert, so sprechen wir von „Linsen". Auch diese können, genau wie das bei Schichten dargestellt ist, sehr verschiedener Entstehung sein. Bei ihnen kommt nun noch hinzu, daß bei tektonischer Deformation im wesentlichen dreidimensionaler Körper „eine Auswalzung zu Linsen" trivial ist. Im sedimentären Bereich wird die Bildung linsenförmiger Mineralisation übrigens meist schon ungewöhnliche Bedingungen bedeuten.

102 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten G ä n g e sind in ihrer Form wieder ausgesprochen zweidimensional, doch wird—mit guten, aber doch nicht immer zutreffenden Gründen — dieser Begriff fast allein für die gewöhnlich steil einfallenden Vererzungen gebraucht, die tektonischen Kluftsystemen folgen, also stets epigenetisch und überwiegend hydrothermal gebildet sind. Sie waren bis vor 100 Jahren fast die einzigen Lieferanten für alle Metalle außer Eisen, und A G R I C O L A hat bereits ihr Auftreten mit allen Einzelheiten in seinem Werk D e r e m e t a l l i c a meisterhaft beschrieben. Ihre Erkennung als epigenetisch ist bei diskordantem Durchsetzen durch das Nebengestein einfach, kann aber, wie schon S. 101 angedeutet wurde, schwierig sein, wenn ein Gang („Lagergang") in steilstehendem Nebengestein einer Schichtfuge folgt (Abb. 26). Die Grenze des Ganges zum Nebengestein bezeichnet man als S a l b a n d (und zwar als hangendes bzw. liegendes S.). Da sich in Salbandnähe die Einflüsse späterer Bewegungen und ebenso jüngerer Stoffzufuhr besonders bemerkbar machen, sind hier in Textur (z. B. „Bleischweifbildung") wie im Mineralbestand Besonderheiten zu erwarten. Als Bewegungsfläche ist dem Salband oft ein lettig toniger Abb. 26. 1. Liegendes SalBelag („Lettenbesteg", „Gangtonband (meist scharf). 2. Hanschiefer") eigen. Bei Gängen hoher gendes Salband (oft aufgespalten). 3. Gangausbiß Bildungstemperatur und fehlender über Tage - - Hauptgang. Bewegung nach der ersten Verer3 a, b. Hangende Nebentrümer. 4. Gangscharungen zung ist dagegen eine enge, oft mit reichem Erz. 5.—8. verquarzte Verwachsung GangSchichten verschied. Härte Nebengestein am Salband vorhanund Zusammensetzung. den („frozen to the walls"). Gänge weisen äußerst wechselnde Dimensionen auf. Die Dicke (Mächtigkeit) mag von Messerrückenstärke bis 20, ja 100 m gehen, die Längserstreckung im Einzelgang

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper 103 erreicht 20 km, in Gangsystemen oder -Scharen, z. B. im Mother Lode in Californien, auch mehrere Hundert km! Es ist übrigens zu sagen, daß der Gangreichtum, der Gehalt an wörtvollen Erzmineralien, bei mäßigen, ja winzigen Mächtigkeiten viel günstiger sein kann als bei großen. Die Gangbildung ist im Grunde eine tektonische Erscheinung. Epirogene auf- oder abwärts oder auch seitlich gerichtete Bewegungen einerseits, Zerr-Risse senkrecht zu den Falten im gefalteten Gebirge andererseits, schließlich wirre Spaltensysteme an Aufbeulungen durch Intrusionen sind die Ursache für die Entstehung von 2-dimensional gestalteten Hohlräumen oder Spaltsystemen, oder auch Partien geringer Kohäsion, die alle zu bevorzugten Wegen für zirkulierende Lösungen werden. Natürlich erfolgen alle diese tektonischen Bewegungen selten in einer Phase, meist werden sie in vielfachem Wechsel geologische Perioden hindurch wirksam sein, und so können gelegentlich die Gänge sogar Vererzungen, die verschiedenen Erzbringern entstammen, aufnehmen, jedenfalls aber nach Temperatur und Druck eine sehr wechselvolle Geschichte haben. Viele berühmte Erzgebiete, z. B. sächsisches Erzgebirge, Coeur d'Alene in Idaho, nördliches New South Wales, haben, was tektonische Spaltenbildungen wie Wechsel der Mineralisation angeht, durch lange Perioden hindurch eine komplizierte Geschichte gehabt, die heute noch nicht ganz entwirrt ist. Die neuen Umdeutungen der verschiedenen „Gangformationen" von Freiberg zeigen das vorzüglich. Es ist vorhin schon gesagt und in Abb. 26 erläutert, daß die Abgrenzung der Gangvererzung zum Nebengestein scharf oder, besonders im Hangenden weniger scharf sein kann. Das hängt oft vom Nebengestein ab. Oft kann derselbe „Gangzug" ein mächtiger, wohlabgegrenzter Gang sein, z. B. in kompakten festen, aber durch Tonschieferlagen nicht spröden Gesteinen, oder eine Fülle von unregelmäßigen dünnen Sprungausfüllungen in spröden Quarziten oder Quarzporphyren, oder eine unscharf

104 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten abgegrenzte Imprägnationspartie in stark porigen Arkosen oder Tuffen, und schließlich auch übergehen in Verdrängungskörper in Kalken. Kleine metasomatische Erscheinungen sind aber auch im kieseligen Nebengestein typischer Gänge häufig; besonders bei Kupfer und Gold kann es nötig werden, neben der Gangmasse „vererztes Nebengestein" mitzugewinnen. Da das Aufreißen einer Verwerfung bei gleichzeitiger seitlicher oder vertikaler Verschiebung nicht einen gleichmäßig breiten, sondern viele in wechselndem Maß an- und abschwellende Hohlräume bildet, ist die Mächtigkeit der Vererzung oft äußerst verschieden, reiche Partien „Erzfälle" werden mit kaum mehr erkennbaren dünnen Schnürchen abwechseln. Das kann natürlich auch in vertikaler Richtung erfolgen, so daß ein „Abnehmen des Reichtums nach der Teufe" nicht immer eine ungünstige Prognose zu bedeuten braucht. Anlässe zur Bildung vererzungsfähiger größerer Hohlräume in Gängen können durch lokale Torsionen, Kreuzungen mit anderen Verwerfern, Aufstauchungen im gefalteten Nebengestein gegeben sein. Auch Gangabzweigungen oder -gabelungen sind häufig. Aufteilen in mehrere sich verjüngende Äste nennt man Z e r s c h l a g e n des Ganges. Es ist besonders beim Übertritt in milderes Gestein zu Abb. 27. Gangtypen. 1. „Saddle R e e f ' - G o l d q u a r z gänge (schwarz), Bendigo, Victoria. 2. „Leitererwarten und Gänge" Woods Point, Victoria, durchsetzen rechtkann zum völliwinklig einen steil fallenden Eruptivgang. gen Verschwindes Ganges führen. Abläufer des Ganges ins Neben-

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper 1 0 5

gestein werden als hangende (selten liegende!) Seitentrümmer bezeichnet.

Besonders auffällig (und eigentlich recht ungewöhnlich!) sind die „Saddle Reefs" in Goldgängen in Victoria, Australien, wo eng gefaltete Wechsellagerung von Sandstein und Schiefer in den Sätteln Hohlräume entstehen — bis 10 übereinander •— läßt, die bevorzugt mineralisiert sind. Der eigentliche erzzuführende Gang ist ± vertikal und kaum erkennbar (nicht in Abb. 27 a). Die Leitergänge erfüllen die Quersprünge von spröden Gesteinen, die in mehr plastischen eingelagert und durch zerrende Beanspruchung zerrissen sind; die Stoffzufuhr erfolgt aber wieder durch ungefähr vertikale Zubringer (Abb. 27 b).

Noch kompliziertere, aber in der Grundanlage von Gängen ausgehende Vererzungsbilder sind in Abb. 28 dargestellt. Die zugeführte Erzlösung benutzt eben jede nach Form des Hohlraums wie Art des Nebengesteins günstige Stelle zur Ausfällung.

Abb. 28. Ein Erzgang an einer Verwerfung „zerschlägt" sich pinienförmig, um vor einem tonigen „Erzstauer" den Metallgehalt in kompakter oder lockerer Imprägnation abzugeben.

3. Bevorzugt eindimensionale Vererzungsformen Gerade eben wurde erwähnt, daß die Kreuzung zweier Gänge, räumlich gesehen eine Richtung im Raum, Erzausfällung sehr begünstigt. Solche dünne s c h l a u c h förmige Erzkörper haben viele Namen erhalten, was schon auf ihre Redeutung hinweist — am bezeichnendsten ist wohl Chimney ( = Schornstein). Ebenfalls Erzschläuche, in der Art der Mineralisierung wie in der geologischen Deutung aber ganz abweiAbb. 29. „Kieslineal" chend, finden wir in manchen Zinnvor( n a c h KJERULF). D i e in gleicher Weise kommen nahe dem Dach der Zinn-fühschwach gefalteten renden Granitintrusion. Diese ZinnBlödce sind etwas versetzt, wodurch schläuche sind wohl der Platz alter, im der vererzungsfähige zähflüssig werdenden Gestein aufsteiHohlraum entsteht.

106 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten gender Blasenzüge. Ebenfalls sehr tiefreichend, aber von kleinem, fast genau kreisförmigem Querschnitt sind die H o r t o n o l i t h s c h l o t e mit Platingehalt im Bushveld. Fast eindimensional können auch hydrothermal gefüllte E r z l i n e a l e werden, die einer Zerknitterungsfuge im Nebengestein folgen. Es sind noch andere derartige Möglichkeiten beschrieben und denkbar. Schon früher wurde auf die viel größeren, aber in der Form ganz ähnlichen Diamant-P i p e s und auf vererzte Vulkanschlote hingewiesen. 4. Erzfälle „ E r z f a l l " , „ore s h o o t " , „ b o n a n z a " , „col o n n e m i n é r a l i s é e", „ p a y s t r e a k s", u. v. a. sind bergmännische Bezeichnungen, die in Lagerstätten aller Art, besonders aber in Gängen, Stellen besonders reichlicher oder wertvoller Mineralführung herausheben. Ihre Abgrenzung ist natürlich durchaus zufällig und wirtschaftlich bedingt; eigentlich könnte man, z. B. bei unscharf abgegrenzten Imprägnationen, den jeweils die Bauwürdigkeitsgrenze überschreitenden Teil so bezeichnen. In Gängen, metasomatischen Vorkommen und Seifenlagerstätten wird ihre Erkennung und Verfolgung zu einem wirtschaftlich entscheidenden Problem. Besonders bei Edelmetallvorkommen geht ein großer Teil der Betriebsunkosten in die systematische Probenahme bei ihrer Verfolgung. Ihre Entstehung hat, wie die Lagerstättenbildung selbst, die verschiedensten Ursachen, die aber längst nicht alle bisher verstanden werden. Physikalische Ursachen sind z. B. die verschiedenen Möglichkeiten, die das Nebengestein lokal durchlässiger machen (Faltenscheitel, Flexuren) und damit die E r lösungen zu plötzlicher Ausfällung zwingen. Dasselbe kann bei plötzlicher Gangausweitung eintreten. Auch die

A. Die Form der Lagerstätte als geologischer Körper

107

Abb. 30. Erzfälle in Gängen. 1. Erzfälle an von Erzgängen durchquerten Antiklinalen, flacher Riß, Tombstone-Distr. Arizona (nach CMURCH). 2. Erzfälle in Gang der Braunspatformation, Himmelsfürstfundgrube, Freiberg, Sa., flacher R i ß des Erzganges (nach H. MUELLER) . 3. Goldfällung in Quarzgängen an Kreuzung mit kohlig-pyritischen Schiefern. BallaratGoldfield, Süd-Ost-Australien (nach PICKARD). 4. AusFällung von Cu-Erz durch hornblendeführenden Granit

(nach

WEED).

stauende Wirkung undurchlässigen Nebengesteins kann (vgl. S. 105) mitspielen. In Seifenlagerstätten können sie Stellen starker Strömungen in den ehemaligen Flußsystemen oder alte Brandungslinien darstellen. Chemische

Abb. 31. Vereisung an Flexuir im nördlichen Arkansas (nach MC. KNIGHT).

Ausfällung wird durch kohlig-bituminöses oder Eisensulfide in feiner Verteilung enthaltendes Nebengestein ausgelöst (s. Abb. 30); das letztgenannte ist als sogenannte „Fahlbandfällung" seit Jahr-

108 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten hunderten bekannt. Ähnlich können Nebengesteine mit FeO-reichen Silikaten wirken usw. In Einzelfällen werden physikalische und chemische Ursachen zusammenwirken. Das mag z. T. für die Gangkreuze (vgl. S. 102) zutreffen, wo Zerreibungszustand des Nebengesteins und die sich wechselseitig ausfällenden Lösungen gleichzeitig wirksam sind (Abb. 31).

ß. Die Textur in den Lagerstätten Sehr wenige Mineralvorkommen oder Lagerstätten nutzbarer Erze sind stofflich homogen, d. h. nur aus einem Mineral aufgebaut; sie bestehen vielmehr meist aus teilweise sehr komplexen Gemengen. Außer der Art der Komponenten selbst interessiert ihre räumliche Anordnung, die T e x t u r , und die Form, Größe und Korneigenschaft des Einzelminerals, die S t r u k t u r . Beide werden auch als „Gefüge" zusammengefaßt und sind in Grenzfällen nicht scharf zu trennen. Nach einer im Gangbergbau schon immer üblichen Einteilung unterscheiden wir zwischen 1. „ E r z e n " , 2. G a n g a r t e n , 3. G a n g g e s t e i n , d. h. Bruchstücken aus dem Begleitgestein. Das Mengenverhältnis zwischen Erz (hier gleich „Verbindungen der zu gewinnenden Elemente"), Gangart und Ganggestein kann außerordentlich wechseln. Die Edelmetallvorkommen können z. B. 5 g Au oder 2 g Pt einer t Gangart gegenüberstehen. Die Gangarten gelten im allgemeinen als unerwünschtes „taubes" Material, das durch eine Aufbereitung abgestoßen werden muß, doch können sie fallweise als Nebenprodukt genutzt, ja wirtschaftlich entscheidend werden (z. B. Fluorit, Baryt, Siderit). Alle Einzelheiten des Gefüges können über die Geschichte einer Lagerstätte Wichtiges aussagen. Ihre Deutung kann aber sehr schwierig sein, weil verschiedene Vorgänge zu ganz ähnlichen Bildern im Großen wie im Kleinen führen können, weil Besonderheiten, die bei einem

B. Die Textur in den Lagerstätten

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Mineral sichere Kriterien für eine bestimmte Entstehung sind, bei anderen bedeutungslos werden, und weil es oft darauf ankommt, bei später umgebildeten Strukturen die eigentlich entscheidenden Relikte zu erkennen. Gegenüber solchen Umbildungen sind viele Sulfide viel anfälliger als z. B. die Oxyde und die meisten Silikate. Es wird zweckmäßig sein, zunächst ohne Rücksicht auf die Entstehung die F o r m in den Vordergrund zu stellen und zwar sowohl bei Textur wie Struktur. Natürlich sind die Bildungsmöglichkeiten dabei schon anzudeuten. 1. Texturen L a g e n förmig sind zweidimensionale Anordnungen, wie sie etwa in einer im Sandstein eingelagerten Tonschicht vorliegen; hier ist sie natürlich sedimentär. Lagen bilden aber z. B. auch Glimmermineralien in einer irgendwie entstandenen Paragenese, die ausgewalzt wurde, oder die symmetrisch oder unsymmetrisch parallel den Salbändern eines Ganges (Abb. 32) rhythmisch ausgefällten Mineralien usw. Man hat versucht, hier wie anderswo, eine Unterscheidung durch den Zusatz „primär" oder „sedimentär" zu treffen — dieser Ausweg stellt nur neue Fragen. B ä n d e r sollten eigentlich tatsächlich bandförmige,, d. h. im wesentlichen eindimensionale Texturen genannt werden, doch werden eigentlich allgemein mehrfach wiederholte Lagen so bezeichnet. Eindimensional sind z. B. dünne S c h l ä u c h e , geradlinig oder wurmförmig gekrümmt, wie es z. B. Entgasungskanäle von Laven sind, die aber auch mit ganz anderen Dimensionen und Deutungen vorkommen. Gedacht ist dabei z. B. an Zinnerzschläuche von Zaaiplaats-Typ oder die tektonisch bedingten Erzlineale mittelnorwegisdier Kieslager (vergl. Abb. 29), oder an „Griffelschiefer"-Gefüge bei metamorphen Schiefern wie Erzen. — D r e i dimensional sind schließlich alle richtungslosen Gefüge, die übrigens streng genommen gar nicht so häufig sind. Wir rechnen hierher alle Kugel-, Ringel-, Kokarden-,

110 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten

Kupferkies,Pyrit, FahlerE S n K b l e n d e A r s e n Kies, Bleiglanz 4- c m

Qemenge von Quarz, Siderit. F e d e r e r z . Bleiglanz,Z'blende

Abb. 32. Erzgang mit symmetrisch-lagenförmiger Textur Pribram, Böhmen.

B. Die Textur in den Lagerstätten

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Breccienstrukturen, von denen ein Teil durch einen sehr ausgesprochen räumlichen Rhythmus ausgezeichnet ist. — Entsprechend der früher überragenden Bedeutung des Gangbergbaus sind diese Texturen hier besonders gründlich untersucht worden; vielfach werden unbewußt manche Bezeichnungen, die durchaus auch bei anderen Lagerstättentypen anwendbar wären, auf sie bezogen. Ein Gang entsteht dadurch (s. S. 102), daß zwei Gesteinspartien durch Brüche getrennt werden, wobei, wenn keine vertikale oder horizontale Verschiebung in der Gangfläche erfolgt, ein ± parallel begrenzter Hohlraum entsteht. In ihm aufsteigende Lösungen werden ihren Mineralbestand in Krusten auf den Salbändern absetzen. Es entsteht manchmal sehr gleichmäßig rhythmische L a g e r und B ä n d e r t e x t u r , die bei ± vertikalen Einfällen symmetrisch zur Gangmitte sein kann (selten! — Abb. 32). Meist aber werden Verschiebungen ein Auf- und Abschwellen der Gangräume bedingen. Sehr oft wird dabei grob oder fein zerbrochenes Nebengesteinsmaterial oder auch solches älterer Gangabsätze in die Hohlräume rutschen und sich mit Erz- und Gangartmineralien und zwar oft schalig umkrusten. • Älterer EH Kal2 it ¡^Zinkblende Es entstehen Brecprrn Jüngerer • • Bleiglanz I ® Sandflein cien-, Kokarden-, Rin5 cm gjg Mergelkalk gelerztexturen (Abb. 33), die an sich aber Abb. 33. Kokardenerz, Clausthal, Harz.

112 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten bei metasomatischen Bildungen jeder Art und auch sedimentär möglich und häufig sind. So bildet z. B. jeder O o 1 i t h einer oolithischen Eisenerzlagerstätte gewissermaßen eine Kleinkokarde (Abb. 33), Umkrustungen von zerbrochenem Serpentin mit Garnierit ebenfalls usw. — Bei nicht vollkommener Erfüllung der Hohlräume können in allen diesen Fällen D r u s e n entstehen. Diese können sich aber auch bilden, wenn erstausgeschiedene Mineralbestände gegen später zirkulierende Lösungen unbeständig werden, was besonders bei den in Temperatur und Druck schnell variierenden Bedingungen epithermaler Gänge häufig, aber keineswegs auf sie beschränkt ist. Die Plätze weggelöster Mineralien werden dann von fremdem Stoff erfüllt, es entstehen P s e u d o m o r p h o s e n ( z . B. Quarz nach Baryt, Hämatit nach Calcit) und weiter besonders bei den Erzmineralien bis in feinste mikroskopische Feintexturen und -strukturen gehende V e r d r ä n g u n g e n . Man spricht dann auch von „innerer Gangmetasomatose", die oft auch zu großartigen Verkieselungen hereingebrochener Schieferschollen führt. Woher die Lösungen kommen, die alle diese Gefüge liefern, ist prinzipiell gleichgültig; es ist hier an die von unten kommenden der Erzgänge, die aus seitlidi zirkulierenden der alpinen Kluftfüllungen, der deszendierenden vieler Hutbildungen, ja die prächtigen Kokarden mancher Kugelgranite, wo Magma in rhythmischen Schalen Fremdeinschlüsse resorbiert, zu denken. 2. Strukturen (i. e. S.) im K 1 e i n g e f ü g e Der Begriff „Struktur" wurde vielfach als Sammelbegriff für alle Gefügeeigenschaften gebraucht. Die Tendenz ist jetzt, ihn auf die Eigenschaften des Einzelkorns zu beschränken. Ubergänge sind selbstverständlich. Wir beginnen mit den „ I n n e n e i g e n s c h a f t e n " des Korns : Z o n e n : Wachstum aus Lösung, Schmelze, Gas ist meist mit kleinen, oft rhythmisch wechselnden Änderun-

B. Die Textur in den Lagerstätten

113

gen in Konzentration, Drude, Temperatur verknüpft. Die Kristalle werden „zonar", was an Verteilung von Einzelschlüssen, kleinen Härteunterschieden, wechselnder Farbe, chemisch verschiedener Angreifbarkeit erkennbar ist. Zonen können einen Richtungssinn des chemischen Ablaufes erkennen lassen, z. B. kann Flußspat innen reich, außen ganz arm an Fremdelementen (z. B. Yttrium) sein. — Z w i l l i n g e . Fast alle Kristallarten können Zwillinge bilden. Manche entstehen spontan beim Wachstum und besagen genetisch wenig („Wachstumszwillinge"), andere entstehen durch irgendwie gerichteten Druck und sind d a n n wichtig, da sie nicht nur über das Vorhandensein eines Druckes, sondern auch seine Richtung, unter Umständen über die zeitliche Einordnung dieses Druckes Aufschluß geben („Druck- oder Gleitzwillinge"), schließlich solche, die bei physikalisch-chemischen Zustandsänderungen, meist beim Übergang einer Hochtemperaturmodifikation in eine niedriger symmetrische Tiefmodifikation entstehen („Umwandlungszwillinge"). Sie gehören zu den wichtigsten „geologischen Thermometern", sagen also z. B. bei Ag 2 S aus, ob sich das Mineral über (Silberglanz) oder unter 179° (Akanthit) gebildet hat. — Manchmal erkennt man verbogene, oder in sich / / einer Ebene verschobene Kristallkörner; diese Erscheinung geht auf Verschiebungen / / einer dichtbesetzten Netzebene zurück (die Schreibfähigkeit eines Graphitstiftes — Bleistift! — beruht darauf). Auch das kann genetisch ausgedeutet werden. K o r n z e r b r e c h u n g („in situ Kataklase") kann ohne räumliche Versetzung (sonst müßte es anderswo behandelt werden!) des Mineralkorns aus verschiedenen Gründen, z. B. plötzlichen Schlag, Entlastung eines früher stark zusammengepreßten Gesteinspakets usw. entstehen. G i t t e r m o s a i k , d. h. Aufbau des Kristalls aus kleinen fast parallelen, aber doch etwas versetzten Teilen ist besonders bei großen Kristallen gewöhnlich und beruht auf Störungsstellen beim Wachstum. Besonders wichtig sind die E n t m i s c h u n g s e i n s c h l ü s s e , die erkennen lassen, daß ein Hochtemperaturmischkristall das 8

Erzlagerstättenkunde I

114 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten Fremdmineral gelöst enthielt, es aber unter einer bestimmten Temperatur (Solvuskurve) entmischte. Bei der Unzahl der Beispiele können sehr viele geologische Schlüsse daraus gezogen werden (vgl. Abb. 34 a, b, c, d). „ A u ß e n e i g e n s c h a f t e n " d e s K o r n s , oft schon zur Textur führend, sind Kornform, Korngröße, Kornbindung und z. T. Raumerfüllung. Die erste Feststellung ist, ob das Material kristallin oder glasig amorph ist, oder beides, Kristalle und Glas (oder auch eine andere amorphe Komponente) enthält. Sodann ist bei Kristallinität festzustellen, ob einige Komponenten bevorzugt idiomorph (eigengestaltig) sind, oder ob alle ungefähr vergleichbare Kornentwicklung haben. Man hat bei den Gesteinen oft die Ursachen dieser Wechselbeziehungen erkannt, z. B. glasig oder teilweise glasig bei Ergußgesteinen; Gegensatz „idiomorpher Einsprenglin": „feinkristalliner Grundmasse" ebenfalls bei Ergußgesteinen; völlig kristalline Gemenge meist xenomorpher Kömer bei Tief engesteinen; Aggregat gleichmäßig rundlicher Körner („granoblastisdi") bei kontaktmetamorphen Gesteinen usw. (Abb. 36 a). Man muß sich aber g a n z e n t s c h i e d e n hüten, das auf Lagerstätten zu übertragen, wo alles andere oft verschiedene andere Deutungen haben kann. So können z. B. niedrig hydrothermale Lösungen amorphen Opal neben Ajitimonitkristallen liefern, große idiomorphe Pyrite Spätbildungen metamorpher Lagerstätten sein und so fort! Die K o r n f o r m kann natürlich sehr stark variieren: nadelig, säulig, dick- und dünn-tafelig, blätterig, isometrisch-rundlich oder eckig sein. Dabei noch in allen Graden „unregelmäßig": lappig, fetzenförmig, skelettförmig usw. Bei großer Erfahrung sind auch hier Schlüsse zu ziehen, wenn man z. B. weiß, daß dasselbe Mineral bei hoher Temperatur säulige, bei niedriger tafelige Form bevorzugt. K o r n g r ö ß e ist ein quantitativ schwer zu erfassender Begriff, da die verschiedenen Mineralien sehr wechselnde Neigung zur Bildung großer Kristalle haben und da auch die genetischen Gruppen sich unterscheiden.

B. Die Textur in den Lagerstätten

115

Abb. 34 a. Zonenbau am Bravoit (Fe, Ni)S2. Die Fe-reicheren Partien sind heller. Mediernich, Eifel.

Abb. 34 b. Zwillingslamellen (Umwandlungslamellen) an Kupferkies hoher Bildungstemperatur.

Abb. 34 c. Entmisdiungsstruktur mit einem isometrischen Netzwerk. Typ sehr verbreitet, z, B. Spinellfamilie.

Abb. 34 d. Entmischungsstruktur mit zweidimensionalem Muster. Hier Hämatit im Ilmenit.

8*

116 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten Man spricht von riesen-, groß-, grob-, mittel-, fein-körnig und, für das freie Auge nicht mehr auflösbar, dicht. K o r n b i n d u n g , Verknüpfung des Korns mit seinen Nachbarn, kann einfach sein, d. h. die Grenzlinien sind denkbar kurz, oder in jedem Maße kompliziert: verzahnt (Abb. 36 b), verflochten myrmekitisch. Alle diese Bindungen sind u. U. wieder genetisch ausdeutbar. Natürlich ist die Kornbindung auch für die Festigkeit des betr. Aggregats entscheidend; ein Kalkmarmor, der fast immer verzahnte Bindung hat, ist also fester als ein Dolomitmarmor, wo diese einfach und die Kornform rundlich ist. Viele „Großtexturen" werden in der Handstückgröße unansehnlich, sind aber bei einiger Übung noch zu entziffern. Das trifft sogar auf Stücke grobbankigen Sandsteins zu, ebenso auf granitähnliche Gneise oder etwa Stücke aus zunächst ganz homogen erscheinendem Basalt eines mächtigen Lavastroms. Überall besteht eine auf die ursprüngliche, an sich ganz heterogene, Entstehung hindeutende verschleierte Lagenstruktur. Ein Handstück wird dann meist unschwer die Ebenen des Haupt- (H), Längs- (L), Quer- (Q) bruchs erkennen lassen (Abb. 35). In Einzelfällen (z. B. dem eben genannten Sandstein) wird Q und L nicht zu unterscheiden sein, meist aber ist bei der Bildung, z. B. Lava„strom", eine Richtungstungskomponente vorhanden, die L vor Q auszeichnet. Besonders auffällig sind diese Unterschiede natürlich bei kristallinen Schiefern, wo H zu S (Schieferungsebene) wird. Zum Verständnis des Schrifttums seien einige auch hier angewendete, die Körnigkeit Abb. 35. Die 3 H a u p t e b e n e n der " n d d j e relative Kristallinität Paralleltextur. bezeichnende Ausdrücke noch erläutert. I d i o m o r p h (eigengestaltig) bezeichnet in einem Aggregat die Körner, die durch frühe Bildung oder durch späteres Wachstum, durch „Spros-

B. Die Textur in den Lagerstätten

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sen" im fertigen Gestein (idioblastisch — ßXaoxetv = sprossen) wohlentwickelte Kristallform haben. Viel häufiger ist x e n o m o r p h (fremdgestaltig), wo die Körner im Aggregat in zufälligen Grenzen aneinanderstoßen. Diese Grenzen können + oben oder leicht gewellt oder auch kompliziert verzahnt sein. Kristallarten mit einer (oder zwei) stark bevorzugten Kristallrichtung, z. B. Hornblende (bzw. Glimmer) haben auch bei xenomorpher Entwickelung meist eine teilweise Eigengestalt, prismatisch bzw. scheibenförmig rundlich, anzunehmen. Auch hier wird, wenn die Kornform erst durch spätere „Sprossung" entstand, das durdi Silben-„blastisch" angedeutet, z. B. granoblastisch ( = körnig gesproßt), fibroblastisch (faserig gesproßt) usw.

Verwachsungen mehrerer Mineralien im Kleingefüge schließen sich nach den Definitionen an Struktur wie Textur an. Für uns sind besonders wichtig o r i e n t i e r t e V e r w a c h s u n g e n kristallographisch verwandter Mineralien. Sie sind verwandt mit den gerade besprochenen Entmischungen. E m u l s i o n e n sind innige Verwachsungen, wo eine untergeordnete Komponente offenbar bereits bei der Bildung in feiner Verteilung von einer herrschenden aufgenommen wurde. Das ist natürlich bei verschiedensten Vorgängen möglich. Die enorm verbreiteten M y r m e k i t e oder „ g r a p h i schen Verwachsungen" stellen feinverschränkte, den Gängen eines Borkenkäfers in der Form nicht unähnliche Aggregate aus zwei, selten mehr Komponenten dar. Sie können, wie bei manchen Schriftgraniten, fingerstark sein, aber bis zu mikroskopisch noch gerade erkennbaren Dimensionen heruntergehen (Abb. 36 c). Genetisch sind sie sehr verschieden zu deuten. Sehr klein bis relativ grob können auch die Filme mancher Mineralien sein, die zwischen den Körnern eines Mineralaggregats — derselben oder verschiedener Mineralart — eingelagert sind. Sie sind z. T. spätere Einwanderungen, z. T. sind es früher in den Mineralien gelöste Fremdkomponenten, die bei Abkühlung an den Korngrenzen ausgewandert sind. I n t e r g r a n u l a r f i l m e sind bei der technischen Behandlung vieler Erze Anlaß von Schwierigkeiten, ihre

118 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten

Abb. 36 a. Granoblastisches Gefüge eines kontaktmetamorphosierten Erzes. Hier Braunit m. Pyrolusitfilmen.

Abb. 36 b. Verzahnte Verwachsung durch Idioblastenbildung (Pyrit weiß, Wismutglanz grau, Amphibol schwarz).

Abb. 36 c. Myrmekitisches Gefüge. So z, B. bei Kupferglanz-Bomit.

Abb. 36 d. Traubig-nieriges Gefüge mit konzentrischen und radialen Sprüngen. Hier Uranpechblende.

B. Die Textur in den Lagerstätten

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Erkennung ist also von großer Wichtigkeit. R h y t h m i s c h e V e r w a c h s u n g e n , oft in traubigen Formen, Schalen, Nieren sind oft aus gemischten Gelen, oft aber auch ganz anders entstanden (Abb. 36 d). Zeigt bei der Ausscheidung eine Komponente größere Neigung zu kristallographischem Wachstum, so wird sie gegen die andere mehr oder minder idiomorph sein. Wächst die gut kristallinisierende Komponente in einem zähen Medium (z. B. Gel oder Schmelze) so entstehen K r i s t a l l s k e l e t t e der einen, ungeordnetes Füllsel der anderen Komponente (z. B. „gestrickter Bleiglanz" mit Zinkblendefüllsel) (Abb. 37 a). Auch „blumenkohlförmige" Einlagerungen des einen im anderen Mineral sind nicht selten. Vielen der eben genannten Verwachsungen wird oft eine genetische Bedeutung zugemessen, die ihnen nicht zuzukommen braucht. Die Neigung wohlentwidcelte Kristalle zu bilden kann sich auch durchsetzen, wo das wohlund unter Umständen sehr grobkristalline Mineral viel jünger als die Begleitmineralien ist. Die im Band Petrographie beschriebenen und als Charakteristika metamorpher Gesteine geltenen „Idioblasten" sind in Erzgefügen viel häufiger, aber genetisch nicht so bedeutsam (vgl. Abb. 36 b). Insgesamt ist das Kleingefüge und speziell die Verwachsungsarten verschiedener Mineralien besonders bei den Erzparagenesen sehr viel wechselvoller als bei Gesteinen. 3. Untersuchung der Kleingefüge mit dem Mikroskop Die Kleingefüge sind oft nur mikroskopisch erkennbar und auch dort, wo man sie zur Not mit dem freien Auge noch auflösen zu können glaubt, oft viel komplizierter, als man ahnt. Die mikroskopische Untersuchung geschieht wie in der Petrographie für die durchsichtigen Mineralien im Durchlicht am Dünnschliff, für die undurchsichtigen oder halbdurchsichtigen im Auflicht am polierten Anschliff. Beide Methoden haben prinzipiell ihre Vorzüge und

120 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten

Abb. 37 a, „Gestrickter Bleiglanz", bevorzugtes Ecken Wachstum mit Skelettbildung.

Abb. 37 b. Oolithstruktur. Ovale bis runde, z. T. rhythmisch aufgebaute Aggregate, hier „Limonit".

Abb. 37 c. „Pyritbakterien". Kugelrunde, etwa 5—15 ja große Pyritkugeln, meist aus FaulschlammBildungen,

Abb. 37 d. Radiale Anordnung von Kristallen. Hier Löllingit mit undeutlichem Zonenbau,

B. Die Textur in den Lagerstätten

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Nachteile. In der ersten sind die Bestimmungsmethoden besser durchgearbeitet (und durcharbeitbar), in der zweiten ist die Möglichkeit starke Vergrößerungen anzuwenden viel höher, da die erhebliche ( > 20 |x) Dicke des Dünnschliffs gegenüber dem Anschliff, wo die dritte Dimension keine Rolle spielt, wirklich ausnutzbare Vergrößerung über ~ 300 X ausschließt. Es kann hier auf keine der Methoden eingegangen werden, es sei aber auf das Literaturverzeichnis hingewiesen. Dagegen wird eine Anzahl charakteristischer Mikrobilder gebracht, die z. T. gleichzeitig einige bisher nicht behandelte Begriffe von Struktur und Textur erläutern sollen. Die Vergrößerungsangaben sind an sich nicht wesentlich, geben aber einen Anhalt. Zu den gezeigten Bildern seien, z. T. unter Wiederholung von schon früher Gesagtem, noch einige Ausführungen gemacht: O o l i t h s t r u k t u r , charakteristisch für Kalkspat, Eisenhydroxyde, und -silikate, Siderit, selten Pyrit (Wabana), z. T. Phosphate und Mn-Oxyde. Wohl immer sedimentär (Abb. 37 b). „ P y r i t b a k t e r i e n " , in Wahrheit primitivste pyritspeichernde Pilze. Kügeldien von 10—25 |x mit charakteristischem Aufbau. Stets Bildung im anaeroben Bereich, aber marin, brakisch, im Süßwasser, sogar im Grundwasser. Ausgangspunkt fast aller sedimentären und vieler metamorphosierter Sulfidlagerstätten (Abb. 37 c). Rekristallisationstextur, Umbildungsgef üge nach vorausgegangener mechanischer Beanspruchung (irreführend übertragen auf andere körnige Gefüge). Kann bei fast allen Mineralien auftreten, übrigens bei „Erzen" meist früher als bei Silikaten (Abb. 36 a). S c h a l e n t e x t u r , traubig, nierig usw. Meist rhythmisch, meist gebüdet bei niedriger Temperatur, aber auch aus der Gasphase. Charakteristisch z. B. bei Uranpecherz, „Schalenblenden", Chalcedon, Sinterkalken (Abb. 36 d). R a d i a l t e x t u r , mit dem vorigen verwandt und aus ihm entstehend. Meist wohl Zeichen schnellen Kristallwachstums in irgendeinem Medium. Turmalin, Ägirin, Antimonit, Löllingit, Zeolithe (Abb. 37 d). Sphäroiithe, vom vorigen nicht scharf abtrennbar, bezeichnet k u g e l i g e Radialstrahligkeit, was also ein schwebendes Wachstum in einem flüssigen, geleeartigen oder sonstwie nach-

122 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten

Abb. 38 a. Radialstrahlig-kugelige Aggregate. Viele Mineralien, hier Markasit.

Abb. 38 b . V e r d r ä n g u n g von Pyrit durch Kupferkies, ziemlich unregelmäßig den Würfelflächen im Pyrit folgend.

Abb. 38 c. Verdrängung von Calcit, den Rhomboederlamellein folgend, durch Sulfide.

B. Die Textur in den Lagerstätten

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giebigen Medium voraussetzt. Kalkspat, Gips, Schwerspat in Tonen, Pyrit z. B. in der Kreide der Champagne (Abb. 38 a). E n t m i s c h u n g e n , Zerfall unstabil gewordener Mischkristalle bei sinkender Temperatur. Oft allerwichtigste geologische Thermometer. Formen äußerst verschieden entsprechend den Kristallformen von „Wirt" und „Gast" (Abb. 34 c, d). S k e l e t t e , Zeichen schnellen Wachstums, bei dem das Flächenwachstum durch meist zähe Umgebung hinter Kantenund Eckenwachstum zurückbleibt. Bei jeder Temperatur und aus jedem Medium möglich (Magnetit in Schlacken, Schnee in der Luft, Bleiglanz in Zinkblendegelen) — vgl. Abb. 37 a. U m w a n d l u n g s s t r u k t u r e n . Bei sinkender Temperatur . geht eine Kristallart in eine kristallographisch andere gleicher Zusammensetzung über. Es entstehen charakteristische Bilder, die wichtige geologische Thermometer sein können (Abb. 34 b). Z o n e n b a u , kleine Änderungen im Chemismus oder im Gehalt von Fremdeinschlüssen bedingen Zonenbau, der oft bei Ätzung gut erkennbar wird. Zonenbau wird durch Metamorphose zerstört, was genetisch oft auswertbar ist (Abb. 34 a). V e r d r ä n g u n g e n , eine der wichtigsten genetischen Beziehungen zwischen zwei Mineralien. Ein erstausgeschiedenes Mineral wird unter Weglösung oder Aufzehrung durch ein jüngeres verdrängt. Der Altersunterschied kann aber winzig sein, daß man sich vor Schlüssen über Änderung der Lösungen oder Schmelzen sehr hüten muß. Die Strukturbilder können äußerst wechselvoll sein! Vgl. Abb. 38 b, c. P o r p h y r o b 1 a s t i e n , eigentlich Sonderfall der Verdrängung. Entstehen, wenn das verdrängende Mineral ganz besondere Neigung zur Bildung wohlentwickelter Kristalle hat (Pyrit, Magnetit, Granat, Staurolith). Bei Silikatgesteinen meist Zeichen der Metamorphose, bei Erzen braucht das nicht zuzutreffen. M y r m e k i t e , fein verschränkte Verwachsungen zweier Mineralien, meist mit Gitterverwandtschaft. Die oft angenommene gleichzeitige Bildung trifft keineswegs zu. Sehr viele Bildungsmöglichkeiten (Abb. 36 c). K o r n g r ö ß e n . Die Einzelkörner eines Mineralaggregats können äußerst verschieden groß sein, von vielen Metern bis zu winzigen Bruchteilen eines Millimeters. Man hat versucht, Korngrößen einheitlich zu benennen; der Versuch scheitert an der sehr verschiedenen Neigung

124 V. Äußere Form und inneres Gefüge der Lagerstätten der Mineralarten groß- oder kleinkörnig aufzutreten. In einem Granit wird ein Feldspat von 4 mm 0 als klein, ein Zirkon gleicher Größe mit Recht als riesig empfunden. Man gibt am besten1) Durchmesser in mm an. Dabei benutzt man zweckmäßig ein Mikroskop mit Okularmikrometer. Besondere Bedeutung haben solche Messungen bei Erzen, deren einzelne feinverwachsene Komponenten,z.B. Bleiglanz, Sphalerit, Kupferkies, Quarz und Baryt zur Verarbeitung getrennt werden müssen. Da die Vermahlung viel Geld kostet, wird es sich darum handeln, die Grenze zu finden, bei der die Komponenten eben schon alle getrennt sind. Das geht nur bei gründlicher mikroskopischer Durchmessung möglichst vieler Proben und Wahl entsprechender Siebe. — Bei einer Feinverwachsung von unter 20 [x Korngröße (im Einzelfall sehr verschieden) wird jede Vermahlung unwirtschaftlich, das Erzgemenge kann dann nur als Ganzes dem Hüttenprozeß zugeführt werden — oder ist wertlos! Für wissenschaftliche Zwecke, die aber z. B. beim Nachweis der Art der Verbreitung der Spurenelemente durchaus auch wirtschaftliches Interesse haben kann, muß man gelegentlich bis unter Auflösungsgrenze des Lichtmikroskops gehen. Ultramikroskop, Elektronenmikroskop und schließlich röntgenographische Pulveraufnahmen können da gelegentlich weiterhelfen — es kann hier nicht auf sie eingegangen werden. VI. METALLOGENETISCHE EPOCHEN UND PROVINZEN Elementkonzentrationen irgendwelcher Art, gleichgültig ob oekonomisch interessant oder nicht, entwickeln sich unter bestimmten physikalischen Bedingungen, die durch die jeweilige geologische Situation des betreffenden Erdrindenstückes bestimmt werden. Der erdgeschichtliche AbD e r „mittlere Durchmesser" ist durdi Kornform und Verwachsungsart übrigens oft schwer m e ß b a r und auch definitionsmäßig nicht ohne Tücken I

B. Die Textur in den Lagerstätten

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lauf ist zyklisch durch die Folge Orogenese-Epirogenese gegliedert; entsprechend sind auch sich wiederholende Epochen mit Stoffanreicherungen oder -zerteilungen möglich. Dies gilt in gleicher Weise für endogene wie auch für exogene Abläufe. Die zeitlich und räumlich unterscheidbaren magmatischen, metamorphen und sedimentären Epochen bzw. Gebiete („Provinzen") können wir mit entsprechenden m e t a l l o g e n e t i s c h e n Zeitaltern bzw. M e t a l l - und M i n e r a l p r o v i n z e n in Beziehung setzen. Die Bedeutung einer durch magmatische Aktivität veranlaßten Vererzung wird besonders klar im andinen Orogengürtel von Alaska bis hinunter nach Chile. Hier treten seitliche Bewegungen (z. B. gegenüber den Alpen) zurück, dagegen dominieren die vertikalen mit aktivem Empordrängen plutonischer Schmelzmassen. Die Massierung granodioritischer Intrusiva und Extrusiva, die im Zeiträume von Spätjura bis Jungtertiär in zwei Folgen (nevadisch-älter- und laramisch-jünger-) gefördert wurden, hat sich auf der Erde kaum wiederholt. Sie klingt aus in reichlicher Förderung von mittel- bis spättertiären Laven und ihren Tuffen. In den zahllosen Plutonitkörpern, den subvulkanischen Intrusionen, z. T. auch in den eigentlichen Extrusionen hat sich die Breite spät- und postmagmatischer Bildungen gut entwickeln können. Gänge erfüllt mit den Absätzen pegmatitischer Restlösungen, Mineralien mit SE, Li, Mn, P begleiten vielfach die Peripherie der erstarrten Schmelzmassen und deren Rahmen. In ungezählten Kontakthöfen wurden kontaktpneumatolytisch bedeutende Mengen an Fe, Cu, Pb, Zn, Ag abgegeben. Diese Stoffe machen zusammen mit dem Inhalt der in Frühstadien oft Au-reichen Gangvorkommen die bedeutenden Metallreserven der beiden Amerika aus. Im N sind es Alaska, Yukon, Brit. Columbien, in den USA die Staaten Washington, Idaho, Oregon, Montana, Nevada, Utah, Colorado, California, Arizona. In Mittelamerika, besonders in Mexiko, sind die größten Silber-

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VI. Metallogenetische Epochen und Provinzen

schätze der Welt zusammen mit Pb-, Zn-, Cu-Erzen angehäuft, und in der bolivianischen Cordillera Real sind es die markanten und reichen Sn-Ag und teilweise auch Cu-Erze meist subvulkanischer Natur. Die Zusammenhänge sind dadurch besonders klar, weil hier einer der jüngsten Orogenbereiche vorliegt, der von keiner nachfolgenden Erdkrustenumformung mehr überprägt wurde. Je älter eine primär gebildete Vererzung ist, desto weniger hat sie Aussicht, noch in der ursprünglichen Natur erkennbar zu sein. Recht verschieden vom pazifischen Kordillerengürtel ist die Metallogenese der gleichaltrigen alpinen Orogenese. Der hier sehr zurücktretende spätorogene Plutonismus und die beträchtliche Horizontalverfaltung und Deckenüberschiebung waren für die Entwicklung von Vererzungen, wie sie für das westliche Amerika so typisch sind, wenig günstig. Dagegen zeigen besonders die Westalpen relativ recht reichlich Mineralisierungen, die mit dem initialen basischen Vulkanismus mit seinen sogenannten ophiolithischen - Magmen zusammenhängen. Diese ihrerseits treten in Westamerika relativ recht zurück. In dem von Ophiolithen durchsetzten westalpinen (penninischen) Sedimentationstrog bildeten sich magnetitreiche Konzentrationen, kiesreiche Lagen und mangan-eisenoxydische Horizonte. Großenteils handelt es sich um subaquatische Exhalationen von Si, Fe, Mn und S der basischen In- und Extrusionen und um vulkanisch-sedimentäre Bildungen. Mit der Weiterentwicklung des anfänglich durch Faltung sehr tiefliegenden ophiolithisch intrudierten und mineralisierten Gebiets entstanden orogen metamorphe typisch alpidisch geformte Lagerstätten. Die spätorogene Plutonitphase saurer Intrusionen mit zugehörigen Metallen ist nur spärlich, z. B. in den Goldquarzen des Monte-Rosa-Gebiets, entwickelt. Die Ostalpen, deren Orogentrog größtenteils von den ostalpinen Decken überlagert wird, zeigen bevorzugt Vererzungen, die auf die Einwirkungen des periadriatischen Plutonismus und seiner Nachphasen zurückgeführt wer-

VI. Metallogenetische Epochen und Provinzen

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den können und mit bedeutenden metasomatischen Verdrängungen von alten Kalken durch Fe und Mg verknüpft sind. Klarer entwickeln sich die Beziehungen zwischen magmatischer Tätigkeit und Vererzung im Gebirgszuge Karpathen-Balkan, der eine dem Andengürtel etwa gleichaltrige und auch ähnliche, aber viel kleinere Metallprovinz darstellt. Immerhin ist der Karpathenbogen Europas reichster Goldsilbergürtel, gebunden an die tertiären Vulkanite von Schemnitz-Kremnitz, von Nagybanya und von Siebenbürgen. Die vorausgehenden kretazischen Plutone und Subvulkane liefern zahlreiche metasomatische Cu- und Fe-Lagerstätten. Dem westalpinen ophiolithischen Vererzungstypus entsprechen durchaus ähnliche Verhältnisse in den Kaledoniden Skandinaviens und im Devon Deutschlands und Böhmens (Fe-oxydische Keratophyr-Diabas-Erze, Kiese, z.T. Mn). Sie sind offensichtlich mit dem initialen basischen Vulkanismus des varistischen, in Skandinavien des kaledonischen Faltungszyklus verknüpft. Die reiche Vererzung der deutschen Mittelgebirge mit ihren räumlich und zeitlich wohldifferenzierten metallischen Gangabfolgen (Sn-W-Pneumatolyse, Cu-Erze, Pb-Zn-Erze) ist teils mit dem synorogenen, teils dem subsequenten Plutonismus der varistischen Faltung verknüpft. Ganz ähnliche Beziehungen wie Mitteldeutschland zeigen die Lagerstätten von Cornwall und Mittelspanien, besonders großartig aber der ebenfalls varistische Zug der australischen Alpen von Queensland bis Tasmanien. Waren die eben genannten Lagerstättenprovinzen besonders durch gleichartig mit einer Orogenese verknüpften Mineralisationen gekennzeichnet, so gibt es Metall- und Mineralprovinzen, die durch charakteristische Häufung eines Metalls oder Minerals oder bestimmter Paragenesen gekennzeichnet sind. Das ; geologische Alter, auch die geologische Position können dabei recht verschieden sein, ausschlaggebend sind Gründe, die offenbar mit dem tieferen Aufbau der Erdrinde verknüpft sind. So haben

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VI. Metallogenetische Epochen und Provinzen

die Vorkommen des Diamanten ihre Heimat in alten Schilden, die zu verschiedenen Zeiten, in Südafrika mindestens zweimal, im frühen Präkambrium und in der Kreide durch diamantführende Kimberlitschlote durchbrochen wurden. Solche Diamantgebiete sind Süd- und Westafrika, das Lenagebiet in Sibirien, Brasilien und andere. Südafrika ist auch durch das vielfache Vorkommen von Chromit- und Platinlagerstätten ausgezeichnet, geologisch sehr verschieden alt, aber räumlich deutlich umgrenzt. Ähnlich ist es mit Zinnvorkommen, die zwar paragenetisch immer an Granite geknüpft sind, in den meisten Granitgebieten aber nur unbedeutend sind, während eine enorme Zinnprovinz von' Yünnan in China durch Birma, Siam, Malaya bis Bangka im indonesischen Meer sich hinzieht. Ähnliches scheint auch für ein Gebiet im arktischen Nordostsibirien zuzutreffen, das sich bis zur Beringstraße erstreckt, sogar gerade noch eben bis nach Alaska übergreift. Auch hier hat Mineralisation ähnlicher Art offenbar im Gefolge mindestens zweier Orogenesen stattgefunden. Demgegenüber sind die Anden (abgesehen von der Cordillera Real Boliviens) und die das Gebiet des alten Tethysmeeres einnehmenden Kettengebirge (Himalaja, Pamir, Persien, Balkan-Alpen) ausgesprochen arm an Zinn. — Gold hat ebenfalls deutliche Häufungsgebiete, die weit über die Möglichkeiten statistischen Zufalls hinausgehen. Die im sedimentogenen Ablauf sich einstellenden Metallanreicherungen lassen sich ebensogut zeitlich und räumlich abgrenzen, wie dies für die magmatisch abgeleiteten zutrifft. Hier ist der Anlaß ihrer Entstehung aber oft leicht erkennbar. Gebiete bestimmter Sedimentationsräume, Gebiete mit bestimmten klimatischen Faktoren stellen bestimmte Metallprovinzen dar. So haben die tertiären Verwitterungsoberflächen Zentraleuropas eine Fülle von oxydisch-hydroxydischen Fe-Mn-Erzanreicherungen (Hunsrücktyp) geschaffen und haben sich in geologisch junger Zeit in Zentralafrika, in Indien, den Philippinen und auf Kuba z. T. enorme Fe-Mengen als Latent-

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129

erze angereichert; ähnlich verhält es sich mit Bauxitvorkommen. Während des Perms und der Trias sind auf verschiedenen Kontinenten die' für Wüstengebiete charakteristischen Kupferkonzentrationen z. T. mit U, V, oft auch mit Ag, Co, Pb und Zn, auch Se (Typus Red Bed) entstanden. Vielfach stellten sich übereinstimmende Bedingungen in Zusammenhang mit Meerestransgressionen ein (Silur, Devon, Dogger, Kreide, Alttertiär) die zu oolithischen Fe-Erzen führten. Die bituminösen Zechsteinschiefer Deutschlands entwickeln sich zu Cu-Konzentrationen, die von Zuflüssen aus Landgebieten gespeist wurden, wo Abtragung wenig älterer Gänge und Imprägnationen von Vulkaniten stattfand („Kupferschiefer"). Eine vielleicht ähnlich zu deutende Kupferprovinz findet sich in Nordrhodesien und Katanga. Schließlich erscheint es sehr bezeichnend, daß im alten Präkambrium (alte Schilde) vielfach ungeheure Mengen von Eisenquarziten und Eisenglimmerschiefern angetroffen werden (Brasilien, Brit.-Indien, Südafrika, Australien, Ukraine, nördl. Norwegen), die Absatzprodukte der damals vegetationslosen oder -armen Zeiten darstellen. Es treten aber auch solche auf, die allerfeinste Kieselbänderung aufweisen (Jaspilite) und die mit basischen, jetzt metamorphen Grünsteinschiefern im Zusammenhang stehen, wodurch Abstammung von gekoppelt sedimentärvulkanisch-exhalativen Vorgängen wahrscheinlich wird. Nachträgliche Metamorphosen und Oberflächenumlagerungen, z. T. auch alte Oberflächenanreicherungen, haben die Ausgangsnatur dieser alten Vorkommen sehr verändert. Hierher gehören die gewaltigen Fe-Lagerstätten der Lake-Superior Fe-Provinz von USA. Graphische Darstellung der Mineralbestände In jeder Mineralparagenese gibt es Mineralien, die sich nur in einem beschränkten Temperatur- und Druckbereich 9

Erzlagerstättenkunde X

130

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bilden konnten; sie sind für diesen „typomorph" — z. B. Staurolith in einem metamorphen Schiefer. Demgegenüber erscheinen aber solche, die sich unter sehr wechselnden Bedingungen bilden können, z. B. Quarz oder unter den Erzmineralien Kupferkies, sogenannte „Durchläufer". Weiter gibt es Mineralien, die mengenmäßig reichlich und gleichzeitig sehr verbreitet sind (Intensität groß -— Extensität hoch), reichliche, aber auf gewisse Paragenesen beschränkte, spärliche, aber verbreitete, und schließlich spärBenicht o ~7 Q"pegmh1>idh~ W '~ic VirwiMcrang oriHmoymatachpntwmlc/y/iich fiyire/htrmt/ otxi . hfiritch' Fn/M Stöeri/ •

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PyrrMn Pyrit

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A b b . 39. Paragenetische Altersbeziehungen für einige F e - M i n e r a l i e n .

liehe, die nur in wenigen, in einigen Fällen, einem einzigen Fundort vorkommen (Intensität klein — Extensität niedrig). Um einen guten Überblick zu erhalten, besonders bei Vergleichen, versucht man durch graphische Darstellung Mengenverhältnisse (Strichdicken) und Verbreitung (Strichlängen) zu erfassen. Für die Beziehungen beim Ablauf der Bildung von Zinnlagerstätten hat C I S S A R Z versucht, im selben Diagramm auch noch die verschiedenen Einzellagerstätten zu erfassen, was natürlich etwas auf Kosten der Klarheit geht (Abb. 39, 40). Wirtschaftliche Angaben über Bauwürdigkeit Die im Vorausgehenden beschriebene Anreicherung eines Elements zu einer „Lagerstätte" braucht nicht unbedingt zur Bauwürdigkeit zu führen. „Bauwürdigkeit" ist

VI. Metallogenetische Epochen und Provinzen

Kontekhsilikal'e Quarz 3 Zinnshein §1 Turmalin g Glimmer •¡5 Wolframih 1 Molybdänglanz o. Topas As gedWismuf Feldspah Magnehkies -ä Hornblende S Titonih 1 Beryll «= Spodumen Monazif Columbih £ Pyrih g Arsen kies 3 5cheelih t rir.USSpBr ¿j Wismufglanz Majnehl-, Eisenglanz | Apahf g Epjdoh Kupferkies „ Chlorir ä Zinkblende in Bielglanz Jj Zinn kies u Kalks pah m Eisenspaf fc Kaolin £ ßun Kupferkies Fahlerz ^ Schweripar ¡2 Koba^-Nickelerze £ Uranminera/ien ^ Kupferglanz AriHmonglanz

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Abb. 40. Extensität der Mineralien auf Zinnlagerstätten (nach C I S S A R Z ) .

Erzlag er stätteaikun de I

132

VI. Metallogenetische Epochen und Provinzen

ein wirtschaftlicher Begriff, der von vielen variablen Faktoren abhängt. Diese Faktoren liegen in den Begriffsgruppen Lagerstätte, Umwelt, Mensch — sind aber nicht scharf trennbar. Die Lagerstätte muß hinreichend groß sein, um einen Betrieb für längere Zeit zu sichern, in einem Umfang, der die Betriebsanlagen mit allen Aufwendungen, Schachtbau + Anreicherungsanlagen, Werksbauten, Maschinen, Arbeiterwohnungen, Grunderwerb u. a. zu amortisieren gestattet und darüber hinaus einen angemessenen Gewinn sichert. Man rechnet mit einem Minimum von 10, meist 20 Jahren. Die Erzvorräte müssen also einigermaßen zu übersehen sein, was z. B. bei oft armen Imprägnationen leichter zu erreichen ist, als bei den enorm absätzigen Anreicherungen in Gängen oder metasomatischen Bildungen; bei den letzteren wird meist ein gewisses Risiko bleiben. Die E r z q u a l i t ä t (Gehalte, Verwachsungen) soll nicht zu stark schwanken, weil sonst unbequeme und kostspielige Umstellungen nötig sind. Fortschritte in der Verarbeitungsmethode können die wirtschaftlichen Erträge verbessern, sie können aber auch neue Konkurrenten entstehen lassen, die billiger arbeiten. Innig verwachsene Pyrit-Sphaleriterze waren vor Einführung der Flotation kaum gewinnbar, liefern aber heute, z. T. halb als Nebenprodukt, große Mengen von Zink. Die Einführung der Zinkelektrolyse machte sehr ausgedehnte Vorkommen von Fe-reicher Zinkblende, deren Verarbeitung mit der alten Methodik kaum tragbar teuer war, leicht zugänglich und brachte eine Menge früher wertvoller Vorkommen zu Erliegen. —: Bei der Qualität der Erze besteht in Hinblick auf die Einsatzmöglichkeiten von großen Maschinen die Tendenz, Riesenvorkommen mit geringen Gehalten gegenüber kleinen, oft geologisch kompliziert gebauten, aber hochhaltigen zu bevorzugen, die unverhältnismäßige Arbeitskosten je Einheit bedingen. Bei Kupfer mögen so im ersten Fall die Bauwürdigkeitsgrenzen bei 0,6 %, beim zweiten bei 4 % Gehalten liegen.

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133

Viele Lagerstätten sind, gegenüber an sich gleichartigen und vielleicht reicheren, nur bauwürdig, weil sie verkehrstechnisch, klimatisch oder durch billige Energie oder reichliches Betriebswasser besonders günstig gestellt sind. So war in einer Goldlagerstätte in Südalaska ein Erz mit 2 g/t noch bauwürdig, während im abgelegenen Nordalaska im Gebiet des Permafrosts etwa ein hundertfacher Gehalt dazu nötig war (das allerdings vor der Zeit des Flugzeugs!). Bei Eisenerzen, z.T. auch solchen von Zink oder Mangan werden die Transportkosten natürlich früher prohibitiv wirken als bei Zinn, Kupfer oder gar Edelmetallen. Das Klima kann den Gebrauch mancher Maschinen unmöglich machen oder die Betriebsdauer (in Tagebauten oder Seifenbetrieben) auf wenige Monate beschränken; ein Schwimmbagger für Zinn- oder Goldproduktion kann in Hinterindien 12, in Sibirien oder Canada nur 4, evtl. 2 Monate arbeiten. Von der Entwicklung der menschlichen Zivilisation hängt der Bedarf an Metallen und anderen Bergbauprodukten ab. Sie regelt Angebot und Nachfrage. Manche Metalle lernte der Mensch erst allmählich zu nutzen: Zink, Nickel, Stahlveredler, Uran — andere wurden durch Ersatzstoffe teilweise oder auch völlig verdrängt, in unserer Zeit z. B. Blei als Bleiweiß durch Titanweiß, als Röhren durch Kunststoffe, in manchen Ländern als Tetraäthylblei als Antiklopfmittel für Autos durch Bromverbindungen usw. Dabei entwickeln sich aber auch andere Verwendungszwecke oder -notwendigkeiten und können einem außer Gebrauch gekommenem Material neues Interesse verleihen. Die Lage des Arbeitsmarktes kann entscheidend sein. Fast alle Länder versuchen gerade im Bergbau, der einen relativ großen Stamm gelernter (und für ihren Beruf passionierter) Kräfte verlangt, mit verschiedenen Mitteln hier eine gewisse Stetigkeit zu erreichen, was z. B. —• seit Hunderten von Jahren — durch Garantie von Mindestpreisen für die Produkte, Verbilligung von Wohnung oder anderen Vergünstigungen möglich ist. — Die an sich auf den 9E°

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internationalen Märkten festgelegten Preise schwanken außerordentlich (gemessen in der Relation zum Arbeitslohn •— oder auch, etwas irreführend, zum Goldpreis), daß eine gewisse Lenkung auch in „Ländern der freien Wirtschaft" durchaus sinnvoll ist. Jeder Bergbaubetrieb wird in seiner Ergiebigkeit stark abhängen von der Tüchtigkeit und Initiative aller Beteiligten, vom obersten Direktor über den Grubengeologen und Maschineningenieur bis zum jüngsten Lehrhauer.

Literatur 1. BATEMAN, A. M. Economic minerai deposits. New York (Wiley & Sons) 2. ed., 1950. 2. LINDGREN, W. Mineral Deposits. McGraw Hill, New York, 1940. 3. MACHATSCHKI, F . Vorräte und Verteilung der mineralogischen Rohstoffe. Springer, Wien 1948. 4. NIGGLI, P . U. E . Die Gesteins- und Minerallagerstätten, 2 Bde. Birkhäuser, Basel, 1948, 1952. 5. PETRASCHEK, W .

6. 7. 8. 9. 10. 11.

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PETRASCHEK, W .

E.

Lagerstättenlehre.

Springer,

Wien, 1950. RAMDOHR, P. Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen. AkademieVerlag, Berlin, 1960. ders. Klockmanns' Lehrbudi der Mineralogie. F. Enke-Verlag, Stuttgart, 1956. ROUTHIER, P. Les gisements métallifères. Tome I + II, Masson & Co., Paris, 1963. SCHNEIDERHÖHN, H. Lehrbudi der Erzlagerstättenkunde. Bd. I, Verlag G. Fischer, Jena, 1941. ders. Die Lagerstätten der Erde. Verlag G. Fischer, Jena, 1958—1960. ders. Erzlagerstätten, Kurzvorlesungen. Piscator-Verlag, Stuttgart, 3. Aufl., 1955.

Aus dem Verlag Göschen: Nr. Nr. Nr. Nr. Nr.

210: W. BRUHNS, neubearbeitet von P. RAMDOHR, Kristallographie 432 und 433/433 a : H. BORCHERS, Metallkunde 173: BRUHNS-RAMDOHR, Petrographie 29/29 a und 31/31 a: BRAUNS-CHUDOBA, Mineralogie 13/13 a: LOTZE, Geologie

Register Abyssisch 43 A l ( O H ) 8 - F ä l l u n g 70 a n a e r o b e B a k t e r i e n 95 apomagmatisch 65 aride W a n n e n 82 A s b o l a n 79 a t m o p h i l 18 A t m o s p h ä r e 12 A t o m v o l u m e n 21 a u t o m e t a m o r p h 53

exogen 40 E x t e n s i t ä t 119 F a u l s c h l a m m 45 F l u ß w a s s e r 11 Frühkristallisation 18 F u m a r o l e n 54

G a n g 102 G a n g a r t 51, 108 G a n g f o r m a t i o n 52 B a u x i t 78 G a n g g e f o l g s c h a f t 47 b i o p h i l 17 G e l m a g n e s i t 81 B i o s p h ä r e 12 G e o c h e m i e 10 B l a c k b a n d 84 Geologische ThermoB ö d e n 71 m e t e r 66 B o n a n z a 106 Geologische Manom e t e r 66 C a n g a 73 G e o s p h ä r e 10 Cementationszone 74,76 geothermische TiefenC h a l k o p h i e 18 stufe 15 C l a r k e - Z a h l 17 Gestein 7 G i t t e r b a u f e h l e r 26 D i a d o c h i e 24 G i t t e r m o s a i k 113 D i a g e n e s e 55 GTanitisation 60 D i f f e r e n t i a t i o n 37 G r i q u a i t z o n e 15 D o l o m i t b i l d u n g 87 GutenbergDurchbewegungsD i s k o n t i n u i t ä t 13 m e t a m o r p h o s e 58 D u r c h l ä u f e r 57 E i s e n h y d r o l y s a t 76 E i s e n h y d r o s i l i k a t e 84 „ E i s e r n e r H u t " 75 e n a n t i o t r o p 30 e n d o g e n 40 E n t m i s c h u n g 25, 114 epigenetisch 48 e p i t h e r m a l 52 E r d a l k a l i e n s u l f a t e 93 E r d k e r n 13 E r d k r u s t e 13 E r d m a n t e l 14 E r g u ß g e s t e i n 54 Erz 7 E r z f ä l l e 106 E u t e k t t y p 31 E v a p o r a t e 71, 89 Exhalationslagerstätten 54

H a r k i n s ' R e g e l 17 h e t e r o g e n e s S y s t e m 27 Heteromorphie 8 h o m o g e n e s S y s t e m 27 Hydrolysat 78 hydrophil 70 h y d r o p h o b 70 H y d r o s p h ä r e 10 h y d r o t h e r m a l 44, 51 h y p o t h e r m a l 52

K a l k b i l d u n g 86, 87 k a t a t h e r m a l 52 K a t a z o n e 60 K i e s e l g e s t e i n e 94 K o k a r d e n e r z 111 K o n k r e t i o n 88 K o o r d i n a t i o n 23 K o m b i n d u n g 116 K o r n form 114 K o r n g r ö ß e 114 K o v a l e n t b i n d u n g 23 Kristall 22 K r i s t a l l c h e m i e 22 kristalline Schiefer 59 Kristallisationsd i f f e r e n t i a t i o n 45 Kristallskelette 119 kritischer P u n k t 28 L a g e r 101 L a g e r s t ä t t e 9, 97 L a t e r a l Sekretion 53 L a t e r i t 78 „ l e e r e T h e r m e n " 53 leichtflüchtige K o m p o n e n t e n 39 l i q u i d m a g m a t i s c h 43 liquidmagmatische E n t m i s c h u n g 48 lithophil 18 LithosphäreZ u s a m m e n s e t z u n g 15

Magmatische P r o v i n z 47 M a n g a n h y d r o l y s a t 80 m e t a l l i s c h e B i n d u n g 23 m e s o t h e r m a l 52 m e t a m o r p h 54 m e t a s o m 62 M e t a s o m a t o s e 61 i n k o n g r u e n t e r Schmelz- M i n e r a l 7 Mischkristalle 33 punkt 53 Modifikation 29 Intergranularfilm 117 Mohorovicicintramagmatisch 64 I o n e n b i l d u n g 23 D i s k o n t i n u i t ä t 13 isomorpher Misch„ M o h o " 13 kristall 25, 34 M y l o n i t 59 Isostasie 14 M y r m e k i t 117, 123

Register nie der thermal 52 Nidcelhydrosilikate 81 ophiolithiseher Magmatismus 58 orthomagmatisch 43, 47 Oxydationszone 74 Ozeanwasser 11

Rasen ei senerz 83 Rejuvenation 67 Residuen 71

Salband 102 Salpeter 93 Salze, marine 89 Salze, terrestrische 92 Sapropelit 95 Palasom 62 Schalengliederung 13 paragenetische Schwefel-Kreislauf 94 Tabellen 130 Seifen 73 Paralleltextur 116 sekundärpegmatischhydrothermal 65 pneumatolytisch 43, 48 Sial 14 Pegmatite 48 siderophil 18 perimagmatisch 65 Sima 14 Phase 27 SiO g -Sol 70 perimagmatisch 65 Skarn 63 Phosphorit 97 Spannungsreihe 77 Plutonismus 42 Spätkristallisation 18 pne um atoly tische Sphärosiderit 83 Fazies 50 Struktur 98,108 subvulkanisch 44 Radiolarite 94 Sulfate 88, 93 Regionalmetamorsyngenetisdi 48 phose 57

137 Telescoping 65 Textur 9 8 , 1 0 8 Thermen 53 Thermometamorphose 55 Tiefenstufe geotherm. 15 Tiefenstufe metamorph 59 Tonerdesilikate 72 Tripelp unkt 29 Ubergangslagerstätten 48 überkritisch 28 Umwandlungsstrukturen 123 Valenzausgleich 24 Verdrängung 61, 123 Verwitterung 68 Vulkanismus 42 Zinnsteinparagenese 50 Zwillinge 113

H I N T Z E —CHUDOBA

Handbuch der Mineralogie Ergänzungsband I I I Neue Mineralien und neue Mineralnamen (Mit Nachträgen, Richtigstellungen und Ergänzungen) Zusammengestellt und herausgegeben von Dr. phil. Karl F. Chudoba. Lieferung 1: Groß-Oktav. Mit 28 Figuren. VIII, 152 Seiten. 1965. D M 68,— Lieferung 2: Groß-Oktav. Mit 10 Figuren. Etwa 160 Seiten. 1965. Im Druck Ergänzungsband I I Groß-Oktav. XII, 958 Seiten. Mit 41 Figuren. 1960. Halbleder (Saffian) DM 320 — Der abgeschlossene Ergänzungsband II stellt im Anschluß an den Ergänzungsband 1937 — jetzt zweckmäßig „Ergbd. I " bezeichnet — einen zeitlich bedingten und getragenen Überblick über die bis einschließlich 1959 bekannt gewordenen neuen Mineralien und neuen Mineralnamen dar. Der Ergänzungsband I I I teilt sich in drei Teile und wird in 5 Lieferungen erscheinen. Der Teil I umfaßt die Lieferungen 1—3 und enthält neue Mineralien. Der Teil I I besteht aus der Lieferung 4 und enthält ausgeschiedene Mineralien. Der Teil III besteht aus der Lieferung 5 und enthält neue Mineralnamen und die systematische Anordnung. „HINTZEs Handbuch der Mineralogie ist seit über einem halben Jahrhundert für ziemlich jeden forschenden Mineralogen ein festumrissener Begriff als das größtangelegte Sammelwerk mineralogischer Daten, das bisher geschaffen wurde . . . " Der Karinthin WALTER

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GRUYTER

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BERLIN

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Erzlagerstättensammlnngeii Sammlungen von Erzen und technisch wichtigen Mineralien Schaustufen von Mineral- und Gesteinsgängen Petrographische Sammlungen Anfertigung von Dünn- und Anschliffen Mineralien nach Gewicht für Untersuchungszwecke Geologische Ausrüstungsgegenstände DR. F. K R A N T Z RHEINISCHES MINERALIEN-KONTOR

BONN

W. K L E B E R Angewandte Gitterphysik Behandlung der Eigenschaften kristallisierter Körper vom Standpunkt der Gittertheorie 3., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Oktav. Mit 86 Abbildungen. XII, 291 Seiten. 1960. Plastikeinband DM 38,— (Arbeitsmethoden der modernen Naturwissenschaften) J.-E. H I L L E R Grundriß der Kristallchemie Groß-Oktav. Mit 209 Figuren und 72 Tabellen. VII, 307 Seiten. 1952. Ganzleinen DM 36,— J. Z E M A N N Kristallchemie Klein-Oktav. 1965. Im Druck (Sammlung Göschen Band 1220) R. B R A U N S — K . F. C H U D O B A Allgemeine Mineralogie 11., erweiterte Auflage der „Mineralogie", neubearbeitet von K. F. Chudoba Klein-Oktav. 152 Seiten, 143 Textfiguren, 1 Tafel, 3 Tabellen. 1963. DM 5,80 (Sammlung Göschen Band 29/29 a) R. B R A U N S — K . F. C H U D O B A Spezielle Mineralogie 11., erweiterte Auflage der „Mineralogie", bearbeitet von K. F. Chudoba. 193 Seiten, 127 Textfiguren, 6 Tabellen. 1964. DM 5,80. (Sammlung Göschen Band 31/31 a) WALTER

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GESAMTVERZEICHNIS

J e d e r B a n d DM 3,60 • Doppelband DM 5,80

Frühjahr 1965

WALTER DE GRUYTER & CO., B E R L I N 30

Inhaltsübersicht Biologie Botanik Chemie Deutsche Sprache u. Literatur Elektrotechnik Englisch E r d - u . Länderkunde . . . . Geologie Germanisch Geschichte Griechisch Hoch- u. Tiefbau Indogermanisch Kartographie Kristallographie Kunst Land- u. Forstwirtschaft . . Lateinisch Maschinenbau Mathematik Mineralogie

16 17 15 7 19 8 10 18 8 5 9 23 8 10 18 5 18 9 20 12 18

Musik Orientalistik Pädagogik Philosophie Physik Psychologie Publizistik Religion Romanisch Slavische Sprachen Soziologie Statistik Technik Technologie Volkswirtschaft Vermessungswesen Wasserbau Zoologie Autorenregister Bandnummernfolge

. . . .

5 9 4 3 14 4 10 4 8 9 4 10 19 16 10 21 22 17 31 24

Geisteswissenschaften Philosophie Einführung in die Philosophie von H. Leisegang f . S. Auflage. 146 Selten. 1963. (281) Hauptprobleme der Philosophie von G. Simmel f . 8., unveränderte Auflage. 177 Seiten. 1964. (500) Geschichte der Philosophie I: Die g r i e c h i s c h e P h i l o s o p h i e von W.Capelle. 1. Teil. Von Thaies bis Leukippos. 2., erweiterte Auflage. 135 Selten. 1953. (857) I I : Die g r i e c h i s c h e P h i l o s o p h i e von W. Capelle. 2. Teil. Von der Sophistik bis zum Tode Piatons. 2.. stark erweiterte Auflage. 144 Seiten. 1953. (858) I I I : Die g r i e c h i s c h e P h i l o s o p h i e von W. Capelle. 3. Teil. Vom Tode Piatons bis zur Alten Stoa. 2., stark erweiterte Auflage. 132 Seiten. 1954. (8591 IV: Die g r i e c h i s c h e P h i l o s o p h i e von W. Capelle. 4. Teil. Von der Alten Stoa bis zum Eklektizismus im 1. J h . v. Chr. 2., stark erweiterte Auflage. 132 Seiten. 1954. (863) V: Die P h i l o s o p h i e d e s M i t t e l a l t e r s von J. Koch. In Vorbereitung. (826) VI: Von d e r R e n a i s s a n c e b i s K a n t von K. Schilling. 234 Seiten. 1954. (394/394 a) VII: I m m a n u e l K a n t von G. Lehmann. In Vorbereitung. (536) VIII: Die P h i l o s o p h i e des 19. J a h r h u n d e r t s von G. Lehmann. 1. Teil. 151 Seiten. 1953. (571) I X : Die P h i l o s o p h i e d e s 19. J a h r h u n d e r t s von G. Lehmann. 2. Teil. 168 Seiten. 1953. (709) X : Die P h i l o s o p h i e im e r s t e n D r i t t e l d e s 20. J a h r h u n d e r t s 1. Teil von G. Lehmann. 128 Seiten. 1957. (845) X I : Die P h i l o s o p h i e im e r s t e n D r i t t e l d e s 20. J a h r h u n d e r t s 2. Teil von G. Lehmann. 114 Seiten. 1960. (850) Die geistige Situation der Zelt (1931) von K. Jaspers. 6. Abdruck der im Sommer 1932 bearbeiteten 5. Auflage. 211 Selten. 1965.(1000) Erkenntnistheorie von G. Kropp. 1. Teil: A l l g e m e i n e G r u n d l e g u n g . 143 Seiten. 1950. (807) Formale Logik von P. Loremen. 2., verbesserte Auflage. 165 Seiten. 1962. (1176/1176a) Philosophisches Wörterbuch von M. Apel f . 5., völlig neubearbeitete Auflage von P. Ludz. 315 Seiten. 1958. (1031/1031 a) Philosophische Anthropologie. Menschliche Selbstdeutung in Geschichte und Gegenwart von M. Landmann. 2., durchgesehene Auflage. 223 Seiten. 1964. (156/156a)

3

GEISTESWISSENSCHAFTEN

Pädagogik, Psychologie, Soziologie Geschichte der Pädagogik von Herrn. Weimer. 16. Auflage von Heinz Weimer. 184 Seiten. 1964. (145) Therapeutische Psychologie. Ihr Weg durch die Psychoanalyse von W. M. Kranefeldt. Mit einer E i n f ü h r u n g von C. G. Jung. 3. A u f lage. 152 Seiten. 1956. (1034) Allgemeine Psychologie von Th. Erismann f . 4 Bände. I: G r u n d p r o b l e m e . 3. Auflage. 146 Seiten. 1965. (831) II: G r u n d a r t e n d e s p s y c h i s c h e n G e s c h e h e n s . 2.,neubearbeitete Auflage. 248 Seiten. 1959. (832/832a) III: E x p e r i m e n t e l l e P s y c h o l o g i e und ihre G r u n d l a g e n . 1. Teil. 2., n e u b e a r b e i t e t e Auflage. 112 Seiten, 7 Abbildungen. 1962.(833) IV: E x p e r i m e n t e l l e P s y c h o l o g i e u n d i h r e Grundlagen. 2. Teil. 2., n e u b e a r b e i t e t e Auflage. 199 Seiten, 20 Abbildungen. 1962. (834/834 a) Soziologie. Geschichte und H a u p t p r o b l e m e von L. von Wiese. 7. Auflage. 176 Seiten. 1964. (101) Ideengeschichte der sozialen Bewegung des 19. und 20. Jh. von W. Hofmann. 243 Seiten. 1962. (1205/1205 a) Sozialpsychologie von P. R. Hofstätter. 2. Auflage. 191 Seiten, 18 Abbildungen. 1964. (104/104a) Psychologie des Berufs- und Wirtschaftslebens v o n W. Moede f . 190 Selten, 48 Abbildungen. 1958. (851/851a) Industrie- und Betriebssoziologie von R. Dahrendorf. 3. Auflage. 142 Seiten, 3 Figuren. 1965. (103) Wirtschaftssoziologie von F. Fürstenberg. 122 Seiten. 1961. (1193) Einführung in die Sozialethik von H.-D. Wendland. 144 Seiten. 1963. (1203)

Religion Jesus von M. Dibetius f . 3. Auflage, mit einem N a c h t r a g von W. G. Kilmmel. 140 Seiten. 1960. (1130) Paulus von M. Dibelius f . Nach dem T o d e des Verfassers herausgegeben u n d zu E n d e g e f ü h r t von W. G. Kümmel. 3., durchgesehene Auflage. 156 Seiten. 1964. (1160) Luther v o n F. Lau. 151 Seiten. 1959. (1187) Melanchthon von R. Stupperich. 139 Seiten. 1960. (1190) Zwingt! v o n F . Schmidt-Clausing. 119 Seiten. 1965. (1219) Einführung In die Konfessionskunde der orthodoxen Kirchen von K. Onasch. 291 Seiten. 1962. (1197/1197 a) Geschichte des christlichen Gottesdienstes v o n W. Nagel. 215 Seiten. 1962. (1202/1202a) Geschichte Israels. Von den Anfängen bis zur Z e r s t ö r u n g des Tempels (70 n. Chr.) von E. L. Ehrlich. 158 Seiten, 1 Tafel. 1958. (231/231 a) Römische Religionsgeschichte von F. Altheim. 2 B ä n d e . 2., umgearbeit e t e Auflage. I : G r u n d l a g e n u n d G r u n d b e g r i f f e . 116 Seiten. 1956.(1035) I I : D e r g e s c h i c h t l i c h e A b l a u f . 164 Seiten. 1956. (1052)

GEISTESWISSENSCHAFTEN Die Religion des Buddhismus von D. Schlingloff. 2 Bände. I : D e r H e i l s w e g d e s M ö n c h t u m s . 122 Seiten, II Abbildungen, 1 Karte. 1962. (174) I I : D e r H e i l s w e g f ü r d i e W e l t . 129 Seiten, 9 Abbildungen. 1 Karte. 1963. (770)

Musik Musikästhetik von H. J. Moser. 180 Seiten. Mit zahlreichen Notenbeispielen. 1953. (344) Systematische Modulation von R. Hernried. 2. Auflage. 136 Seiten. Mit zahlreichen Notenbeispielen. 1950. (1094) Der polyphone Satz von E. Pepping. 2 Bände. I : Der c a n t u s - f i r m u s - S a t z . 2. Auflage. 223 Seiten. Mit zahlreichen Notenbeispielen. 1950. (1148) I I : Ü b u n g e n im d o p p e l t e n K o n t r a p u n k t u n d im K a n o n . 137 Seiten. Mit zahlreichen Notenbeispielen. 1957. (1164/1164a) Allgemeine Musiklehre von H. J. Moser. 2., durchgesehene Auflage. 155 Seiten. Mit zahlreichen Notenbeispielen. 1955. (220/220a) Harmonielehre von H. J. Moser. 2 Bände. I : 109 Seiten. Mit 120 Notenbeispielen. 1954. (809) I I : In Vorbereitung. (810) Die Musik des 19. Jahrhunderts von W. Oehlmann. 180 Seiten. 1953. (170) Die Musik des 20. Jahrhunderts von W. Oehlmann. 312 Seiten. 1961. (171/171 a) Technik der deutschen Gesangskunst von H. I. Moser. 3., durchgesehene und verbesserte Auflage. 144 Seiten, 5 Figuren sowie Tabellen und Notenbeispiele. 1954. (576/576a) Die Kunst des Dirigierens von H. W. von Waltershausen t. 2., vermehrte Auflage. 138 Seiten. Mit 19 Notenbeispielen. 1954. (1147\ Die Technik des Klavierspiels aus dem Geiste des musikalischen Kunstwerkes von K. Schubert t- 3. Auflage. 110 Seiten. Mit Notenbeispielen. 1954. (1045)

Kunst

Stilkunde von H. Weigert. 2 Bände. 3., durchgesehene und ergänzte Auflage. I : V o r z e i t , A n t i k e , M i t t e l a l t e r . 136 Seiten, 94 Abbildungen. 1958. (80) I I : S p ä t m i t t e l a l t e r u n d N e u z e i t . 150 Seiten, 88 Abbildungen. 1958. (781) Archäologie von A. Rumpf. ? Bände. 1: E i n l e i t u n g , h i s t o r i s c h e r Ü b e r b l i c k . 143 Seiten, 6 Abbildungen, 12 Tafeln. 1953. (538) I I : D i e A r c h ä o l o g e n s p r a c h e . Die antiken Reproduktionen. 136 Seiten, 7 Abbildungen, 12 Tafeln. 1956. (539) I I I : In Vorbereitung. (540)

Geschichte

Einführung In die Geschichtswissenschaft von P. Kirn. 4., durchgesehene Auflage. 127 Seiten. 1963. (270)

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GEISTESWISSENSCHAFTEN E i n f ü h r u n g In die Zeltgeschichte von B. Scheurig. 101 Seiten. 1962. (1204) Zeitrechnung der römischen Kaiserzelt, des Mittelalters und der Neuzelt für die Jahre 1—2000 n. Chr. von H. Lietzmann f . 3. Auflage, d u r c h gesehen von K.Aland. 130 Seiten. 1956. (1085) Kultur der Urzeit von F. Behn. 3 Bände. 4. Auflage der K u l t u r d e r Urzeit Bd. 1—3 von M. Hoernes. I: D i e v o r m e t a l l i s c h e n K u l t u r e n . (Die Steinzeiten E u r o p a s . Gleichartige K u l t u r e n in anderen Erdteilen.) 172 Seiten, 48 Abbildungen. 1950. (564) I I : D i e ä l t e r e n M e t a l l k u l t u r e n . (Der Beginn der Metallb e n u t z u n g , K u p f e r - und Bronzezeit in Europa, im Orient u n d in Amerika.) 160 Seiten, 67 Abbildungen. 1950. (565) I I I : D i e j ü n g e r e n M e t a l l k u l t u r e n . (Das Eisen als K u l t u r metall, Hallstatt-Latfene-Kultur in Europa. Das erste A u f t r e t e n des Eisens in den anderen Weltteilen.) 149 Seiten, 60 Abbildungen. 1950. (566) Vorgeschichte Europas von F. Behn. Völlig neue B e a r b e i t u n g der 7. Auflage der „Urgeschichte der Menschheit" von M. Hoernes. 125 Seiten, 47 Abbildungen. 1949. (42) Der Eintritt der Germanen in die Geschichte von J. Haller f . 3. Auflage, durchgesehen von H. Dannenbauer. 120 Seiten, 6 Kartenskizzen. 1957. (1117) Von den Karolingern zu den Staufern. Die altdeutsche Kaiserzeit (900— 1250) von /. Halter f . 4., durchgesehene Auflage von H. Dannenbauer. 142 Seiten, 4 K a r t e n . 1958. (1065) Von den Staufern zu den Habsburgern. Auflösung des Reichs u n d E m p o r k o m m e n der L a n d e s s t a a t e n (1250—1519) von J. Haller f . 2., durchgesehene Auflage von H. Dannenbauer. 118 Seiten, 6 K a r t e n s k i z z e n . 1960. (1077) Deutsche Geschichte im Zeitalter der Reformation, der Gegenreformation und des dreißigjährigen Krieges von F. Härtung. 2., d u r c h gesehene Auflage. 128 Seiten. 1963. (1105) Deutsche Geschichte von 1648—1740. Politischer und geistiger Wiedera u f b a u von W. Treue. 120 Seiten. 1956. (35) Deutsche Geschichte von 1713—1806. Von der S c h a f f u n g des europäischen Gleichgewichts bis zu Napoleons H e r r s c h a f t von W. Treue. 168 Seiten. 1957. (39) Deutsche Geschichte von 1806—1890. Vom E n d e des alten bis zur Höhe des neuen Reiches von W. Treue. 128 Seiten. 1961. (893) Deutsche Geschichte von 1890 bis zur Gegenwart von W. Treue. In Vorbereitung. (894) Quellenkunde der Deutschen Geschichte im Mittelalter (bis zur M i t t e des 15. J a h r h u n d e r t s ) von K. Jacob f . 3 Bände. I: E i n l e i t u n g . A l l g e m e i n e r T e i l . D i e Z e i t d e r K a r o l i n g e r . 6. Auflage, b e a r b e i t e t von H. Hohenleutner. 127 Seiten. 1959. (279) I I : D i e K a i s e r z e i t (911—1250). 5. Auflage, n e u b e a r b e i t e t von H. Hohenleutner. 141 Seiten. 1961. (280) I I I : D a s S p ä t m i t t e l a l t e r (vom I n t e r r e g n u m bis 1500). Herausgegeben von F. Weiten. 152 Seiten. 1952. (284) 6

GEISTESWISSENSCHAFTEN Geschichte Englands von H. Preller. 2 Bände. I : b i s 1 8 1 5 . 3., stark umgearbeitete Auflage. 135Seiten,7 Stammtafeln, 2 Karten. 1952. (375) I I : V o n 1815 b i s 1910. 2., völlig umgearbeitete Auflage. 118 Seiten, 1 Stammtafel, 7 Karten. 1954. (1088) Römische Geschichte von F. Altheim. 4 Bäride. 2., verbesserte Auflage. I: B i s z u r S c h l a c h t bei P y d n a (168 v.Chr.). 124 Seiten. 1956. (19) I I : B i s z u r S c h l a c h t bei A c t i u m (31 v.Chr.). 129 Seiten. 1956. (677) I I I : Bis z u r S c h l a c h t an d e r M i l v i s c h e n B r ü c k e (312 n.Chr.). 148 Seiten. 1958. (679) IV: Bis z u r S c h l a c h t a m Y a r m u k (636 n.Chr.). In Vorbereitung. (684) Geschichte der Vereinigten Staaten von Amerika von O. Graf zu StolbergWernigerode. 192 Seiten, 10 Karten. 1956. (1051/1051 a)

Deutsche Sprache und Literatur Geschichte der Deutschen Sprache von H. Sperber. 4. Auflage, besorgt von W. Fleischhauer. 128 Seiten. 1963. (915) Deutsches Rechtschreibungswörterbuch von M. Gottschald f . 2., verbesserte Auflage. 219 Seiten. 1953. (200/200a) Deutsche Wortkunde. Kulturgeschichte des deutschen Wortschatzes von A. Schirmer. 5. Auflage von W. Mitzka. 123 Seiten. 1965. (929) Deutsche Sprachlehre von W. Hofstaetter. 10. Auflage. Völlige Umarbeitung der 8. Auflage. 150 Seiten. 1960. (20) Stimmkunde für Beruf, Kunst und Heilzwecke von H. Biehle. 111 Seiten. 1955. (60) Redetechnik. Einführung in die Rhetorik von H. Biehle. 2., erweiterte Auflage. 151 Seiten. 1961. (61) Sprechen und Sprachpflege (Die Kunst des Sprechens) von H. Feist. 2., verbesserte Auflage. 99 Seiten, 25 Abbildungen. 1952. (1122) Deutsches Dichten und Denken von der germanischen bis zur staufischen Zeit von H. Naumann f . (Deutsche Literaturgeschichte vom 5.—13. Jahrhundert.) 2 - verbesserte Auflage. 166 Seiten. 1952. (1121)

Deutsches Dichten und Denken vom Mittelalter zur Neuzelt von 0. Müller (1270 bis 1700). 3., durchgesehene Auflage. 159 Seiten. In Vorbereitung. (1086) Deutsches Dichten und Denken von der Aufklärung bis zum Realismus (Deutsche Literaturgeschichte von 1700—1890) von K. Vietor t. 3., durchgesehene Auflage. 159 Seiten. 1958. (1096) Deutsche Heldensage von H. Schneider. 2. Auflage, bearbeitet von R. Wisniewski. 148 Seiten. 1964. (32) Der Nlbelunge N6t in Auswahl mit kurzem Wörterbuch von K. Langosch. 10., durchgesehene Auflage. 164 Seiten. 1956. (1) Kudrun und Dietrich-Epen in Auswahl mit Wörterbuch von O. L.Jiriczek. fi. Auflage, bearbeitet von R. Wisniewski. 173 Seiten. 1957. (10) Wolfram von Eschenbach. Parzival. Eine Auswahl mit Anmerkungen und Wörterbuch von H. Jantzen. 2. Auflage, bearbeitet von H. Kola. 128 Seiten. 1957. (921) 7

GEISTESWISSENSCHAFTEN H a r t m a n n von Aue. Der a r m e Heinrich nebst einer Auswahl aus der „ K l a g e " dem „Gregorius" und den Liedern (mit einem W ö r t e r verzeichnis) »erausgegeben von F. Maurer. 96 Seiten. 1958. (18) Gottfried von Straßburg. Tristan und Isolde in Auswahl herausgegeben von F. Maurer. 2. Auflage. 142 Seiten. 1965. (22) Die deutschen Personennamen von M. Gottschald f . 2., verbesserte Auflage. 151 Seiten. 1955. (422) Althochdeutsches Elementarbuch. G r a m m a t i k und T e x t e von H. Naumann f und W. Betz. 3., verbesserte und v e r m e h r t e Auflage. 183 Seiten. 1962. ( 1 1 1 1 / l l l l a ) Mittelhochdeutsche Grammatik von H. de Boor und R. Wisniewski. 4., verbesserte und ergänzte Auflage. 150 Seiten. 1965. (1108)

Indogermanisch, Germanisch Indogermanische Sprachwissenschaft von H. Krähe. 2 Bände. 4., übera r b e i t e t e Auflage. I : E i n l e i t u n g u n d L a u t l e h r e . 110 Seiten. 1962. (59) I I : F o r m e n l e h r e . 100 Seiten. 1963. (64) Sanskrit-Grammatik von M. Mayrhofer. 2., völlig neu b e a r b e i t e t e Auflage. 110 Seiten. 1965. (1158/1158a) Gotisches Elementarbuch. G r a m m a t i k . T e x t e m i t Übersetzung und E r l ä u t e r u n g e n von H. Hempel. 3., u m g e a r b e i t e t e Auflage. 166 Seiten. 1962. (79/79a) Altnordisches Elementarbuch. Schrift, Sprache, T e x t e mit Ubersetzung und W ö r t e r b u c h von F. Ranke. 2., durchgesehene Auflage. 146 Seiten. 1949. (1115) Germanische Sprachwissenschaft von H. Krähe. 2 B ä n d e . I : E i n l e i t u n g u n d L a u t l e h r e . 5., ü b e r a r b e i t e t e Auflage. 149 Seiten. 1963. (238) I I : F o r m e n l e h r e . 5., verbesserte Auflage. 149 Seiten. 1965. (780)

Englisch, Romanisch AltengUsches Elementarbuch. E i n f ü h r u n g , G r a m m a t i k , T e x t e mit Ü b e r setzung u n d W ö r t e r b u c h von M. Lehnert. 6., verbesserte Auflage. 178 Seiten. 1965. (1125) Historische neuenglische Laut- und Formenlehre von E. Ekwall. 4., durchgesehene Auflage. 150 Seiten. 1965. (735) Englische Phonetik von H. Mutschmann f . 2. Auflage, bearbeitet von Q. Scherer. 127 Seiten. 1963. (601) Englische Literaturgeschichte von F. Schubel. 4 B ä n d e . I : D i e a l t - u n d m i t t e l e n g l i s c h e P e r i o d e . 163 Seiten. 1954. (1114) I I : V o n d e r R e n a i s s a n c e b i s z u r A u f k l ä r u n g . 160 Seiten. 1956. (1116) I I I : R o m a n t i k u n d V i k t o r i a n i s m u s . 160 Seiten. 1960.(1124) Beowulf von M. Lehnert. Eine Auswahl mit E i n f ü h r u n g , teilweiser Übersetzung, A n m e r k u n g e n und etymologischem W ö r t e r b u c h . 3., v e r b e s s e r t e Auflage. 135 Seiten. 1959. (1135) Shakespeare von P. Meißner f . 2. Auflage, n e u b e a r b e i t e t von M. Lehnert. 136 Seiten. 1954. (1142)

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GEISTESWISSENSCHAFTEN Romanische Sprachwissenschaft von H. Lausberg. 4 Bände. I : E i n l e i t u n g und V o k a l i s m u s . 2., durchgesehene Auflage. 211 Seiten. 1963. (128/128a) I I : K o n s o n a n t i s m u s . 2. Auflage. In Vorbereitung. (250) I I I : F o r m e n l e h r e . 1. Teil. 99 Seiten. 1962. (1199) I I I : F o r m e n l e h r e . 2. Teil. S. 99—260. 1962. (1200/1200a) I V : W o r t l e h r e . In Vorbereitung. (1208)

Griechisch, Lateinisch Griechische Sprachwissenschaft von IV. Brandenstein. 3 Bände. I : E i n l e i t u n g . L a u t s y s t e m . E t y m o l o g i e . 160 Seiten. 1934. (117) I I : W o r t b i l d u n g und F o r m e n l e h r e . 192 Seiten. 1959. (118/ 118a) I I I : S y n t a x . I. Einleitung. Die Flexibilien. 1965. Im Druck. (924) Geschichte der griechischen Sprache. 2 Bände I : B i s zum A u s g a n g d e r k l a s s i s c h e n Z e i t von O. Hoffmann f . 3. Auflage, bearbeitet von A. Debrunner f . 156 Seiten. 1953. (111) II: G r u n d f r a g e n und G r u n d z ü g e des n a c h k l a s s i s c h e n G r i e c h i s c h von A. Debrunner f . 144 Seiten. 1954. (114) Geschichte der griechischen Literatur von IV. Nestle. 2 Bände. 3. Auflage bearbeitet von IV. Liebich. I : 144 Seiten. 1961. (70) I I : 149 Seiten. 1963. (557) Grammatik der neugriechischen Volkssprache von J. Kalitsunakis. 3., wesentlich erweiterte und verbesserte Auflage. 196 Seiten. 1963. (756/756 a) Neugriechisch-deutsches Gesprächsbuch von J. Kalitsunakis. 2. Auflage, bearbeitet von A. Steinmetz 99 Seiten 1960. (587) Geschichte der lateinischen Sprache von F. Stolz und A. Debrunner t. 4. Auflage ""earbeitet von IV. P. Schmid. In Vorbereitung. (492) Geschichte der römischen Literatur von L. Bieler. 2., verbesserte Auflage. 2 Bände. I : D i e L i t e r a t u r d e r R e p u b l i k . 160 Seiten. 1965.(52) I I : D i e L i t e r a t u r d e r K a i s e r z e i t . 133 Seiten. 1965.(866)

Orientalistik, Slavische Sprachen Die Keilschrift von B. Meissner. 3. Auflage, neubearbeitet von K. Oberhuber. In Vorbereitung (708) Die Hieroglyphen von A. Erman. 3. Auflage, neu bearbeitet von O. Krückmann. 1965. In Vorbereitung. (608) Hebräische Grammatik von 0 . Beer f . 2 Bände. Völlig neubearbeitet von R. Meyer. I : S c h r i f t - , L a u t - und F o r m e n l e h r e I. 3. Auflage. Etwa 224 Seiten. 1965. (763/763a) I I : F o r m e n l e h r e II. Syntax und Flexionstabellen. 2. Auflage. 195 Seiten 1955. (764/764a) Hebräisches Textbuch zu G. Beer-R. Meyer, Hebräische Grammatik von R. Meyer. 170 Seiten. 1960. (769/769a) 9

GEISTESWISSENSCHAFTEN Slavlsche Sprachwissenschaft von H. Bräuer. 2 Bände. I : E i n l e i t u n g , L a u t l e h r e . 221 Seiten. 1961. (1191 /1191 a ) Russische Grammatik v o n E. Berneker f . 6., verbesserte A u f l a g e v o n M. Vasmer f. 155 Seiten. 1961. i66) Polnische Grammatik v o n N. Damerau. 1965. I m D r u c k . ( 9 4 2 )

Erd- und Länderkunde, Kartographie Afrika v o n F. Jaeger. Ein geographischer Überblick. 2 Bände. 3. A u f lage. I : D e r L e b e n s r a u m . 179 Selten, 18 A b b i l d u n g e n . I n V o r b e r e i tung. (910) I I : M e n s c h u n d K u l t u r . 155 Seiten, 6 A b b i l d u n g e n . I n V o r b e r e i tung. (911) Australien und Ozeanien v o n H. J. Krug. 176 Seiten, 46 Skizzen. 1953. (319) Kartographie v o n V . Heissler. 213 Seiten, 125 A b b . , 8 A n l a g e n . 1962. (30/30 a )

Volkswirtschaft, Statistik, Publizistik Allgemeine Betriebswirtschaftslehre v o n K. Mellerowicz. 4 Bände, l l . u . 12., durchgesehene A u f l a g e . I : 224 Seiten. 1964. (1008/1008a) I I : 188 Seiten. 1962. (1153/1153a) I I I : 260 Seiten. 1963. (1154/1154a) I V : 209 Seiten. 1963. (1186/1186a) Buchhaltung und Bilanz von E. Kosiol. 170 Seiten. 1964. (1213/1213a) Geschichte der Volkswirtschaftslehre v o n S. Wendt. 182 Seiten. 1961. (1194) A l l g e m e i n e Volkswirtschaftslehre v o n A. Paulsen. 4 B ä n d e . I : G r u n d l e g u n g , W i r t s c h a f t s k r e i s l a u f . 6 . A u f l a g e . 159Seiten, 11 A b b i l d u n g e n . 1965. (1169) I I : H a u s h a l t e , U n t e r n e h m u n g e n , M a r k t f o r m e n . 6. A u f l a ge. 172 Seiten, 31 A b b i l d u n g e n . 1965. ( 1 1 7 0 ) I I I : P r o d u k t i o n s f a k t o r e n . 4. A u f l a g e . 198 Selten. 24 A b b i l d u n gen. 1965. (1171) IV: G e s a m t b e s c h ä f t i g u n g , Konjunkturen, Wachstum. 3., neubearbeitete und ergänzte A u f l a g e . 189 Selten. 1965. (1172) Allgemeine Volkswirtschaftspolitik v o n H. Ohm. 2 B ä n d e . I : S y s t e m a t i s c h - T h e o r e t i s c h e G r u n d l e g u n g . 2. A u f l a g e . 1965. I m Druck. (1195) II: Der volkswirtschaftliche Gesamtorganismus als O b j e k t d e r W i r t s c h a f t s p o l i t i k . In Vorbereitung. (1196) Finanzwissenschaft v o n H. Kolms. 4 Bände. I: G r u n d l e g u n g , Öffentliche Ausgaben. 2., verbesserte A u f l a g e . 162 Seiten. 1963. (148)

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GEISTESWISSENSCHAFTEN II. E r w e r b s e i n k ü n f t e , G e b ü h r e n u n d B e i t r ä g e , A l l g e m e i n e S t e u e r l e h r e . 2., verbesserte Auflage. 150 Seiten. 1964. (391) I I I . B e s o n d e r e S t e u e r l e h r e . 178 Seiten. 178Seiten. 1962. (776) IV. Ö f f e n t l i c h e r K r e d i t , ö f f e n t l i c h e r H a u s h a l t . Fin a n z a u s g l e i c h . 191 Seiten. 1964. (782/782a) Finanzmathematik von M. Nicolas. 192 Selten, 11 Tafeln, 8 Tabellen und 72 Beispiele. 1959. (1183/1183a) Industrie- und Betriebssoziologie von R. Dahrendorf. 3. Auflage. 142 Seiten, 3 Figuren. 1965. (103) Wlrtsehaftssozlologie von F. Fürstenberg.

122 Seiten. 1961. (1193)

Psychologie des Berufs- und Wirtschaftslebens von W. Moeie f . 190 Seiten, 48 Abbildungen. 1958. (851/851a) Einführung In die Arbeltswissenschaft von H. H. Hilf. Abbildungen. 1964. (1212/1212a)

169 Seiten, 57

Allgemeine Methodenlehre der Statistik von J. Pfanzagl. 2 Bände. 2., neubearbeitete Auflage. I: E l e m e n t a r e M e t h o d e n unter besonderer Berücks i c h t i g u n g d e r A n w e n d u n g e n in d e n W i r t s c h a f t s u n d S o z i a l w i s s e n s c h a f t e n . 251 Seiten, 42 Abbildungen. 1964. (746/746 a) II: H ö h e r e M e t h o d e n u n t e r b e s o n d e r e r B e r ü c k s i c h t i g u n g d e r A n w e n d u n g e n in N a t u r w i s s e n s c h a f t , M e d i z i n u n d T e c h n i k . 295 Seiten, 39 Abbildungen. 1965. (747/747 a ) Zeltungslehre von E. Dovifat. 2 Bände. 4., neubearbeitete Auflage. I : T h e o r e t i s c h e und r e c h t l i c h e G r u n d l a g e n — N a c h r i c h t u n d M e i n u n g — S p r a c h e u n d F o r m . 149 Seiten. 1962. (1039) II: R e d a k t i o n — D i e S p a r t e n : V e r l a g und Vertrieb, W i r t s c h a f t und T e c h n i k — S i c h e r u n g d e r ö f f e n t l i c h e n A u f g a b e . 168 Seiten. 1962. (1040)

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Naturwissenschaften Mathematik Geschichte der Mathematik von J. E. Hofmann. 4 Bände. I : Von den A n f ä n g e n b i s zum A u f t r e t e n von F e r m a f und D e s c a r t e s . 2., verbesserte und vermehrte Auflage. 251 Seiten. 1963. (226/226 a) I I : Von F e r m a t und D e s c a i t e s b i s z u r E r f i n d u n g des C a l c u l u s und b i s zum A u s b a u d e r n e u e n M e t h o d e n . 109 Seiten. 1957. (875) I I I : V o n den A u s e i n a n d e r s e t z u n g e n um den C a l c u l u s b i s zur f r a n z ö s i s c h e n R e v o l u t i o n . 107 Seiten. 1957. (882) I V : G e s c h i c h t e d e r M a t h e m a t i k d e r n e u e s t e n Z e i t von N. Stuloff. In Vorbereitung. (883) Mathematische Formelsammlung von F. O. Ringleb. 8., erweiterte Auflage. 320 Seiten, 40 Figuren. 1965. (51/51 a) Vierstellige Tafeln und Gegentafeln für logarithmisches und trigonometrisches Rechnen in zwei Farben zusammengestellt von H. Schubert und R. Haussner. 3., neubearbeitete Auflage von J. Erlebach. 158 Seiten. 1960. (81) Fünfstellige Logarithmen mit mehreren graphischen Rechentafeln und häufig vorkommenden Zahlenwerten von A. Adler. 4. Auflage, überarbeitet von J Erlebach. 127 Seiten, 1 Tafel. 1962. (423) Arithmetik von P B. Fischer f . 3. Auflage von H. Rohrbach. 152 Seiten, 19 Abbildungen. 1958. (47) Höhere Algebra von H. Hasse. 2 Bände. I : L i n e a r e G l e i c h u n g e n . 5., neubearbeitete Auflage. 150 Seiten. 1963. (931) I I : G l e i c h u n g e n h ö h e r e n G r a d e s . 4., durchgesehene Auflage. 158 Seiten, 5 Figuren. 1958. (932) Aufgabensammlung zur höheren Algebra von H. Hasse und W. Klobe. 3., verbesserte Auflage. 183 Seiten. 1961. (1082) Elementare und klassische Algebra vom modernen Standpunkt von W. Krull. 2 Bände. I : 3., erweiterte Auflage. 148 Selten. 1963. (930) I I : 132 Seiten. 1959. (933) Lineare Programmierung von H. Langen. Etwa 200 Seiten. 1965. (1206/1206 a) Algebraische Kurven und Flächen von W. Burau. 2 Bände. I : A l g e b r a i s c h e K u r v e n d e r E b e n e . 153 Seiten 28 Abbildungen. 1962.(435) I I : A l g e b r a i s c h e F l ä c h e n 3. G r a d e s und Raumkurven 3. und 4. Grades. 162 Seiten, 17 Abbildungen. 1962. (436/436a) Einführung In die Zahlentheorie von A. Scholz f . Überarbeitet und herausgegeben von B. Schoeneberg. 3. Auflage. 128 Seiten. 1961. (1131) Formale Logik von P. Lorenzen. 2., verbesserte Auflage. 165 Seiten. 1962. (1176/1176a) 12

NATURWISSENSCHAFTEN Topologle von W. Franz. 2 Bände. I : A l l g e m e i n e T o p o l o g i e . 2., verbesserte Auflage. 144 Seiten, 9 Figuren. 1965. (1181) I I : A l g e b r a i s c h e T o p o l o g i e . 153 Seiten. 1965. (1182/1182a) Elemente der Funktionentheorie von K. Knopp f . 6. Auflage. 144 Seiten, 23 Figuren. 1963. (1109) Funktionentheorie von K. Knopp f . 2 Bände. 11. Auflage. I: G r u n d l a g e n d e r a l l g e m e i n e n T h e o r i e d e r a n a l y t i s c h e n F u n k t i o n e n . 144 Seiten, 8 Figuren. 1965. (668) II: A n w e n d u n g e n und W e i t e r f ü h r u n g der a l l g e m e i n e n T h e o r i e . 130 Seiten, 7 Figuren. 1965. (703) A u f g a b e n s a m m l u n g zur Funktionentheorie von K. Knopp f . 2 Bände. 6. Auflage. I: A u f g a b e n z u r e l e m e n t a r e n F u n k t i o n e n t h e o r i e . 135Seiten. 1962. (877) I I : A u f g a b e n z u r h ö h e r e n F u n k t i o n e n t h e o r i e . 151 Seiten. 1964. (878) Differential- und Integralrechnung von M. Barner. ( F r ü h e r Witting). 4 Bände. I : G r e n z w e r t b e g r i f f , D i f f e r e n t i a l r e c h n u n g . 2., d u r c h gesehene Auflage. 176 Seiten, 39 Figuren. 1963. (86) Gewöhnliche Differentialgleichungen von G. Hoheisel. 7., neubearbeitete und erweiterte Auflage. 128 Seiten. 1965. (920/920a) Partielle Differentialgleichungen von G. Hoheisel. 4., durchgesehene Auflage. 128 Seiten. 1960. (1003) A u f g a b e n s a m m l u n g zu den gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen von G. Hoheisel. 4., n e u b e a r b e i t e t e Auflage. 153 Seiten. 1964. (1059/1059a) Integralgleichungen von G. Hoheisel. 2., neubearbeitete und erweiterte Auflage. 112 Seiten. 1963. (1099) Mengenlehre von E. Kamke. 5. Auflage. 194 Seiten, 6 Figuren. 1963. (999/999 a) Gruppentheorie von L. Baumgartner. 4., erweiterte Auflage. 190 Selten, 3 Tafeln. 1964. (837 837a) Ebene und sphärische Trigonometrie von G. Hessenbergt. 5. A u f l a g e , durchgesehen von H. Kneser. 172 Seiten, 60 Figuren. 1957. (99) Darstellende Geometrie von W. Haack. 3 Bände. I: D i e w i c h t i g s t e n D a r s t e l l u n g s m e t h o d e n . G r u n d - u n d A u f r i ß e b e n f l ä c h i g e r K ö r p e r . 4., durchgesehene u n d e r g ä n z t e Auflage. 113 Seiten, 120 Abbildungen. 1963. (142) II: K ö r p e r mit k r u m m e n B e g r e n z u n g s f l ä c h e n . K o t i e r t e P r o j e k t i o n e n . 4., durchgesehene Auflage. 129 Seiten, 86 A b bildungen. 1965. (143) I I I : A x o n o m e t r i e und P e r s p e k t i v e . 2., durchgesehene u n d e r g ä n z t e Auflage. 129 Seiten, 100 Abbildungen. 1962. (144) Analytische Geometrie von K . P. Grotemeyer. 3., n e u b e a r b e i t e t e Auflage. 218 Seiten, 73 Abbildungen. 1964. (65/65a) Nichteuklidische Geometrie. Hyperbolische Geometrie der E b e n e von R. Baldus f . 4. Auflage, b e a r b e i t e t u n d e r g ä n z t von F. Löbell. 158 Seiten, 75 Figuren. 19Ö4. (970,970a) 13

NATURWISSENSCHAFTEN Differentialgeometrie v o n K. Strubecker. 3 Bände. I : K u r v e n t h e o r i e d e r E b e n e u n d d e s R a u m e s . 2., erweiterte A u f l a g e . 253 Seiten, 45 Figuren. 1964. (1113/1113a) I I I T h e o r i e d e r F l ä c h e n m e t r i k . 195 Seiten, 14 Figuren. 1958. ¿1179/11793) I I I : T h e o r i e d e r F l ä c h e n k r ü m m u n g . 254 Seiten, 38 Figuren. 1959. (U80/1180a) Variationsrechnung von L, Koschmieder. 2 Bände. 2., neubearbeitete Auflage. I i Das f r e i e und g e b u n d e n e E x t r e m e i n f a c h e r Q r u n d I n t e g r a l e . 128 Selten, 23 Figuren. 1962. (1074) Iii A n w e n d u n g k l a s s i s c h e r V e r f a h r e n auf allgemeine Fragen des Extrems. — Neuere unmittelbare V e r f a h r e n . I n Vorbereitung. (1075) Einführung In die konforme Abbildung v o n L. Bieberbach. 5., erweiterte A u f l a g e . 180 Seiten, 42 Figuren. 1956. (768/768a) Vektoren und Matrizen v o n S. Valentiner. 3. A u f l a g e . (10., erweiterte A u f l a g e der „ V e k t o r a n a l y s i s " ) . M i t A n h a n g : Aufgaben zur Vektorrechnung v o n H. König. 206 Seiten, 35 Figuren. 1963. (354/354a) Wahrscheinlichkeitstheorie und Orundziige der MaBtheorle von H. Bauer. 2 Bände. I : 154 Selten. 1964. (1216/12103) I I : I n Vorbereitung. (1217) Versicherungsmathematik v o n F. Böhm. 2 Bände. Ii E l e m e n t e der V e r s i c h e r u n g s r e c h n u n g . 3., vermehrte und verbesserte A u f l a g e . Durchgesehener Neudruck. 151 Seiten. 1953. (180) II: Lebensversicherungsmathematik. Einführung in die technischen Grundlagen der Sozialversicherung. 2., verbesserte und vermehrte A u f l a g e . 205 Seiten. 1953. (917/917a) Finanzmathematik v o n M. Nicolas. 192 Seiten, 11 T a f e l n , 8 Tabellen und 72 Beispiele. 1959. (1183/1183a) Kinematik v o n H. R. Müller. 171 Seiten, 75 Figuren. 1963. (584/584 a )

Physik Einführung In die theoretische Physik v o n W. Döring. 5 Bände. I : M e c h a n i k . 3.. verbesserte A u f l a g e . 125 Selten, 23 Abbildungen. 1965. (76) I I : D a s e l e k t r o m a g n e t i s c h e F e l d . 2., verbesserte A u f l a g e . 132 Selten, 15 Abbildungen. 1962. (77) I I I : O p t i k . 2., verbesserte A u f l a g e . 117 Seiten, 32 Abbildungen. 1963. (78) I V i T h e r m o d y n a m i k . 2., verbesserte A u f l a g e . 107 Selten, 9 A b bildungen. 1964. (374) V : S t a t i s t i s c h e M e c h a n i k . 114 Selten, 12 Abbildungen. 1957. (1017) Mechanik deformierbarer Körper v o n M. Päsler. 199 Seiten, 48 A b bildungen. 1960. (1189/1189a) Atomphysik v o n K. Bechert, Oft. Qerthsen t und A. Flammersfeld. 7 Bände. 4., durchgesehene A u f l a g e . I : A l l g e m e i n e O r u n d l a g e n . l . T e i l v o n A. Flammersfeld. 124 Seiten, 35 Abbildungen. 1959. (1009)

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NATURWISSENSCHAFTEN I I : A l l g e m e i n e G r u n d l a g e n . 2. Teil von A.Flammersfeld. 112 Seiten, 47 Abbildungen. 1963. (1033) H I : T h e o r i e des A t o m b a u s . 1. Teil von K. Bechert. 148 Seiten, 16 Abbildungen. 1963. (1123/1123a) I V : T h e o r i e des A t o m b a u s . 2. Teil von K. Bechert. 170 Seiten, 14 Abbildungen. 1963. (1165/1165a) Differentialgleichungen der Physik von F. Sauter. 3., durchgesehene und ergänzte Auflage. 148 Seiten, 16 Figuren. 1958. (1070) Fortgeführt von Physikalische Formelsammlung von G. Mahlert. K. Mahler. Neubearbeitet von H. Graewe. 11. Auflage. 167 Seiten, 69 Figuren. 1963. (136) Physikalische Aufgabensammlung mit Ergebnissen von G. Mahler f . Fortgeführt von K. Mahler. Neubearbeitet von H. Graewe. 12. Auflage. 141 Seiten. 1964. (243)

Chemie Owchlchte der Chemie in kurzgefaßter Darstellung von G. Lockemann. 2 Bände. I : V o m A l t e r t u m b i s zur E n t d e c k u n g des S a u e r s t o f f s . 2. Auflage. 142 Seiten, 8 Bildnisse. In Vorbereitung. (264) I I : Von d e r E n t d e c k u n g des S a u e r s t o f f s b i s z u r G e g e n w a r t . 151 Seiten, 16 Bildnisse. 1955. (265/265a) Anorganische Chemie von W. Klemm. 13. Auflage. 255 Seiten, 34 Abbildungen. 1964. (37/37 a) Organische Chemie von W. Schlenk. 9., erweiterte Auflage. 273 Seiten, 16 Abbildungen. 1963. (38/38a) Physikalische Methoden In der Organischen Chemie von G. KreszA. 2 Bände. I : 119 Seiten, 65 Abbildungen. 1962. (44) I I : 164 Seiten. 1962. (45/45a) Allgemeine und physikalische Chemie von W. Schutze. 2 Bände. I : 6., verbesserte Auflage. 139 Seiten, 10 Figuren. 1964. (71) I I : 5., verbesserte Auflage. 178 Seiten, 37 Figuren. 1961. (698/698a) Molekülbau Theoretische Grundlagen und Methoden der Strukturermittlung von W. Schulze. 123 Seiten, 43 Figuren. 1958. (786) Einfache Versuche zur allgemeinen und physikalischen Chemie von E. Dehn. 371 Versuche mit 40 Abbildungen. 272 Seiten. 1962. (1201/1201 a) Physikalisch-chemische Rechenaufgaben von E. Asmus. 3., verbesserte Auflage. 96 Seiten. 1958. (445) Maßanalyse. Theorie und Praxis der klassischen und der elektrochemischen Titrierverfahren von G. Jander und K. F.Jahr. 10., er. weiterte Auflage, mitbearbeitet von H. Knoll. 358 Seiten, 56 Figuren. 1963. (221/221a) Qualitative Analyse von H. Hofmann u. G. Jander. 2., durchgesehene und verbesserte Auflage. 308 Seiten, 5 Abbildungen. 1963. (247/247 a)

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NATURWISSENSCHAFTEN Stöchlometrlsche Aufgabensammlung von W. Bahntt t u n d R. Scheer. Mit den Ergebnissen. 8., durchgesehene Auflage. 119 Seiten. 19Ü4. (452) Elektrochemie von K. Vetter. 2 Bände. I : In Vorbereitung. (252) I I : In Vorbereitung. (253) Kristallchemie von J.Zemann. 1965. In Vorbereitung. (1220)

Technologie Die Chemie der Kunststoffe von K. Hamann, u n t e r Mitarbeit von W. Funke und H. D. Hermann. 143 Seiten, i960. (1173) Warenkunde von K. Hassak und E. Beutel f . 2 Bände. I : A n o r g a n i s c h e W a r e n s o w i e K o h l e u n d E r d ö l . 8. Auflage. Neubearbeitet von A. Kutzelnigg. 119 Seiten. 18 Figuren. 1958. (222) I I : O r g a n i s c h e W a r e n . 8. Auflage. Vollständig n e u b e a r b e i t e t von A. Kutzelnigg. 157 Seiten, 32 Figuren. 1959. (223) Die Fette und ö l e von Th. Klug. 6., verbesserte Auflage. 143 Seiten. 1961. (335) Die Seifenfabrikation v o n K. Braun f . 3., n e u b e a r b e i t e t e u n d verbesserte Auflage von Th. Klug. 116 Seiten, 18 Abbildungen. 1953. (336) Thermische Verfahrenstechnik von H. Bock. 3 B ä n d e . I: E i g e n s c h a f t e n u n d V e r h a l t e n d e r r e a l e n S t o f f e . 164 Seiten, 28 Abbildungen. 1963. (1209/1209a) II: F u n k t i o n und B e r e c h n u n g der e l e m e n t a r e n G e r ä t e . 195 Seiten, 54 Abbildungen. 1964. (1210/1210a) III: F l i e ß b i l d e r , ihre F u n k t i o n und ihr Z u s a m m e n b a u aus G e r ä t e n . 224 Seiten, 67 Abbildungen. 1965. (1211/121 l a ) Textilindustrie von A. Blümcke. I : S p i n n e r e i u n d Z w i r n e r e i . U 1 Seiten, 4 3 A b b i l d u n g e n . 1954. (184)

Biologie Einführung In die allgemeine Biologie und ihre philosophischen G r u n d u n d Grenzfragen von M. Hartmann. 2. Auflage. 132 Seiten, 2 Abbildungen. 1965. (96) Hormone von G. Koller. 2., neubearbeitete u n d e r w e i t e r t e Auflage. 187 Seiten, 60 Abbildungen, 19 Tabellen. 1949. (1141) Fortpflanzung im Tier- und Pflanzenreich von J. Hämmerling. 2., e i g ä n z t e Auflage. 135 Seiten, 101 Abbildungen. 1951. (1138) Geschlecht und Geschlechtsbestimmung Im Tier- und Pflanzenreich von M. Hartmann. 2., verbesserte Auflage. 116 Seiten, 61 Abbildungen, 7 Tabellen. 1951. (1127) Symbiose der Tiere mit pflanzlichen Mikroorganismen von P. Budmer. 2. verbesserte und v e r m e h r t e Auflage. 130 Seiten, 121 Abbildungen. 1949. (1128) Grundriß der Allgemeinen Mikrobiologie von W. u. A. Schwartz. 2 B ä n d e . 2., verbesserte und ergänzte Auflage. I : 147 Seiten, 25 Abbildungen. 1960. (1155) H : 142 Seiten, 29 Abbildungen. 1961. (1157)

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NATURWISSENSCHAFTEN

Botanik Entwicklungsgeschichte des Pflanzenreiches von H. Hell. 2. Auflage. 138 Seiten, 94 Abbildungen, 1 Tabelle. 1950. (1137) Morphologie der Pflanzen von L. Geitler. 3., umgearbeitete Auflage. 126 Seiten, 114 Abbildungen. 1953. (141) Pflanzengeographie von L. Diels t. 5., völlig neubearbeitete Auflage von F. Mattick. 195 Seiten, 2 K a r t e n . 1958. (389/389a) Die Laubhölzer. Kurzgefaßte Beschreibung der in Mitteleuropa gedeihenden L a u b b ä u m e und S t r ä u c h e r von F. W. Neger f und E. Münch f . 3., durchgesehene Auflage, herausgegeben von B. Huber. 143 Seiten, 63 Figuren, 7 Tabellen. 1950. (718) Die Nadelhölzer (Koniferen) und übrigen Gymnospermen von F. W. Neger t und E. Münch t 4. Auflage, durchgesehen und ergänzt von B. Huber. 140Seiten, 75 Figuren, 4 Tabellen , 3 K a r t e n . 1952. (355) Pflanzenzüchtung von H. Kuckuck. 2 Bände. I : G r u n d z ü g e d e r P f l a n z e n z ü c h t u n g . 3., völlig umgearbeit e t e u n d erweiterte Auflage. 132 Seiten, 22 Abbildungen. 1952. (1134) II: S p e z i e l l e g a r t e n b a u l i c h e P f l a n z e n z ü c h t u n g ( Z ü c h t u n g von Gemüse, Obst und Blumen). 178 Seiten, 27 Abbildungen. 1957. (1178/1178a)

Zoologie Entwicklungsphysiologie der Tiere von F. Seidel. 2 Bände. I: E i u n d F u r c h u n g . 2. Auflage. In Vorbereitung. (1162) I I : K ö r p e r g r u n d g e s t a l t u n d O r g a n b i l d u n g . 2. Auflage. In Vorbereitung. (1163) Vergleichende Physiologie der Tiere von K . Herter. 2 Bände. 4. Auflage. I : S t o f f - u n d E n e r g i e w e c h s e l . Neu b e a r b e i t e t von K. Urich. 1965. Im Druck. (972) I I : B e w e g u n g u n d R e i z e r s c h e i n u n g e n . Neu b e a r b e i t e t von G. Birukow. In Vorbereitung. (973) Das Tierreich 1: E i n z e l l e r , P r o t o z o e n von E. Reichenow. 115 Seiten. 59 Abbildungen. 1956. (444) II: Schwämme und H o h l t i e r e von H. J. Hannemann. 95 Seiten, 80 Abbildungen. 1956. (442) III: W ü r m e r . Platt-, Hohl-, S c h n u r w ü r m e r , K a m p t o z o e n , Ringelw ü r m e r , P r o t r a c h e a t e n , Bärtierchen, Z u n g e n w ü r m e r von S. Jaeckel. 114 Seiten, 36 Abbildungen. 1955. (439) IV, I : K r e b s e von H. E. Gruner u n d K . Deckert. 114 Seiten, 43 Abbildungen. 1956. (443) IV, 2 : S p i n n e n t i e r e (Triiobitomorphen, Fühlerlose) u n d T a u s e n d f ü ß l e r von A. Kaestner. 96 Seiten, 55 Abbildungen. 1955. (1161) IV, 3: I n s e k t e n von H.von Lengerken. 2. Auflage. In Vorbereitung. (594) V: W e i c h t i e r e . Urmollusken, Schnecken, Muscheln u n d K o p f f ü ß e r v o n S . Jaeckel. 92 Seiten. 34 Figuren. 1954. (440)

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NATURWISSENSCHAFTEN VI: S t a c h e l h ä u t e r . Tentakulaten, Binnenatmer und Pfeilwürmer von S. Jaeckel. 100 Seiten, 46 Abbildungen. 1955. (441) VII, 1: M a n t e l t i e r e , Schädellose, Rundmäuler von Th. Haltenorth. In Vorbereitung. (448) VII, 2: F i s c h e von D. Lüdemann. 130 Selten, 65 Abbildungen. 1955 (356) V I I , 3 : L u r c h e (Chordatiere) von K. Herter. 143 Seiten, 129 Abbildungen. 1955. (847) V I I , 4 : K r i e c h t i e r e (Chordatiere) von K. Herter. 200 Seiten, 42 Abbildungen. 1960. (447/447 a) V I I , 5 : V ö g e l (Chordatiere) von H.-A.Freye. 156 Seiten,69 Figuren. 1960. (869) V I I , 6 : S ä u g e t i e r e (Chordatiere) von Th. Haltenorth. In Vorbereitung. (282)

Land« und Forstwirtschaft Landwirtschaftliche Tierzucht. Die Züchtung und Haltung der landwirtschaftlichen Nutztiere von H. Vogel. 139 Seiten, 11 Abbildungen. 1952. (228) Kulturtechnische Bodenverbesserungen von O. Fauser. 2 Bände. 5., verbesserte und vermehrte Auflage. I: A l l g e m e i n e s , E n t w ä s s e r u n g . 127 Seiten, 49 Abbildungen. 1959. (691) I I : B e w ä s s e r u n g , Ö d l a n d k u l t u r , F l u r b e r e i n i g u n g . 159 Seiten, 71 Abbildungen. 1961. (692) Agrikulturchemie von K. Scharrer. 2 Bände. I: P f l a n z e n e r n ä h r u n g . 143 Seiten. 1953.(329) I I : F u t t e r m i t t e l k u n d e . 192 Seiten. 1956. (330/330a)

Geologie, Mineralogie, Kristallographie Geologie von F. Lotze. 3., verbesserte Auflage. 178 Seiten, 80 Abbildungen. 1965. (13/13a) Mineral- und Erzlagerstättenkunde von H. Huttenlocher f . 2 Bände. 2. Auflage. Neubearbeitet von P. Ramdohr. I: 128 Seiten, 34 Abbildungen. 1965. Im Druck. (1014) I I : 156 Seiten, 48 Abbildungen. 1965. Im Druck. (1015/1015a) Allgemeine Mineralogie. 11., erweiterte Auflage der „Mineralogie" von R. Braunst, neubearbeitet von K. F. Chudoba. 152 Seiten, 143Text. figuren, 1 Tafel 3 Tabellen. 1963. (29/29 a) Spezielle Mineralogie. 11., erweiterte Auflage der „Mineralogie" von R. Brauns t, bearbeitet von K. F. Chudoba. 193 Seiten, 127 Textfiguren, 6 Tabellen. 1964. (31/31 a) Petrographle (Gesteinskunde) von W. Bruhns t. Neubearbeitet von P. Ramdohr. 5., erweiterte Auflage. 141 Seiten, 10 Figuren, i960. (173) Kristallchemie von J. Zemann. 1965. In Vorbereitung. (1220)

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NATURWISSENSCHAFTEN Kristallographie von W. Bruhns f . 6. Auflage, neubearbeitet von P . Ramdohr. 109 Seiten, 165 Abbildungen. 1965.(210) Einführung in die Kristalloptik von E. Buchwald. 5., verbesserte Auflage. 128 Seiten, 117 Figuren. 1963. (619/619a) Lötrohrproblerkunde. Mineraldiagnose mit Lötrohr und Tüpfelreaktion von M. Henglein. 4., durchgesehene und erweiterte Auflage. 108 Seiten, 12 Figuren. 1962. (483)

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Technik Graphische Darstellung In Wissenschaft und Technik von M. Pirani. 3 . , e r w e i t e r t e Auflage b e a r b e i t e t von J . Fischer unter Benutzung der von I. Runge besorgten 2 . A u f l a g e . 2 1 6 S e i t e n , 104 A b b i l d u n g e n . 1957. ( 7 2 8 / 7 2 8 a ) Technische Tabellen und Formeln von W. Müller. 5 . , v e r b e s s e r t e und e r w e i t e r t e A u f l a g e von E.Schulze. 165 S e i t e n , 114 A b b i l d u n g e n , 9 9 T a f e l n . 1962. ( 5 7 9 ) Einfuhrung In die Arbeitswissenschaft von H. H. Hilf. 164 S e l t e n , 57 A b b i l d u n g e n . 1964. ( 1 2 1 2 / 1 2 1 2 a ) Grundlagen der Straßenverkehrstechnik. T h e o r i e der L e i s t u n g s f ä h i g k e i t v o n E. Engel. 101 S e i t e n , 5 5 A b b i l d u n g e n . 1 9 6 2 . ( 1 1 9 8 )

Elektrotechnik

Grundlagen der allgemeinen Elektrotechnik von O. Mohr. 2 . , d u r c h g e s e h e n e A u f l a g e . 2 6 0 S e i t e n , 136 B i l d e r , 14 T a f e l n . 1961. ( 1 9 6 1 9 6 a ) Die Gleichstrommaschine von K. Humburg. 2 Bände. 2., durchgesehene Auflage. I : 102 S e i t e n , 5 9 A b b i l d u n g e n . 1 9 5 6 . ( 2 5 7 ) I I : 101 S e i t e n , 3 8 A b b i l d u n g e n . 1956. ( 8 8 1 ) Die S y n c h r o n m a s c h i n e von W. Putz. 9 2 S e i t e n , 6 4 B i l d e r . 1 9 6 2 . ( 1 1 4 6 ) Induktionsmaschinen von F. Unger. 2 . , e r w e i t e r t e A u f l a g e . 142 S e i t e n , 49 Abbildungen. 1954. (1140) Die komplexe B e r e c h n u n g von W e c h s e l s t r o m s c h a l t u n g e n von H. H. Meinke. 3., n e u b e a r b e i t e t e A u f l a g e . 185 S e i t e n , 126 A b b i l d u n g e n . 1965. ( 1 1 5 6 / 1 1 5 6 a ) Theoretische Grundlagen zur B e r e c h n u n g der Schaltgeräte von F. Kesselring. 4 . Auflage. I n V o r b e r e i t u n g . ( 7 1 1 ) Einführung In die Technik selbsttätiger Regelungen von W. zur Megede. 2., d u r c h g e s e h e n e A u f l a g e . 1 8 0 S e i t e n , 8 6 A b b i l d u n g e n . 1 9 6 1 . (714/714a) E l e k t r o m o t o r i s c h e Antriebe ( G r u n d l a g e n für die B e r e c h n u n g ) von A. Schwaiger. 4., n e u b e a r b e i t e t e A u f l a g e . I n V o r b e r e i t u n g . ( 8 2 7 ) Überspannungen und Überspannungsschutz von G. Frühauf. Durchg e s e h e n e r N e u d r u c k . 122 S e i t e n , 9 8 A b b i l d u n g e n . 1 9 5 0 . ( 1 1 3 2 ) Elektrische Höchstspannungs-Schaltanlagen. F ü r Freiluft und Innenanordnung v o n G. Meiners und K.-H. Wiesenewsky. 138 S e i t e n 58 Abbildungen. 1964. (796/796a) T r a n s f o r m a t o r e n von W. Schäfer. 4 . , ü b e r a r b e i t e t e und e r g ä n z t e A u f läge. 130 S e i t e n , 7 3 A b b i l d u n g e n . 1 9 6 2 . ( 9 5 2 )

Maschinenbau Metallkunde von H. Borchers. 3 Bände. I: A u f b a u der Metalle und L e g i e r u n g e n . 6. Auflage. 120 S e i t e n , 9 0 A b b i l d u n g e n , 2 T a b e l l e n . 1 9 6 4 . ( 4 3 2 ) 20

TECHNIK II: E i g e n s c h a f t e n , G r u n d z ü g e der F o r m - und Z u s t a n d s g e b u n g . 5., ergänzte und durchgesehene Auflage. 182 Seiten, 107 Abbildungen, 10 Tabellen. 1963. (433/433a) I I I : D i e m e t a l l k u n d l i c h e n U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e n von E. Hanke. Im Druck. (434) Die Werkstoffe des Maschinenbaues von A. Thum t und C. M. v. Meysenbug. 2 Bände. I: E i n f ü h r u n g in d i e W e r k s t o f f p r ü f u n g . 2., neubearbeitete Auflage. 100 Seiten, 7 Tabellen, 56 Abbildungen. 1956. (476) II: Die K o n s t r u k t i o n s w e r k s t o f f e . 132Seiten,40Abbildungen. 1959. (936) Dynamik von W. Müller. 2 Bände. 2., verbesserte Auflage. I : D y n a m i k d e s E i n z e l k ö r p e r s . 128 Seiten, 48 Figuren. 1952. (902) I I : S y s t e m e v o n s t a r r e n K ö r p e r n . 102 Seiten, 41 Figuren. 1952. (903) Technische Schwingungslehre von L. Zipperer. 2 Bände. 2., neubea r b e i t e t e Auflage. I: A l l g e m e i n e Schwingungsgleichungen, einfache S c h w i n g e r . 120 Seiten, 101 Abbildungen. 1953. (953) I I : T o r s i o n s s c h w i n g u n g e n in M a s c h i n e n a n l a g e n . 102 Seit e n 59 Abbildungen. 1955. (961/961 a) Werkzeugmaschinen für Metallbearbeitung von K. P. Matthes. 2 Bände. I : 100 Seiten 27 Abbildungen, 11 Zahlentafeln, 1 Tafelanhang. 1954. (561) II: F e r t i g u n g s t e c h n i s c h e G r u n d l a g e n der n e u z e i t l i c h e n M e t a l l b e a r b e i t u n g . 101 Seiten, 30 Abbildungen, 5 T a f e l n . 1955. (562) Das Maschinenzeichnen mit Einführung in das Konstruieren von W. Tochtermann. 2 Bände. 4. Auflage. I : D a s M a s c h i n e n z e i c h n e n . 156 Seiten, 75 Tafeln. 1950. (589) I I : A u s g e f ü h r t e K o n s t r u k t i o n s b e i s p i e l e . 130 Seiten, 58 Tafeln. 1950. (590) Die Maschinenelemente von E. A. vom Ende f . 4., überarbeitete Auflage. 184 Seiten, 179 Figuren, 11 Tafeln. 1963. (3/3a) Die Maschinen der Eisenhüttenwerke von L. Engel. 156 Seiten, 95 Abbildungen. 1957. (583/583 a) Walzwerke von H. Sedlaczek f unter Mitarbeit von F. Fischer und M. Buch. 232 Seiten, 157 Abbildungen. 1958. (580/580a) Getriebelehre von P. Grodzinski f . 2 Bände. 3., neubearbeitete Auflage von G. Lechner. I : G e o m e t r i s c h e G r u n d l a g e n . 164 Seiten, 131 Figuren. 1960. (1061) I I : A n g e w a n d t e G e t r i e b e l e h r e . In Vorbereitung. (1062) Kinematik von H. R. Müller. 171 Seiten, 75 Figuren. 1963. (584/584a) Gießereitechnik von H. Jungbluth. 2 Bände. I : E i s e n g i e ß e r e i . . 126 Seiten, 44 Abbildungen. 1951.(1159) 21

TECHNIK Die Dampfkessel einschließlich Feuerungen und Hilfseinrichtungen. Physikalische und chemische Grundlagen, Berechnung und Konstruktion, Vorschriften und Beispiele von W. Marcard. 3., neubearbeitete Auflage von G. Beyer. 2 Bände. I : P h y s i k a l i s c h e und c h e m i s c h e G r u n d l a g e n , W ä r melehre, Wärmeübertragung, Verbrennung. 133 Seiten, 35 Bilder, 26 Tabellen. 1964. (9/9a) Die Dampfturbinen. Ihre Wirkungsweise, Berechnung und Konstruktion von C. Zietemann. 3 Bände. I : T h e o r i e d e r D a m p f t u r b i n e n . 4. Auflage. 139 Seiten, 48 Abbildungen. 1964. In Vorbereitung. (274) II: Die B e r e c h n u n g der D a m p f t u r b i n e n und die K o n s t r u k t i o n d e r E i n z e l t e i l e . 4., verbesserte Auflage. 132 Seiten, 111 Abbildungen. 1964 In Vorbereitung. (715) III: Die R e g e l u n g der D a m p f t u r b i n e n , die B a u a r t e n , Turbinen für Sonderzwecke, Kondensationsanlagen. 3., verbesserte Auflage. 126 Seiten, 90 Abbildungen. 1956. (716) Verbrennungsmotoren von W. Endres. 3 Bände. I : Ü b e r b l i c k . M o t o r - B r e n n s t o f f e . V e r b r e n n u n g im M o t o r a l l g e m e i n , im O t t o - u n d D i e s e l - M o t o r . 153 Seiten, 57 Abbildungen. 1958. (1076/1076a) I I : Die h e u t i g e n T y p e n d e r V e r b r e n n u n g s k r a f t m a s c h i n e . In Vorbereitung. (1184) I I I : D i e E i n z e l t e i l e d e s V e r b r e n n u n g s m o t o r s . In Vorbereitung. (1185) Autogenes SchwelBen und Schneiden von H. Niese. 5. Auflage, neubearbeitet von A. Küchler. 136 Seiten, 71 Figuren. 1953. (499) Die elektrischen SchwelBverfahren von H. Niese. 2. Auflage, neubearbeitet von H. Dienst. 136 Seiten, 58 Abbildungen. 1955. (1020) Die Hebezeuge. Entwurf von Winden und Kranen von G. Tafel. 2., verbesserte Auflage. 176 Selten. 230 Figuren. 1954. (414/414a)

Vermessung« wesen

Vermessungskunde von W. Qroßmann. 3 Bände. I : S t ü c k v e r m e s s u n g und N i v e l l i e r e n . 12., verbesserte Auflage. 144 Selten, 117 Figuren. 1965. Im Druck. (468) II: Horizontalaufnahmen u n d e b e n e R e c h n u n g e n . 9., verbesserte Auflage. 136 Seiten, 101 Figuren. 1963. (469) MI: T r i g o n o m e t r i s c h e und b a r o m e t r i s c h e H ö h e n m e s s u n g . T a c h y m e t r i e u n d A b s t e c k u n g e n . 8., verbesserte Auflage. 140 Seiten, 102 Figuren. 1965. (862) Kartographie von V. Heissler. 213 Seiten, 125 Abbildungen, 8 Anlagen. 1962. (30/30a) Photogrammetrle von G. Lehmann. 1965. In Vorbereitung. (1188/1188a)

Wasserbau

Wasserkraftanlagen von A. Ludin unter Mitarbeit von W. Borkenstein. 2 Bände. 1: P l a n u n g , G r u n d l a g e n u n d G r u n d z ü g e . 124 Seiten, 60 Abbildungen. 1955. (665) I I : A n o r d n u n g und A u s b i l d u n g der Hauptbauwerke. 184 Seiten, 91 Abbildungen. 1958. (666/666a) 22

TECHNIK Verkehrswasserbau von H. Dehnert. 3 Bände. I: E n t w u r f s g r u n d l a g e n , Flußregelungen. 103 Seiten, 53 Abbildungen. 1950. (585) I I : F l u ß k a n a l i s i e r u n g u n d S c h i f f a h r t s k a n ä l e . 94 Seiten, 60 Abbildungen. 1950. (597) I I I : S c h l e u s e n u n d H e b e w e r k e . 98 Seiten, 70 Abbildungen. 1950. (1152) Wehr- und Stauanlagen von H. Dehnert. 134 Seiten, 90 Abbildungen. 1952.(965) Talsperren von F. Tölke. 122 Seiten, 70 Abbildungen. 1953. (1044)

Hoch- und Tiefbau Die wichtigsten Baustoffe des Hoch- und Tiefbaus von O. Graf f . 4., verbesserte Auflage. 131 Seiten, 63 Abbildungen. 1953. (984) Baustoffverarbeitung und Baustellenprüfung des Betons von A. Kleinlogel. 2., neubearbeitete und erweiterte Auflage. 126 Seiten, 35 Abbildungen. 1951. (978) Festigkeitslehre. 2 Bände. I: E l a s t i z i t ä t , P l a s t i z i t ä t u n d F e s t i g k e i t d e r B a u s t o f f e u n d B a u t e i l e von W. Gehler t und W. Herberg. Durchgesehener und erweiterter Neudruck. 159 Seiten, 118 Abbildungen. 1952.(1144) II: F o r m ä n d e r u n g , Platten, Stabilität und Bruchh y p o t h e s e n von W. Herberg und N. Dimitrov. 187 Seiten, 94 Abbildungen. 1955. (1145/1145 a) Grundlagen des Stahlbetonbaus von A. Troche. 2., neubearbeitete und erweiterte Auflage. 208 Seiten, 75 Abbildungen, 17 Bemessungstafeln, 20 Rechenbeispiele. 1953. (1078) Statik der Baukonstruktionen von A. Teichmann. 3 Bände. I : G r u n d l a g e n . 101 Seiten, 51 Abbildungen, 8 Formeltafeln. 1956.(119) I I : S t a t i s c h b e s t i m m t e S t a b w e r k e . 107 Seiten, 52 Abbildungen, 7 Tafeln. 1957. (120) I I I : S t a t i s c h u n b e s t i m m t e S y s t e m e . 112 Seiten, 34 Abbildungen, 7 Formeltafeln. 1958. (122) Fenster, Türen, Tore aus Holz und Metall. Eine Anleitung zu ihrer guten Gestaltung, wirtschaftlichen Bemessung und handwerksgerechten Konstruktion von IV. Wickop f . 4., überarbeitete und ergänzte Auflage. 155 Seiten, 95 Abbildungen. 1955. (1092) Heizung und Lüftung von W. Körting. 2 Bände. 9., neubearbeitete Auflage. I: D a s W e s e n u n d die B e r e c h n u n g d e r H e i z u n g s - u n d L ü f t u n g s a n l a g e n . 171 Seiten, 29 Abbildungen, 36 Zahlentafeln. 1962. (342/342 a) II: Die A u s f ü h r u n g der H e i z u n g s - u n d L ü f t u n g s a n l a g e n . 1965. In Vorbereitung. (343) Industrielle Kraft- und Wärmewirtschaft von F. A. F. Schmidt und A. Beckers. 167 Seiten, 73 Abbildungen. 1957. (318/318a)

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Sammlung Göschen / Bandnummernfolge 1 Langosch, Der Nibelunge N o t 3/3 a v. Ende, Maschinenelemente 9/9a Marcard-Beyer, D a m p f kessel I 10 J i r i c z e k - W i s n i e w s k i , K u d r u n und Dietrich-Epen 13/13 a Lotze, Geologie 18 Maurer, H a r t m a n n von Aue. Der a r m e Heinrich 19 Altheim, Römische Geschichte I 20 H o f s t a e t t e r , Dt. Sprachlehre 22 Maurer, Gottfried von Strassburg 29/29 a Brauns-Chudoba, Allgemeine Mineralogie 30/30a Heissler, Kartographie 31/31 a Brauns-Chudoba, Spezielle Mineralogie 32 Schneider-Wlsniewski, Deutsche Heldensage 35 Treue, D t . Geschichte von 1648—1740 37/37 a Klemm, Anorganische Chemie 38/38 a Schlenk, Organische Chemie 39 Treue, D t . Oeschichte von 1713—1806 42 Behn-Hoernes, Vorgeschichte Europas 44 Kresze, Physikalische Methoden in der Organischen Chemie I 45/45 a Kresze, Physikalische Met h o d e n in der Organischen Chemie II 47 Fischer-Rohrbach, A r i t h m e t i k 51/51 a Ringleb, M a t h e m . Formelsammlung 52 Bieler, Rom. Literaturgesch. I 59 Krähe, Indog. Sprachwiss. I 60 Biehle, S t i m m k u n d e 24

61 Biele, Redetechnik 64 Krähe, Indog. Sprachwiss. II 65/65a Grotemeyer, A n a l y t . Geometrie 66 Berneker-Vasmer, Russische Grammatik 70 Nestle-Liebich, Gesch. d. griechischen L i t e r a t u r I 71 Schulze, Allgemeine und p h y sikalische Chemie I 76 Döring Einf. i.d. th. Physik I 77 Döring, Einf. i.d. t h . P h y s i k II 78 D ö r i n g . E i n f . i . d . t h . P h y s i k l I I 79/79a Hempel, Got. E l e m e n t a r buch 80 Weigert, S t i l k u n d e I 81 S c h u b e r t - H a u s s n e r - E r l e b a c h , Vierstell. L o g a r i t h m e n t a f e l n 86 Barner, Differential- u. I n t e gralrechnung I 96 H a r t m a n n , E i n f . i n d i e a l l g e m . Biologie 99 Hessenberg-Kneser, Ebene und sphär. T r i g o n o m e t r i e 101 v. Wiese Soziologie 103 Dahrendorf, I n d u s t r i e - und Betriebssoziologie 104/104 a H o f s t ä t t e r , Sozialpsychologie 111 H o f f m a n n - D e b r u n n e r , G e s c h . der griechischen Sprache I 114 Debrunner, Gesch. der griechischen S p r a c h e II 117 B r a n d e n s t e i n , Griechische Sprachwissenschaft I 118/118a B r a n d e n s t e i n , Griechische Sprachwissenschaft II 119 T e i c h m a n n , S t a t i k der Baukonstruktionen I 120 T e i c h m a n n , S t a t i k der Bauk o n s t r u k t i o n e n II 122 T e i c h m a n n , S t a t i k der Baukonstruktionen III

128/128 a Lausberg, Romanische Sprachwissenschaft I 136 Mahler-Graewe, Physikal. Formelsammlung 141 Geitler, Morphologie der Pflanzen 142 H ? a c k , Darst. Geometrie I 143 H a a c k , Darst. Geometrie II 144 H a a c k , Darst. Geometrie I I I 145 Weimer, Gesch. der P ä d agogik 148 Kolms, Finanzwissenschaft I 1 5 6 / I 5 6 a L a n d m a n n , Philosophische Anthropologie 170 Oehlmann, Musik des 19. J h s . 171/171 a Oehlmann, Musik des 20. J h s . 173 B r u h n s - R a m d o h r , P é t r o graphie 174 Schlingloff, Religion des Buddhismus I ISO B ö h m , Versicherungsmathematik I 184 Bliimcke, Textilindustrie I 1 9 6 / 1 9 6 a Mohr, Grundlagen der allgem. Elektrotechnik 2 0 0 / 2 0 0 a Gottschald, Dt. R e c h t schreibungswörterbuch 210 B r u h n s - R a m d o h r , Kristallographie 2 2 0 / 2 2 0 a Moser, Allg. Musiklehre 221/221 a J a n d e r - J a h r - K n o l l , Maßanalyse 222 Hassak-Beutel-Kutzelnigg, Warenkunde I 223 Hassak-Beutel-Kutzelnigg, Warenkunde II 2 2 6 / 2 2 6 a H o f m a n n , Gesch. der Mathematik I 228 Vogel, Landw. Tierzucht 231/231 a Ehrlich, Gesch. Israels 238 Krähe, Germ. Sprachwiss. I 2 4 3 Mahler-Graewe, Physikal. Aufgabensammlung 247/247 a H o f m a n n - J a n d e r , Qual i t a t i v e Analyse 2 5 0 Lausberg, Romanische Sprachwissenschaft II 252 Vetter, Elektrochemie I 253 Vetter, Elektrochemie 11 257 Humburg, Gleichstrommaschine I 2 6 4 L o c k e m a n n , Gesch. der Chemie I

2 6 5 / 2 6 5 a L o c k e m a n n , Geschichte der Chemie 11 2 7 0 Kirn, Einführung in die Geschichtswissenschaft 274 Zietemann, Dampfturbinen I 279 J a c o b - H o h e n l e u t n e r , Quellenkunde der deutschen Geschichte I 280 J a c o b - H o h e n l e u t n e r , Quellenkunde der deutschen Ges c h i c h t e II 281 Leisegang, Einführung in die Philosophie 282 H a l t e n o r t h , Säugetiere 284 J a c o b - W e d e n , Quellenkunde der deutschen Geschichte I I I 318/318a Schmidt-Beckers, Industrielle K r a f t - u. W ä r m e wirtschaft 3 1 9 K r u g , Australien und Ozeanien 329 Scharrer, Agrikulturchemie I 3 3 0 / 3 3 0 a Scharrer, Agrikulturchemie I I 335 Klug, F e t t e und Öle 336 B r a u n - K l u g , Seifenfabrikation 3 4 2 / 3 4 2 a Körting, Heizung und Lüftung I 3 4 3 Körting, Heizung und Lüftung II 344 Moser, Musikästhetik 3 5 4 / 3 5 4 a Valentiner-König, V e k toren und Matrizen 3 5 5 Neger-Münch-Huber, Nadelhölzer 3 5 6 L ü d e m a n n , Fische 3 7 4 Döring, Einführung in die theoret. Physik I V 3 7 5 Preller, Geschichte Englands I 3 8 9 / 3 8 9 a Dlels-Mattick, Pflanzengeographie 391 Kolms,Finanzwissenschaft II 3 9 4 / 3 9 4 a Schilling, Von der R e naissance bis K a n t 414/414 a Tafel, Hebezeuge 4 2 2 Gottschald, D t . Personennamen 4 2 3 Adler-Erlebach, Fünfstellige Logarithmen 4 3 2 Borchers, Metallkunde I 4 3 3 / 4 3 3 aBorchers,Metallkunde 11

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4 3 4 B o r c h e r s - H a n k e , Metallkunde I I I 4 3 5 Burau, Algebr. Kurven u. Flächen I 4 3 6 / 4 3 6 a Burau, Algebr. Kurven und Flächen II 439 J a e c k e l , W ü r m e r 440 J a e c k e l , Weichtiere 441 J a e c k e l , S t a c h e l h ä u t e r 4 4 2 H a n n e m a n n , S c h w ä m m e und Hohltiere 443 Oruner-Deckert, K r e b s e 4 4 4 Reichenow, Einzeller 445 Asmus, Physikal.-chem. R e chenaufgaben 447/447?. Herter, Kriechtiere 448 Haltenorth, Manteltiere 452 B a h r d t - S c h e e r , Stöchirmetrische Aufgabensammlung 468 O r o ß m a n n , Vermessungskunde I 469 O r o ß m a n n , Vermessungskunde II 476 T h u m - M e y s e n b u g , Die W e r k s t o f f e des Maschinenbaues I 483 Henglein, Lötrohrprobierkunde 492 S t o l z - C e b r u n n e r , Geschichte der lateinischen Sprache 499 Niese-Küchler, Autogenes Schweißen 5 0 0 Simmel, Hauptprobleme der Philosophie 536 L e h m a n n , K a n t 538 R u m p f , Archäologie I 5 3 9 R u m p f , Archäologie II 540 R u m p f , Archäologie I I I 557 Nestle-Liebich, Gesch. der griech. L i t e r a t u r II 561 M a t t h e s , Werkzeugmaschinen I 562 Matthes, Werkzeugmaschinen II 564 Behn-Hoernes, K u l t u r der Urzeit I 565 B e h n - H o e r n e s , K u l t u r der Urzeit I I 566 B e h n - H o e r n e s , K u l t u r der Urzeit I I I 571 L e h m a n n , Philosophie des 19. J a h r h u n d e r t s I 5 7 6 / 5 7 6 a Moser, Gesangskunst

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5 7 9 Müller-Schulze, T e c h n . T a bellen 580/580aSedlaczek-Fischer-Buch, Walzwerke 5 8 3 / 5 8 3 a Enf;el, Maschinen der Eisenhüttenwerke 5 8 4 / 5 8 4 a Müller, K i n e m a t i k 585 D e h n e r t ; Verkehrswasserbau I 587 K a l i t s u n a k i s - S t e i n m e t z . N e u griech.-dt. Gesprächsbuch 589 Tochtermann, Maschinenzeichnen I 590 Tochtermann, Maschinenzeichnen II 5 9 4 v. Lengerken, Insekten 597 D e h n e r t , Verkehrswasserbau I I 601 M u t s c h m a n n - S c h e r e r , Engl. Phonetik 608 Erman-Krückmann, Hieroglyphen 6 1 9 / 6 1 9 a Buchwald, Kristalloptik 665 L u d i n - B o r k e n s t e i n , W a s s e r kraftanlagen I 666/666 a Ludin-Borkenstein, W a s s e r k r a f t a n l a g e n 11 668 Knopp, F u n k t i o n e n t h e o r i e I 677 Altheim, R o m . Geschichte II 679 Altheim, R o m . Geschichte 111 6 8 4 Altheim, R o m . Geschichte IV 691 Fauser, K u l t u r t e c h n . B o d e n verbesserungen I 6 9 2 Fauser, K u l t u r t e c h n . B o d e n verbesser ungen II 6 9 8 / 6 9 8 a Schulze, Allgemeine u. physikalische Chemie II 703 K n o p p , F u n k t i o n e n t h e o r i e II 7 0 8 Meissner-Oberhuber, Keilschrift 709 L e h m a n n , Philosophie des 19. J a h r h u n d e r t s II 711 Kesselring, B e r e c h n u n g der Schaltgeräte 7 1 4 / 7 1 4 a zur Megede, T e c h n i k selbsttätiger Regelungen 715 Z i e t e m a n n , Dampfturbinen II 716 Zietemann, Dampfturbinen III 718 Neger-Münch-Hubex, L a u b hölzer

728/728a Piranl-Fischer-Runge, G r a p h . Darstellung in Wiss e n s c h a f t u. Technik 735 Ekwall, Historische neuengl. L a u t - und F o r m e n l e h r e 746/746 a Pfanzagl, Allg. Methodenlehre der S t a t i s t i k I 747/747 a Pfanzagl, Allg. Methodenlehre der Statistik II 756/756a Kalitsunakis, G r a m m . d. Neugriech. Volksspr. 763/763a Beer-Meyer, Hebräische G r a m m a t i k I 764/764a Beer-Meyer, Hebräische G r a m m a t i k II 768/768a Bieberbach, E i n f ü h r u n g in die k o n f o r m e Abbildung 769/769 a Beer-Meyer, Hebräisches T e x t b u c h 770 Schlingloff, Religion des B u d d h i s m u s II 776 Kolms, Finanzwissensch. I I I 730 Krähe, Germ. Sprachwiss. II 781 Weigert, Stilkunde II 782/782 a Kolms. Finanzwissenschaft IV 786 Schulze, Molekiilbau 796/796a Meiners-Wiesenewsky, Elektr. HöchstspannungsSchattanlagen 807 K r o p p , E r k e n n t n i s t h e o r i e 809 Moser, Harmonielehre I 810 Moser, Harmonielehre II 826 Koch, Philosophie d. Mittelalters 827 Schwaiger, Elektromotorische Antriebe 831 E r i s m a n n , Allg. Psychologie I 832/382 a E r i s m a n n , Allg. P s y chologie II 833 E r i s m a n n , Alle. Psychologie I I I 834/834 a E r i s m a n n , Allg. P s y chologie IV 837/837a B a u m g a r t n e r , G r u p p e n theorie 845 L e h m a n n , Philosophie im ersten Drittel des 20. J h s . I 847 Herter, Lurche 850 L e h m a n n , Philosophie im ersten Drittel des 20. J h s . 11

851/851 a Moede, Psychologie des Berufs- u n d W i r t s c h a f t s lebens 857 Capelle, Griech. Philosophie I 858 Capelle, Griech. Philos. II 859 Capelle, Griech. Philos. I I I 862 G r o ß m a n n , Vermessungskunde III 863 Capelle, Griech. Philos. IV 866 Bieler, R o m . Literaturgeschichte II 869 Freye, Vögel 875 H o f m a n n , Geschichte d e r M a t h e m a t i k II 877 K n o p p , A u f g a b e n s a m m l u n g zur F u n k t i o n e n t h e o r i e I 878 K n o p p , A u f g a b e n s a m m l u n g zur F u n k t i o n e n t h e o r i e II 881 H u m b u r g , Gleichstrommaschine II 882 H o f m a n n , Geschichte der M a t h e m a t i k III 883 Stuloff, M a t h e m a t i k der neucsten Zeit 893 Treue, D t . Geschichte von 1806—1890 894 Treue, Dt. Geschichte von 1890 bis zur Gegenwart 902 Müller, D y n a m i k I 903 Müller, D v n a m i k II 910 Jaeger, A f r i k a I 911 Jaeger, Afrika II 915 Sperber-Fleischhauer, Gesch. der Deutschen Sprache 917/917 a Böhm, Versicherungsm a t h e m a t i k II 920/920a) Hoheisel, Gewöhnliche Differentialgleichungen 921 J a n t z e n - K o l b , W . v. Eschenbach. P a r z i v a l 924 B r a n d e n s t e i n , Griechische Sprachwissenschaft I I I 929 Schirmer-Mitzka, D t . W o r t kunde 930 Krull, E l e m e n t a r e und klassische Algebra I 931 Hasse, Höhere Algebra I 932 Hasse, Höhere Algebra II 933 Krull, E l e m e n t a r e und klassische Algebra II 936 T h u m - M e y s e n b u g , W e r k stoffe d. Maschinenbaues II 942 D a m e r a u , Polnische G r a m matik 27

952 Schäfer, Transformatoren 953 Zipperer, Techn. Schwingungslehre I 961/961 a Zipperer, Techn. Schwingungslehre II 965 Dehnert, Wehr- und Stauanlagen 970/970 a Baldus-Löbell, Nichteuklidische Geometrie 972 Herter-Urich, Vergleichende Physiologie der Tiere I 973 Herter-Birukow, Vergleichende Physiologie der Tiere II 978 Kleinlogel, Baustoffverarbeitung und Baustellenprüfung d. Betons 984 Graf, Baustoffe des Hochund Tiefbaues 999/999a Kamke, Mengenlehre 1000 Jaspers, Geistige Situat. der Zeit 1003 Hoheisel, Partielle Differentialgleichung 1008/1008a Mellerowicz, Allgem. Betriebswirtschaftslehre I 1009 Bechert-Gerthsen-Flammersfeld, Atomphysik I 1014 Huttenlocher, Mineral- und Erzlagerstättenkunde I 1015/1015a Huttenlocher,Mineralu. Erzlagerstättenkunde II 1017 Döring, Einführung in die theoret. Physik V 1020 Niese-Dienst, Elektrische Schweißverfahren 1031/1031 a Apel-Ludz, Philosophisches Wörterbuch 1033 Bechert-Gerthsen-Flammersfeld, Atomphysik II 1034 Kranefeldt-Jung, Therapeutische Psychologie 1035 Altheim, Rom. Religionsgeschichte I 1039 Dovifat, Zeitungslehre I 1040 Dovifat, Zeitungslehre II 1044 Tölke, Talsperren 1045 Schubert, Technik des Klavierspiels 1051/1051 a Stolberg-Wernigerode, Gesch. d. Vereinigten Staaten 28

1052 Altheim, Rom. Religions§6schichtc II 1059/1059a Hoheisel,Aufgabenslg. z. d. gew. u. part. Differentialgleichungen 1061 Grodzinski-Lechner, Getriebelehre I 1062 Grodzinski-Lechner, Getriebelehre II 1065 Haller-Dannenbauer,Von d. Karolingern zu den Staufern 1070 Sauter, Differentialgleichungen der Physik 1074 Koschmieder, Variationsrechnung I 1075 Koschmieder, Variationsrechnung II 1076/1076« Endres, Verbrennungsmotoren I 1077 Haller-Dannenbauer, Von den Staufern zu den Habsburgern 1078 Troche, Stahlbetonbau 1082 Hasse-Klobe, Aufgabensammlung zur höheren Algebra 1085 Lietzmann-Aland, Zeitrechnung 1086 Müller, Dt. Dichten und Denken 1088 Preller, Gesch. Englands II 1092 Wickop, Fenster, Türen, Tore 1094 Hernried, System. Modulation 109f Vietor, Dt. Dichten und Denken 1099 Hoheisel, Integralgleichungen 1105 Härtung, Dt. Geschichte im Zeitalter der Reformation 1108 deBoor-Wisniewski, Mittelhochdeutsche Grammatik 1109 Knopp, Elemente der Funktionentheorie 1111/1 l i l a Naumann-Betz, Althochdt. Elementarbuch 1113/1113 a Strubecker, Differentialgeometrie I 1114 Schubel, Engl. Literaturgeschichte I 1115 Ranke, Altnord. Elementarbuch

1116 Schubel, Engl. Literaturgeschichte II 1117 Hailer-Dannenbauer, Eint r i t t der Germanen in die Geschichte 1121 N a u m a n n , Dt. Dichten u. Denken 1)22 Feist, Sprechen und Sprachpflege 1123/1123 a Bechert-GerthsenFlammersfeld, A t o m physik I I I 1124 Schubel, Engl. Literaturgeschichte III 1125 Lehnert, Altengl. Elementarbuch 1127 H a r t m a n n , Geschlecht u. Geschlechtsbestimmung im Tier- und Pflanzenreich 1128 Buchner, Symbiose der Tiere 1130 Dibelius-Kümmel, Jesus 1131 Scholz-Schoeneberg, Einf ü h r u n g in die Zahlentheorie 1132 F r ü h a u f . Überspannungen 1134 K u c k u c k , Pflanzenzüchtung J 1135 Lehnert, Beowulf 1137 Heil, Entwicklungsgesch. d . Pflanzenreiches 1138 Hämmerling, F o r t p f l a n zung im Tier- und Pflanzenreich 1140 Unger, Induktionsmaschine 1141 Koller H o r m o n e 1142 Meissner-Lehnert, Shakespeare 1144 Gehier-Herberg,Festigkeitslehre I 1145/1145 a Herberg-Dimitrov, Festigkeitslehre II 1146 P u t z , Synchronmaschine 1147 v. W a l t e r s h a u s e n , K u n s t d. Dirigierens 1148 P e p p i n g , Der polyphone Satz I 1152 D e h n e r t , Verkehrswasserbau III 1 1 5 3 / I I 5 3 a Mellerowicz, Allgem. Betriebswirtschaftslehre II 1154/1154a Mellerowicz, Allgem. Betriebswirtschaftslehre III 1155 Schwartz, Mikrobiologie I

1156/1156a Meinke, Komplexe Berechnungen v. Wechselstromschaltungen 1157 Schwartz, Mikrobiologie II 1158/1158a Mayrhofer, SanskritGrammatik 1159 Jungbluth,Gießereitechnik I 1160 Dibelius-Kümmel, Paulus 1161 Kaestner, Spinnentiere 1162 Seidel, Entwicklungsphysiologie der Tiere I 1163 Seidel, Entwicklungsphysiologie der Tiere II 1164/1164a Pepping, Der polyphone Satz II 1165/1165a Bechert-GerthsenFlammersfeld, A t o m p h y sik IV 1169 Paulsen, Allgemeine Volkswirtschaftslehre I 1170 Paulsen, Allgemeine Volksw i r t s c h a f t s l e h r e II 1171 Paulsen, Allgemeine Volkswirtschaftslehre I I I 1172 Paulsen, Allgemeine Volksw i r t s c h a f t s l e h r e IV 1173 H a m a n n - F u n k e - H e r m a n n , Chemie der K u n s t s t o f f e 1176/1176aLorenzen,Form Logik 1178/1178 a K u c k u c k , Pflanzenz ü c h t u n g II 1179/1179a Strubecker, Differentialgeometrie II 1180/1180a Strubecker, Differentialgeometrie III 1181 Franz, Topologie I 1182/1182a Franz, Topologie II 1183/1183a Nicolas, Finanzmathematik 1184 E n d r e s , Verbrennungsm o t o r e n II 1185 E n d r e s , Verbrennungsmotoren III 1186/1186a Mellerowicz, Allgem. Betriebswirtschaftslehre IV 1187 Lau, L u t h e r 1188/1188a L e h m a n n , P h o t o grammetrie 1189/1189a Päsler, Mechanik 1190 S t u p p e r i c h . Melanchthon 1191/1191 a Bräuer, Slav. Sprachwissenschaft I 1193 F ü r s t e n b e r g , W i r t s c h a f t s soziologie

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1194 Wendt, Gesch. d. Volkswirtschaftslehre 1195 Ohm, Allgem. Volkswirtschafttpolitik I 1196 Ohm, Allgem. Volkswirtschaftspolitik 1197/1197 a Onasch, Elnf. in die Konfessionskundederorthodoxen Kirchen 1198 Engel, Straßenverkehrstechnik 1199 Lausberg, Romanische Sprachwissenschaft I I I , 1. Teil 1200/1200a Lausberg, Romanische Sprachwissenschaft! 11, 2. Teil 1201/1201 a Dehn, Versuche zur allgem. u. phys. Chemie 1202/1202 a Nagel, Gesch. des christl. Gottesdienstes 1203 Wendland, Sozialethik 1204 Scheurig, Zeitgeschichte

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1205/1205a Hofmann, Ideengeschichte d. soz. Bewegung 1206/1206 a Langen, Lineare Programmierung 1208 Lausberg, Romanische Sprachwissenschaft IV 1209/12098 Bock, Therm. Verfahrenstechnik I 1210/1210 a Bock Therm. Verfahrenstechnik II 1211/1211 a Bock, Therm. Verfahrenstechnik I I I 1212/1212a Hilf, Arbeitswissenschaft 1213/1213a Koslol, Buchhaltung und Bilanz 1216/1216a Bauer,Wahrscheinlichkeitstheorie I 1217 Bauer,Wahrscheinlichkeitstheorie II 1219 Schmidt-Clausing, Zwingli 1220 Zemann, Kristallchemie

Autorenregister Adler 12 Aland 6 A l t h e i m 4, 7 Apel 3 A s m u s 15 B a h r d t 16 B a l d u s 13 B a r n e r 13 B a u e r 14 B a u m g a r t n e r 13 B e c h e r t 14, 15 Beckers 23 B e r n e k e r 10 Betz 8 B e u t e l 16 Beyer 22 B i e b e r b a c h 14 Biehle 7 Bieler 9 B i r u k o w 17 B l ü m c k e 16 B o c k 16 B ö h m 14 deBoor 8 Borchers 2 0 Borkenstein 22 Bräuer 10 Brandenstein 9 B r a u n 16 B r a u n s 18 B r u h n s 19 B u c h 21 B u c h n e r 16 B u c h w a l d 19 B u r a u 12 Capelle 3 C h u d o b a 13 Dahrendorf 4, 11 D a m e r a u 10 Dannenbauer 6 Debrunner 9

D e c k e r t 17 D e h n 15 D e h n e r t 23 Dibelius 4 Diels 17 D i e n s t 22 Dimitrov 23 D ö r i n g 14 D o v i f a t 11 Ehrlich 4 Ekwall 8 E n d e , v o m 21 Endres 22 Engel, E. 20 Engel, L. 21 Erismann 4 Erlebach 12 Erman 9 Fauser 18 Feist 7 Fischer, F. 21 Fischer, J. 20 Fischer, P. B. 12 Flammersfeld 14,15 Fleischhauer 7 F r a n z 13 F r e y e 18 Frühauf 20 Für st e nbe r g 4 , 11 F u n k e 16 Gehler 23 Oeitler 17 O e r t h s e n 14 Q o t t s c h a l d 7, 8 G r a e w e 15 Graf 2 3 Grodzinski 21 G r o ß m a n n 22 G r o t e m e y e r 13 Oruner 17 H a a c k 13 H ä m m e r l i n g 16 Haller 6 H a l t e n o r t h 18

H a m a n n 18 H a n k e 21 H a n n e m a n n 17 H a r t m a n n 16 Härtung 6 H a s s a k 16 H a s s e 12 H a u s s n e r 12 Heil 17 H e i s s l e r 10, 2 2 Hempel 8 H e n g l e i n 19 H e r b e r g 23 H e r m a n n 16 Hernried 5 Herter 17, 18 H e s s e n b e r g 13 Hilf 11, 20 Hoernes 6 Hoffmann 9 H o f m a n n , H. 15 H o f m a n n . J. E. 12 Hof m a n n W . 4 Hofstätter 4 Hofstaetter 7 H o h e i s e l 13 Hohenleutner 8 H u b e r 17 H u m b u r g 20 H u t t e n locher 18 Jacob 6 Jaeckel 17,18 J a e g e r 10 J a h r 15 J a n d e r 15 Jantzen 7 Jaspers 3 Jlriczek 7 Jung 4 J u n g b l u t h 21 K a e s t n e r 17 Kalltsunakis 9 K a m k e 13 Kesselring 20

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Kirn 5 K ' e i n l o g e l 23 K l e m m 15 K l o b e 12 K l u g 16 Kneser 13 K n o l l 15 K n o p p 13 Koch 3 K ö n i g 14 K ö r t i n g 23 Kolb 7 K o l l e r 16 K o l m s 10 K o s c h m i e d e r 14 K o s i o l 10 Krähe 8 Kranefeldt 4 K r e s z e 15 Kropp 3 Krückmann 9 K r u g 10 K r u l l 12 K u c k u c k 17 K ü c h l e r 22 Kümmel 4 K u t z e l n i g g 16 Landmann 3 L a n g e n 12 Langosch 7 Lau 4 Lausberg 9 Lechner 21 L e h m a n n , G. 3 L e h m a n n , O. 22 Lehnert 8 Leisegang 3 L e n g e r k e n , v o n 17 Liebich 9 Lietzmann 6 L o c k e m a n n 15 L ö b e l l 13 L o r e n z e n 3, 12 L o t z e 18 Ludin 22 Ludz 3 L ü d e m a n n 18 Mahler 15 Marcard 22 M a t t h e s 21 M a t t i c k 17 Maurer 8 Mayrhofer 8

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M e g e d e , zur 20 Meiners 20 M e i n k e 20 Meissner, B 9 Meißner, P . 8 M e l l e r o w i c z 10 Meyer 9 M e y s e n b u g 21 Mitzka 7 M o e d e 4, 11 M o h r 20 Moser 5 Müller, G. 7 Müller, H . R . 14, 21 Müller, W . 20, 21 Münch 17 Mutschmann 8 Nagel 4 N a u m a n n 7, 8 N e g e r 17 Nestle 9 Nicolas 11, 14 Niese 22 Oberhuber 9 Oehlmann 5 Ohm 10 Onasch 4 Päsler 14 Paulsen 10 Pepping 5 P f a n z a g l 11 Pirani 20 Preller 7 P u t z 20 R a m d o h r 18, 19 Ranke 8 Reichenow 17 R i n g l e b 12 Rohrbach 12 Rumpf 5 R u n g e 20 Sauter 15 Schäfer 20 Scharrer 18 Scheer 16 Scherer 8 Scheurig 6 Schilling 3 Schirmer 7 Schlenk 15 Schlingloff 5

Schmid 9 S c h m i d t 23 Schmidt-Clausing 4 Schneider 7 Schoeneberg 12 Scholz 12 Schubel 8 Schubert, H . 12 Schubert, K . 5 Schulze, E. 20 Schulze, W . 15 S c h w a i g e r 20 S c h w a r t z 16 Sedlaczek 21 Seidel 17 Simmel 3 Sperber 7 Steinmetz 9 Stolberg-Wernige'ode, zu 7 Stolz 9 Strubecker 14 Stuloff 12 Stupperich 4 T a f e l 22 T e i c h m a n n 23 T h u m 21 T o c h t e r m a n n 21 T ö l k e 23 Treue 6 T r o c h e 23 U n g e r 20 U r i c h 17 V a l e n t i n e r 14 V a s m e r 10 V e t t e r 16 Vietor 7 V o g e l 18 Waltershausen,v. 5 Weden 6 W e i g e r t .5 Weimer 4 Wendland 4 W e n d t 10 W i c k o p 23 Wiese, von 4 W i e s e n e w s k y 20 W i s n i e w s k i 7, 8 W i t t i n g 13 Z e m a n n 16, 18 Z i e t e m a n n 22 Z i p p e r e r 21

P r i n t e d in G e r m a n y

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