Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 16, Heft 2 Februar 1970 [Reprint 2021 ed.] 9783112517482, 9783112517475

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ZEITSCHRIFT FÜR ANQEWANDTE QEOLOQIE HERAUSQEQEBEN VOM ZENTRALEN QEO LOGISCHEN

FÜR

INHALT

Th. Kaemmel, J . Pilot. H. .1. Rösler & M. Schwab Radiogcochronologische Daten \ um Perm der DDR zur Gewinnung von Eichpunkten für die internationale geochronologische Skala R . Spengler Neuere Erkenntnisse über die Grundwasserneubilduug durch Infiltration in Abhängigkeit von geologischen und anderen Faktoren L. Richter

INSTITUT

I M A U F T R A Q DES STAATSSEKRETARIATS

A L S DEM

QEOLOQIE

Problematik der Berechnung nichtstationärer Grundwasserströmungen durch V orgabe von Absenkungsstadien V. Manhenke Die Kartierung der h\drogeologischen V erhältnisse bei der Yorerkundung der Braunkohlenlagerstätte Hatzfeld R . Rösler & R . Sloll Zur experimentellen Bestimmung des Schubmoduls aus vibratorseismischen Messungen in situ W . B. Sollogub Einige Probleme des Verhältnisses oberl'lächennaher Strukturen zum Tiefenbau der Erdkruste iin Südwesten der UdSSR

A K A D E M I E

- V E R L A Q

B E R L I N

BAND 1 6 / H E F T FEBRUAR

1970

S E I T E 5 7 - 1 12

INHALT

COflEPJKAHME

CONTENTS

Radiogeochronologisclie Dalen vom Perm der D D R zur Gewinnung von Eiclipunkten für die internationale gcoehronologische Skala

PaAiioreoxpononoriMecKiie aaiim>ie H3 nepMH I 7 J P HJIH nojiy-

Radiogeochronological Data of the Permian in the G. D. R . for Obtaining Calibration Points for the International Geoclironological Scale

57

SHDANOW, M. A., & Einige Aspekte zur Bercelimmg I. S. GUTMANX der Ausgangsparameter bei Anwendung der Volumenformol zur Berechnung von Erdöl- und Erdgasvorräten

HeKOTopi.ie acneisTH p a c i e i a noXOAHHX napaMeTpoB npii npiiM6H6IIHI1 oßteMHOÖ (JlOpMV.TTIiI noHcneTa sanacoB neifmi n ra3a

Some Aspects of Calculating the Initial Parameters when Using the Volume Formula for Calculating Oil and Gas Resources

63

Über den Erkundungsgrad von Erzlagerstätten, die für die industrielle Nutzung vorbereitet werden

O

CTeneHii p a 3 B e , n a i n i o c ' n i p y . l Htix MecTopowneiinii, noaroT a B J i H B a e M t i x AJIH n p o M i > m i j i e i i -

On the Degree of Exploration of GG Ore Deposits Being Prepared for Industrial Exploitation

Neuere Erkenntnisse über die Grundwasserneubildung durch Infiltration in Abhängigkeit von geologischen und anderen Faktoren

HoBwe aaiiHtie o noBooßpasoBaiiHH rpyiiTOBbix BOR nyTeir IIHlflHJIbTpaUHH B 3aBHCHM0CTII OT reoiiornqecHHX 11 n p y n i x iJaiiTOpOB

More Recent Knowledge of the GO New Formation of Ground Water by Infiltration as Dependent on Geological and Other Factors

Richter, L.

Problematik der Berechnung nichtstationärer Grundwasserströmungen durch Vorgabe von Absenkungsstadien

IIpoÖJieMaTHKa noftcieTa necTaHHOIiapHHX nOTOKOB rpyHToBMX BOA aaruiainipoBaimesi c ra/juii nomiiKeHHii

The Problematic Cliaracler of Calculating Non-Sleadv Ground Water Flows by Giving Lowering Stages

76

MAXHEXKE, V.

Die Kavlierung der hydrogcologischen Verhältnisse bei der Vorerkundung der Braunkohlenlagerstätle Hatzfeld

KapTiipoBaiiiie rimporeoiioriiqecKiix ycJiOBHit npii npeaBapiiTejitiiOM pa3Bem;e MecTOpoaiReiiHH öypwx yrjiefi XaTn(Jejiba

Hydrogeological Conditions Mapped during the Preliminary Exploration of Hatzfeld BrownCoal Deposit

78

LEENHARDT,

0.

Kontinuierliche seismische Präzisionsprofilierung

HenpepwBiioe ceftcMiitecKoe npemi3Hoimoe 3onAHpoBaime

Continuous Seismic Precision Probing

89

RÖSLER, R . , R.STOLL

&

Zur experimentellen Bestimmung des Schubmoduls aus vibratorseismischen Messungen in situ

SKcnepmieHTajibHoe onpeAenemie MoayJiH cflBHra no BiiöpaHHOHHO-CeÜCMHHeCKHM H3MGpeiniHM in situ

Experimental Determination of the Modulus of Shear Deformation from Vibrator-Seismic in-situ Measurements

94

Einige Probleme des Verhältnisses oberflächennahcr Strukturen zum Tiefenbau der Erdkruste im Südwesten der U d S S R

HeKOTopue npoSjieMM COOTIIOmeHiiH npnnoBepxuocTHMX CTpyKTyp C TJiyÖHHHHM CTpO-

On the Relation between Structures near the Surface to Structures in the Depth of the Earth's Crust in the Soutli-West of the U.S.S.R.

97

Zu einigen Fragen der Entwicklung der Weltrohstoffbasis, re-

O neKOToptix Bonpocax pa3BiiTHH 3anacoB MnncpajiLnoro ctiptH B Mnpe. P e $ . K . KayTep

KAEKMEL, TH., J . PILOT, H . J . RÖSLER & _M. S C H W A B

BOLOTOW, L . A .

SPENGLER,

R.

SOLLOGUB, W .

2EZULKA,

J.

B.

feriert von K .

KAUTER

rO-

Some Problems Connected with 105 the Development of the World Basis of Raw Materials, Abstracted by K.

Besprechungen und Referate, Neuerscheinungen und Literaturhinweisc, Informationen, Kurznachrichten

KATJTER

107

Redaktionsbeirat Prof. Dipl.-Berging. K. B Ü H R I G , Nordhausen - Prof. Dr. 0 . G E H L , Schwerin — Prof. Dr. R. HOHL, Halle (Saale) - Prof. Dr. E . KAUTZSCH, Berlin - Prof. Dr. R . L A U T E R B A C H , Leipzig - Dr. R. M E I N H O L D , Freiberg (Sa.) - Dr. G. N O S S K E , Leipzig Dr. H. R E H , J e n a - Prof. Dr. H. J . R Ö S L E R , Freiberg (Sa.) - Prof. Dr. A. W A T Z N A U E R , Freiberg (Sa.) - Dr. R . W I E N H O L Z , Gommern. Die Z E I T S C H R I F T F Ü R A N G E W A N D T E G E O L O G I E berichtet ständig über folgende Arbeitsgebiete: Geologische Grundlagenforschung und Lagerstättenforschung / Methodik der geologischen Erkundung / Ökonomie und Planung der geologischen Erkundung / Technik der geologischen Erkundung / Geologie und Lagerstättenkunde im Ausland. In der Zeitschrift können alle strittigen Fragen der praktischen Geologie behandelt werden. Die Autoren übernehmen für ihre Aufsätze die übliche Verantwortuno.

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

KOLLEKTIVE

CHEFREDAKTION

Dr. K. K A U T E R (Redaktionssekretär) Prof. Dr. F. S T A M M B E R G E R Dr. habil. G. T I S C H E N D O R F

Träger der Ehrennadel in Gold der Gesellschaft für DeU

FrfuÄftche

B A N D 16 • J A N U A R 1 9 7 0 • H E F T 2

Radiogeochronologische Daten vom Perm der DDR zur Gewinnung von Eichpunkten für die internationale geochronologische Skala THOMAS K A E S I M E L , B e r l i n , JOACHIM PILOT, F r e i b e r g , H A N S J Ü R G E N R Ö S L E B , F r e i b e r g , & M A X SCHWAB, H a l l e

1. Einleitung E i n e der wesentlichen A u f g a b e n der Isotopengeologie ist die Messung der geologischen Zeitgrößen. Eine b e d e u t s a m e T e i l a u f g a b e ist hierbei insbesondere die Messung der Zeit im R a h m e n der geochronologisclien S k a l a , einem Angelpunkt in der geologischen Grundlagenforschung. Von geologischer Seite werden dabei vornehmlich zwei A u f g a b e n gestellt, nämlich die Messung der Zeit im Bereich des P r ä k a m b r i u m s und die Messung der geologischen Zeit v o m K a m b r i u m bis zur Gegeirwart. I m ersten Fall ist die Radiogeochronometrie die einzige universell anwendbare Methode zur E r m i t t lung auch der relativen zeitlichen Einordnung von geologischen Ereignissen, so z. B . die E r f a s s u n g des Nache i n a n d e r verschiedener Gebirgsbildungen. I m zweiten F a l l existiert bereits eine genaue relative Zeitskala auf biochronologischer Grundlage, den Leitfossilien, geologisch kurzzeitig existierenden Tier- oder Pflanzenarten bzw. -assoziationen, die möglichst weit verbreitet waren. Diese Zeitspanne v o m K a m b r i u m bis zur Gegenwart, die durch Leitfossilien zeitlich relativ scharf gegliedert ist, wird unter dem Begriff Phanerozoikum z u s a m m e n g e f a ß t . Der Radiogeochronologie obliegt es, in diesem Z u s a m m e n h a n g , Absolutwerte für diese relative Zeitskala letzten E n d e s mit dem Ziel einer E i c h u n g zu schaffen. Diese A u f g a b e h a t internationalen Charakter. Die K o m m i s s i o n für Geoclironologie der „ I n t e r national Union for Geological Sciences" stellte zur L ö s u n g dieses Problems die A u f g a b e , durch die Mitarbeit aller L ä n d e r ein Netz v o n E i c h p u n k t e n zu finden, die i m L a u f e der Zeit allseitig unter geochronologischem A s p e k t untersucht werden sollen, u m so eine den geologischen und physikalischen Möglichkeiten entsprechende genaue E i c h u n g dieser internationalen geochronologisclien S k a l a des Phanerozoikums vornehmen zu können (ANONYM 1966 u n d 1968). An Gesteine für Eichpunkte der geoehronoiogischen Skala werden mehrere Bedingungen gestellt. 1. Sie müssen biostratigraphisch direkt und gut datiert sein. 2. Das radiogeoehronomeIrisch ermitlollo Alter des Gesteins oder des Kristalls muß das petrogenetische oder Eingang des Manuskripts in der lledaktion: 4.11. 1969. Vortrag, gehalten auf der A S T I 1969 in Leipzig. 1

Angewandte Geologie, Heft 2/70

kristallgenetische Ereignis widerspiegeln, das der biostratigraphischen Datierung entspricht, also z. B. die primäre Entstehung und nicht eine darauffolgende Umwandlung, d. h., es lautet die Bedingung: Korrespondenz zwischen biostratigraphisehem und radiogeochronologisehem Alter. Es muß möglieh sein, das biostratigraphisch bekannte Alter des Gesteins mit mehreren voneinander unabhängigen radiogeoehronome Irischen Methoden festzustellen. Die an der Analyse beteiligten Laboratorien müssen über entsprechende Eichproben verfügen, um die Qualität ihrer Analysen kontrollieren zu können

1968).

(AFANASJEW &

SYKOW

In der D D R sind in diesem Sinne, verbunden mit der L ö s u n g von spezifischen A u f g a b e n der geologischen Forschung in der D D R , Untersuchungen im P e r m , dessen Gesteinsformationen, wie bekannt, für die Rohstoffversorgung der D D R sehr b e d e u t s a m sind, vorgenommen worden. Die uns nächsten geoehronoiogischen E i c h p u n k t e in E u r o p a liegen nach dem v o n der geoehronoiogischen K o m m i s s i o n 1966 gebilligten S t a n d und den unten erwähnten Bedingungen in Norwegen, im Norden der T i m a n - B e r g e und i m Vorural (HOLMBSFestschrift 1964, A N O N Y M 1966/1968). In der D D R liegen diesbezüglich außer den hier behandelten Angaben radiogeochi'onometrisclier Daten nur B e s t i m m u n gen aus Rliyolithen Nordwestsachsens vor, die biostratigraphisch nicht näher charakterisiert sind (AFAN A S J E W u. a. 1964).

2. Zur stratigraphisclien Stellung der untersuchten R.hyolithe und langbeinitisclien Kalisalze Im P e r m der D D R genügen der ersten Bedingung, also der F o r d e r u n g , daß das biostratigraphische Alter direkt und gut b e s t i m m b a r i s t : 1. die Vulkanite und ihre T u f f e im unteren P e r m , soweit sie mit leitfossilführenden Gesteinsserien in direkter Verbindung stehen, und 2. die kalisalzführenden Horizonte ablagerungen des Zechsteins.

in

den

Salz-

Diese beiden Gesteinsserien haben in der biostratigraphischcn S k a l a folgende Position: Die permischen Vulkanite k o m m e n im Autun, die Kalisalzgesteine in den vier Zyklen des Zechsteins vor. Die untersuchten Gesteine gehören zu den rotliegenden Vulkaniten (Rhyo-

Zeitschrift Wir angewandte Geologie, Bd. 16 ( 1 9 7 « ) , Hcit 2 58

KAEMMEL, PILOT, RÖSLEB & SCHWAB / R a d i o g c o c h r o n o l o g i s e h c D a t e n v o m P e r m der D D R

lith von Quetz, Autun) und den salinareu Ausscheidungen im Zechsteinmeer (K-iührende Salze der Werraund Staßfurtserie). In der Lokalgliederung des Halleschen Raumes liegt der Rhyolith (Porphyr) an der Basis des sogenannten Autun II.

(Pollen und Sporen) angestrebt. Parallelisierungcn sind auch durch den Vergleich der arktokarbonischen Floren möglich, doch setzen sie bereits orthostratigraphisch gesicherte Schichten voraus. Ähnliches gilt für die prinzipiell möglichen Vergleiche mit Hilfe der Tetrapoden und ihrer Fährten. Erschwert wird das Einordnen der nichtmarinen Gebiete in die Orthostratigraphie durch noch bestehende Differenzen in den Einstufungen der marinen Räume selbst. Die derzeit gebräuchliche Eingliederung der mitteleuropäischen permischen Ablagerungen in das orthostratigraphisclie System ist in der Tabelle dargestellt (vgl. auch KATZUNG 1968). Die Parallelisierung des Beginns des Autuns mit dem Anfang der Sakmar-Stufe ist parastratigraphisch belegt

2.1. B a s orthostratigraphisclie Alter von Rotliegend und Zechstein

Das Einordnen der lithofaziellen Abteilungen des „Rotliegenden" und des „Zechsteins" in die Orthostratigraphie des Perms ist mit absoluter Sicherheit nicht möglich, da sich die Sedimente beider Abteilungen gegenseitig vertreten können (vgl. z. B. P L U M H O F ! ' 1966). Die gebräuchliche Verwendung der Termini „Rotliegendes" für die orthostratigraphisclie Abteilung des Unterperms und „Zeclistein" für das Oberperm ist biostratigraphisch nicht gesichert, da in den terrestrischen bis schelfgebundenen Ablagerungsräumen Mitteleuropas die für eine orthostratigraphisclie Parallelisierung erforderlichen marinen Faunen (Ammonoideen, Foraminiferen) fehlen bzw. nur durch endemische Arten vertreten werden. Da zwischen Ost- und Mitteleuropa sowie zwischen Süd- und Mitteleuropa im Perm keine marinen Beziehungen bestanden, wird eine Eingliederung des mitteleuropäischen Perms in das orthostratigraphisclie System über Nordeuropa, insbesondere über die permischen Ablagerungen des Barentschelfs und Grönlands, mit Hilfe von Brachiopoden, Bryozoen, Foraminiferen, Korallen und der Mikroflora

Tabelle

System

Perm

Oberperm (Zechstein)

Uuterperm (Äotliegend)

Tatar Kasan (Kungur) l ) Artinsk Sakmar (Assel)

Stufen in Mitteleuropa (Kontinental) ? Thuring

„Saxon" und Autun

') Siehe: RUSHENZEW U. a. 1965 sowie LXOHAUETV U. a. 1904.

Leitfloren

Wieskauer P.

Alettìopteris grandini

V)

Mansfelder Schichten

Pecopteris lamuriana

Flö2e

////

Schichten

Imparipteris auriculata

Tuffe

ô

o

o ó

o

Konglomerat«

Floren

o o o o o o o o

^

.

y

o o o o o o o o o o o o o o o o

\ ntrusiva

Zeit der Eruption

A b b . 1 . R e g i o n a l e s t r a t i g r a p h i s c h e P o s i t i o n des Q u e l z e r P o r p h y r s

(Rhyolitli)

Zeitschrift für angewandte Geologie, 15d. 16 ( 1 9 7 0 ) , Hctt 2 KAEMMEL, PILOT, RÖSLER & SCHWAB / R a d i o g e o c h r o n o l o g i s c h e D a t e n v o m P e r m der D D R

NW

59

S a a l e t r o g Hai ! e s c he s

SE

V u l k a n i t g e & i e t

Komplex von Delitzsch

X

x

X

x

A A A A A

A b b . 2 . R e g i o n a l e geologische P o s i t i o n des Q u e t z e r P o r p h y r s 1 — Hallesche Schichten, 2 — Wettiner und Mansfelder Schichten, 3 — Phyllit und Schiefergebirge, 4 — Kristallin der Mitteldeutschen Schwelle, 5 — Obere Hallesche Porphyre, auch senkrecht schraffiert, 6 — Untere Hallesche Porphyre, auch horizontal schraffiert, 7 — Quetzer Porphyr, 8 — Schwerzer Porphyre, 9 — Porphyrito (Das kreuzschraffierte Gebiet zeigt das bisher bekannte Gebiet der Überlagerung von Oberem Halleschem Porphyr über Unteren Halleschen Porphyr.)

( R E M Y & HAVLENA 1 9 6 0 , 1 9 6 2 ; R E M Y 1 9 6 4 ) . E s

begann

theoretisch bereits mit der Assel-Stufe, da diese Grenze in der terrestrisch-limnischen Entwicklung des mitteleuropäischen Perms durch das erste Auftreten von Callipteris conferla und C. naumanni definiert ist. Dagegen fehlt ein biostratigraphisch fixierbarer Unterschied von Autun und Saxon. Das Saxon hat daher als biostratigraphisch definierte Stufe keine Berechtigung. Dies bedeutet, daß zwischen dem Unter- und dem Oberrotliegenden biostratigraphisch (floristisch) nicht unterschieden werden kann. Das Thuring unterscheidet sich vom Autun ( + „Saxon") mit einem scharfen Einschnitt durch das plötzliche Erscheinen der mesophytischen Flora (Gymnospermen) im Zechstein (WEIGELT 1928;

SCHWEITZER 1 9 6 2 ) .

Es

kann

deshalb

mit

einer

größeren zeitlichen Lücke zwischen dem „Rotliegenden" und dem „Zechstein" gerechnet werden, es sei denn, der Umschwung ist faziell bedingt. Die Parallelisierung der Zechsteinbasis mit der Transgression des Kasan-Meeres ist wahrscheinlich, doch ist zu beachten, daß der Transgression des Kupferschiefermeeres bereits eine marine Entwicklung vorausging (PLTJMHOEF 1 9 6 6 ) . Der Kupferschiefer kann deshalb nicht die Zechsteinbasis darstellen und der Werra-Zyklus (Zechstein 1) nicht mit Sicherheit an den Anfang des Oberperms gestellt werden. 2.2. Die stratigraphischo Stellung des Rhyolitlis von Quetz

Die untersuchten Rhyolithproben stammen aus dem Rhyolith von Quetz. Der Rhyolith von Quetz gehört als Bildung des Halleschen Vulkanitgebietes zu den 1*

subsequenten Magmatiten der Innenmolasse des varistischen Orogens. Der subsequente Vulkanismus begann im Halleschen Raum im Stefan mit einem rhyodazitischquarzlatitischen Erguß und endete im Autun mit Rhyolithen (SCHWAB 1970). Nach ihrer Lagerung und dem Chemismus sind im Stefan und Autun acht Eruptivperioden festzustellen. Es wechselten saure und intermediäre Gesteine, doch herrschte die Tendenz einer Zunahme von Rhyolithen und der Abnahme von intermediären Gesteinen im Laufe der vulkanischen Entwicklung. Extrempazifischer bis schwachatlantischer Gesteinschemismus ist nur aus dem Stefan und dem tiefen Autun bekannt. Im höheren Autun treten mittelbis schwachpazifische Typen auf. Zu ihnen wird auch der Rhyolith von Quetz (8. Eruptivperiode) gerechnet. Die Gesteine der 8. Eruptivperiode, die sogenannten Oberen Halleschen Porphyre, ergossen sich im höheren Autun als mächtige Deckenergüsse in eine vulkanotektonische Senke im epieugeantiklinalen Saaletrog (Abb. 1 und Abb. 2) Die stratigraphische Datierung dieser Rliyolithe ergibt sich durch Florenfunde im Liegenden und Hangenden. Die Fundpunkte befinden sich u. a. in den Bohrungen

Petersberg

(KAMPE

&

REMY

1960),

die

den

Petersberger Rhyolith durchteuften, und in den Kaolingruben bei Sennewitz im unmittelbar Hangenden dieses Ergusses. Es handelt sich um die Flora des Autuns der Halleschen und Sennewitzer Schichten mit Callipteriden der nicklesi-flabelifera-Gruppe, Sphenopteriden der germanica-oblongifolia-Gruppe, Odontopteris lingulata, Ernestiodendron

filieiformae

u. a. (vgl. R E M Y &

KAMPE

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 60

KAEMMEL, PILOT, RÖSLEB & SCHWAB / R a d i o g e o c h r o n o l o g i s c h e D a t e n v o m P e r m d e r D D R

1961). Die Eruption erfolgte in einer nach floristischen Gesichtspunkten unerheblichen Schichtlücke zwischen den liegenden Hallesehen Schichten und den Sennewitzer Schichten im Hangenden. Der mit 400 m Mächtigkeit nicht durchbohrte Rhyolith von Quetz konnte bisher nicht unmittelbar in die vulkanologische Folge eingeordnet werden. Seine Zugehörigkeit zum benachbarten Petersberger Rhyolith wird petrographisch durch die gleichartige Ausbildung unterstrichen (SEYDEWITZ 1961). Varietäten mit sanidin-ähnlichen Kalifeldspaten sind in beiden Rhyolith-Typen verbreitet. KOCH (1966) ordnete ihn dem Stumsdorfer Porphyr zu. Die biostratigraphische Position innerhalb des Autuns ist gesichert. 2.3. Die stratigraphische Stellung der Kaliflöze der Werra-Seric ( Z I ) und der Staßfurt-Serie (Z2)

Die Werra-Serie ist ein progressiv aufgebauter salinarer Zyklus (Zechstein 1), der mit klastischen Gesteinen (Zechsteinkonglomerat, Kupferschiefer) begann und über karbonatische (Zechsteinkalk), sulfatische (Werraanhydrit) und halitische (Werrasteinsalz) Ablagerungen zu den Kalisalzen der Flöze Thüringen und Hessen führte. Die Zugehörigkeit der Werra-Serie zum Zechstein wird biostratigraphisch durch die marinen Faunen im Zechsteinkalk (Brachiopoden, MALZAHN 1937; Foraminiferen, PAAXZOW 1935) u n d in den Riffdolomiten (Bryozoen, KORN 1930, DREYER 1961) belegt. Die Detailgliederungen des Kupferschiefers, des Zechsteinkalks und der Werra-Anhydrite haben unabhängig von der Mächtigkeit Gültigkeit für das gesamte Germ a n i s c h e B e c k e n (JUNG 1968, RENTZSCH U. a. 1965),

so daß die lithostratigraphische Position der Kaliflöze feststeht. Die Flöze Thüringen und Hessen sind auf das Werra—Fulda-Gebiet beschränkt. Biostratigraphisch von den Salzlagern des Z 1 nicht unterscheidbar ist der Z 2, die Staßfurt-Serie, aus deren Kaliflöz die meisten der untersuchten Langbeinite stammen. Die lithocliemische Abfolge ist prinzipiell ähnlich wie im Z I . Uber dem Staßfurt-Ton und dem Basalkarbonat (Stinkschiefer, Hauptdolomit), z. T. als Anhydrit ausgebildet, und dem Steinsalz folgt das lokal langbeinitführende Kalilager (Kaliflöz Staßfurt). Darüber folgen wieder Steinsalz und Anhydrit (JUNG 1968).

3. Die Charakteristik der untersuchten K-Phasen Nach ihrer E n t s t e h u n g sind die Rhyolithe und die Salzgesteinc verschiedenen Umwandlungen ausgesetzt gewesen, d. h., die obenerwähnte 2. Bedingung, wonach biostratigraphisches und radiogeochronologisches Alter korrespondieren, ist nicht ohne weiteres gegeben. Die Suche nach Gesteinsvorkommen bzw. Kristallvorkommen, die diese Bedingung einhalten, stellte sich als wissenschaftliches Hauptproblem heraus, wobei die Untersuchung auf der K-Ar-Methode basiert. Als Kaliphasen, die für eine Untersuchung nach der KAr-Methode in Frage kommen, sind in diesen Gesteinen Biotit., Kalifeldspat, kalihaltiges Gesteinsglas bzw. Carnallit, Sylvin, Langbeinit und Polyhalit vorhanden. Die früheren Untersuchungen an Magmatiten hatten ergeben, daß Biotit und Muskovit für K-Ar-Bestimmungen geeignet sind. Kalifeldspat ist in seiner Eignung umstritten (HAMILTON & FABQUHAR 1968). S a n i d i n w i r d als ein f ü r

die Bestimmung zuverlässiges Mineral angesehen. Uber die

anderen Kalifeldspatphasen besteht keine allgemein anerkannte Meinung. Gesamtgesteinsbestimmungen werden bei Vorliegen mehrerer Kaliummineralien abgelehnt. Falls nur eine Phase vorkommt bzw. allen Phasen dasselbe Alter zukommt, sind Gesamtgesteinsbestimmungen möglich. Bestimmungen an der Glasphase sind in den meisten Fällen wenig geeignet, im allgemeinen nur an jungen Gesteinen (FECHTIG & KALBITZEB 1 9 6 6 ; KTOP 1963).

Der im Zusammenhang mit der gestellten Aufgabe zunächst untersuchte Biotit aus einem Tuff Thüringens nahe der Grenze Stefan—Autun wurde wegen negativem Ausgang der Bestimmung einer Testprobe an der Grenze A u t u n — Stefan — das bestimmte Alter war etwa 100 Mill. a höher als das biostratigraphische 2 ) — u n d der relativen Seltenheit dieses Minerals in den Vulkaniten nicht weiter untersucht. Gesteinsglas ist ebenfalls selten, und seine Eignung ist nicht klar. Ausgangsmaterial f ü r die Untersuchungen im unteren P e r m war trotz der ebenfalls umstrittenen Eignung der Kalifeldspat. Außer den K-Ar-Bestimmungen an verschiedenen biostratigraphisch bekannten und vulkanologisch unterschiedlich zu bewertenden Rhyolithen, deren einzige bzw. wesentlich überwiegende K-Phase Kalifeldspat war, stand die Phasencharakteristik (BAMBAUER 1967) dieses Kalifeldspats im Mittelpunkt der Untersuchung. Dies war um so notwendiger, als sich herausstellte, daß nur an relativ selten vorkommenden Rhyolithen mit sanidinähnlicher Kalifeldspatphase geeignete Altersbestimmungen möglich sind. In den Salzgesteinen war das wesentliche H a u p t problem, diejenige K-Phase zu erfassen, welche die Forderung nach Kongruenz von biostratigraphischem und radiogeochronologischem Alter am besteii erfüllt. K-Ar-Datierungen an Sylvinen haben nur in sehr seltenen Fällen das primäre Bildungsalter ergeben. Im allgemeinen m u ß man mit erheblichen Argonverlusten rechnen. Die Ursachen dafür sind wohl bis heute noch nicht endgültig geklärt. Eine Ursache könnte in den Argonverlusten durch Volumendiffusion zu suchen sein. Natürliche Sylvine haben eine relativ große Diffusionskonstante [D ~ 1 • 10"19 cm 2 • sec -1 , GENTHNER u. a. 1953). Korrekturen auf Grund dieser Volumendiffusion ergaben z. B. beim Bugginger Salzlager bei weitem nicht das Alter der primären Bildung (LTPI'OLD & GENTHNER 1963); andererseits werden bei dieser Lagerstätte wesentliche postsedimentärc Umbildungsvorgänge abg e l e h n t (BRAITSCH 1 9 6 2 ) .

Die Tatsache, daß künstlich gezogene KCl-Einkristalle u m mehrere Zehnerpotenzen kleinere Diffus i o n s k o n s t a n t e n a u f w e i s e n (RICHTER & ZIEMEN 1965),

läßt vermuten, daß auch in der N a t u r geeignete Sylvine vorkommen könnten. Tatsächlich findet man in der Literatur einige Altersdaten von Sylvinen, welche die primäre Sedimentation in etwa angeben. Das sind aber nur Ausnahmefälle. In den letzten Jahren zeigte sich, daß das Mineral Langbeinit recht gut für die K-Ar-Datierung von Salzlagerstätten bzw. von Metamorphosen in diesen geeignet ist (PILOT & RÖSLER 1967). E i n e e x p e r i m e n t e l l e

Be-

stimmung der Diffusionskonstanten ergab einen W e r t von näherungsweise D ~ 10 - 3 4 cm 2 sec - 1 . Langbeinit speichert Argon recht gut. Darüber hinaus neigt er nur ') Biotit aus Öhrenstocker Tuff (379 und 366 Mill. a, VERNADSKIJ-Institut, Moskau).

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 ( 1 9 7 0 ) , Heft 2 LVAKMMEII, PILOT, UÖSLEB & SCHWAB / R a d i o g e o c h r o n o l o g i s c h e D a t e n v o m P e r m d e r D D R

61

Genauere Messungen sind noch nicht abgeschlossen ( R Ö S L E R , PILOT, KOCH, BLANK).

1?

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NO | I I

290

280

270

260

250

I

240

230

220

210 10 a

Abb. 3. Die Position der europäischen Bestimmungspunkte für die geochronologisclie Skala des Perms (auf der Basis

von

SMITH

in

der

IIOLMES-Festschrift

1964,

AEANASJEW 1968' keine Veränderung)

gegenüber

JV — Essexitporphyrit, Sande, Norwegen; !Fi — Kalkstein, is'ordtiman, UdSSK; Tu - Sylvinit, Solikamsk, üdSSK; Q - Quetzer Porphyr; B Langbeinit aus der Werra- und Staßfurt-Serie. (An der Abszisse ganz rechts

lies: 10" a)

in geringem Maße zu Umlagerungen. Die Stabilität des Langbeinits, dessen K-Atome in einem Gerüst von [Mg 2 M(S0 4 ) 3 f- sitzen, wird kristallographisch durch die gute elektrostatische Absättigung erklärt (ZEMANN & ZEMANN 1957). Ein merklicher Gehalt von radiogenem Überschußargon ist nicht festgestellt worden. 4. Ergebnisse und Altersbestimmungen 3 ) Im Raum der D D R gibt es biostratigraphisch genau genug bekannte permische Rhyolithe und Salzgesteine, die als Eichpunkte für die internationale geochronologische Skala in Frage kommen. Es gelang, Kristallphasen zu ermitteln, für die die Bedingung der Kongruenz von biostratigraphischem und radiogeochronologischem Alter zutrifft. Uberraschenderweise handelt es sich hierbei nicht um den verbreiteten sogenannten Orthoklas in Rhyolithen und um die beiden K- Hauptphasen Carnallit und Sylvin in Salzgesteinen, sondern einerseits um einen reliktischen Hochtemperatur-Kalifeldspat, der sich in einem instabilen Zustand, dem des Sanidinzustandes möglichst nahekommenden, befindet (KAEMMEL 1970), sowie andererseits, wie erwähnt, um Langbeinit, einem Mineral, das lokal im Rahmen der frühen diagenetischen Umwandlungsphase gebildet wurde und für das die Kongruenzbedingung exakt nur mit Einschränkung zutrifft. Die an vier Rhyolithproben mit instabilen Kalifeldspatphasen, deren Na-Komponente noch nicht entmischt war, durchgeführten K-Ar-Bestimmungen ergaben (Q): 263 ± 16 Mill. a (4 Proben). Alle Meßwerte sind Doppelbestimmungen mit einem Fehler von 20 Mill. a. Die an ausgewählten Langbeiniten durchgeführten Bestimmungen ergaben (H): 252 ^ 19 Mill. a (14 Proben). 3 ) Die Ergebnisse der K-Ar- Bestimmungen sind durch das IGEM, Bioskau, mit zufriedenstellenden Resultaten überprüft worden.

2

Angewandte Geologie, Heft 2/70

Damit ist erwiesen, daß es in der D D R Eichpunkle für die geochronologische Skala gibt. Die hier vorgelegten Altersbestimmungen passen sich etwa in das bisher vorliegende Bild ein (Abb. 3). Die Angaben sind jedoch trotzdem als vorläufig zu betrachten. Im vorliegenden Stadium der Arbeit kam es darauf an, zunächst geeignete Minerale und Mineralvorkommen für Altersbestimmungen zu finden. Die K-Ar-Bestimmungen an den stabileren Kalifeldspatphasen, d. h. an stärker geordneten Phasen, die dem Mikroklin nahestehen, ergaben an zwei Vorkommen gleichen biostratigraphischen Alters 165 rb 13 Mill. a (Löbejün bei Halle, 13 Proben) und 189 ± 31 Mill. a (Ohravortalsperre, Thüringer Wald, 17 Proben). Das heißt also, daß gegenüber dem biostratigraphischen Alter eine deutliche Verjüngung zu verzeichnen ist. Grob gesprochen, haben diese Gesteine ein saxonisches radiogeochronometrisches Alter. Für diese Erscheinung gibt es mehrere Deutungsmöglichkeiten. Die K-Ar-Bestimmungen an den erwähnten Kaliflözen ergaben: Sylvin (Sylvinit) 101 ± 35 Mill. a (10 Proben) Carnallit (Carnallitit) 26 + 32, 21 Mill. a (3 Proben) Alle Altersangaben beruhen auf folgenden Konstanten: XK = 0,584 • 10- 10 uri Iß = 4,72 • 10" 10 er1 / = 5,30 • 10- 10 er1 Als Ursache des stabilen Verhaltens des K-Ar-Verhältnisses in der instabilen, relativ stark ungeordneten Kalifeldspatphase ist anzusehen, daß einsinnige Platzwechselvorgänge auf den K-Gitterplätzen, auf denen auch die Ar-Atome 4 ) sitzen, fehlen. Anzeichen hierfür ist das Fehlen der Na-Entmischung in dieser Feldspatphase. Hinzu kommt, daß die im Zusammenhang mit der Na-Entmischung, der diesbezüglichen Albitbildung im Gitter sowie mit dem Al-Si-Ordnungsvorgang auftretenden Gitterstörungen, die die Abwanderung des Ar erleichtern, fehlen. Die Diffusionsmessungen zeigen folgendes Verhalten : Sanidin: D2Ö°C = 10~38 cm 2 sec~~l Mikroklin: D 2 5 . 0 ~ 10- 20 cm 2 secri Als Ursache des stabilen Verhaltens des K-ArVerhältnisses im Langbeinit gegenüber den anderen KSalzphasen sind die geringe Volumendiffusion D ~ IQ- 31 cm 2 sec - 1 und seine Resistenz gegenüber Lösungsvorgängen anzusehen. Die Diffusionskonstanten zeigen, daß Langbeinitalter und Sanidinalter miteinander verglichen werden können. Die Tatsache, daß die hier untersuchten Kalifeldspate keine Sanidine im Sinne der Phasendefinition sind, bedeutet, daß eventuell die Altersangaben der Langbeinite zuverlässiger sind. Weitere Untersuchungen werden hier Klarheit bringen. Es kann demnach mit der Möglichkeit gerechnet werden, daß entweder die *) Nach einer persönlichen Mitteilung von S. B. BRANDT, Irkutsk, verläßt Ar im Biotit die K-Position bei seiner Bildung aus K energetischer Gründe wegen.

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 ( 1 9 7 0 ) , H e f t 2 62

KAEMMEL, P I L O T , R Ö S L E R & SCHWAB / R a d i o g e o c h r o n o l o g i s c h e D a t e n v o m P e r m d e r

G r e n z e P e r m — K a r b o n tiefer liegt, als bisher a n g e n o m m e n wurde, oder daß das Kasan früher einsetzt. K O W S K I (1966) tritt für derartige Verschiebungen

KLEein.

Zusammenfassung Die Ergebnisse der U n t e r s u c h u n g k ö n n e n u n t e r Beacht u n g regionaler G e s i c h t s p u n k t e wie folgt z u s a m m e n g e f a ß t werden: 1. E s g i b t d u r c h minerogenetisch-kristallographische Untersuchungen erfaßbare Rhyolith- und Salzgesteinsv o r k o m m e n , die als E i c h p u n k t e f ü r die g e o c h r o n o l o g i s c h e S k a l a i m P e r m i n F r a g e k o m m e n . H i e r b e i i s t es f e r n e r möglich, die g e o t e k t o n i s c h bedeutsame Zeitmarke der Z e c h s t e m t r a n s g r e s s i o n zeitlich d u r c h eine vorläufige Differ e n z e i n z u e n g e n ( > 252 ± 19 Hill, a, < 2 6 3 ± 1 6 Mill. a). D i e D i f f e r e n z i s t a l l e r d i n g s n i c h t s i g n i f i k a n t (DOEBFFEL 1 9 6 2 ; KAEMMEL 1 9 6 6 ) , d a d i e U n t e r s c h i e d e d e r e i n z e l n e n P r o b e n d e r b e i d e n M e ß s e r i e n z u g r o ß s i n d . H i e r k o m m t es darauf an, die P r o b e n zu erfassen, die, analytische Q u a l i t ä t vorausgesetzt, hinsichtlich ihres K-Ar-Haushalts repräsentativ sind. 2. D i e a n g e g e b e n e n K - A r - A l t e r f ü r d i e g e o c h r o n o l o g i s c h e Skala des P e r m s stellen Mindestalter dar. 3. I n n e r h a l b d e r K - P h a s e n d e r V u l k a n i t e u n d Salzgesteine k ö n n e n durch Radiogeochronometrie verschiedene spätere Mineralbildungsvorgänge zeitlich besser g e t r e n n t werden.

DDK

2. T h e K / A r a g e s g i v e n f o r t h e g e o c h r o n o l o g i c a l s c a l e of t h e P e r m i a n are m i n i m u m ages. 3 . W i t h i n t h e K p h a s e s of v o l c a n i t e s a n d s a l t r o c k s v a r i o u s l a t e r p r o c e s s e s of m i n e r a l i z a t i o n c a n b e t t e r b o separated b y radiogeochronometry from a chronological p o i n t of v i e w .

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the

1 . O c c u r r e n c e s of r h y o l i t e a n d s a l t r o c k s t o b e c o n s i d e r e d as calibration p o i n t s for t h e geochronologieal scale in t h e Permian can be determined by minerogenctic-crystallog r a p h i c i n v e s t i g a t i o n s . T h e y also m a k e it possible t o c o n f i n e chronologically t h e geotectonically important time m a r k of t h e Z e c h s t e i n ( U p p e r P e r m i a n ) t r a n s g r e s s i o n b y t h e p r e l i m i n a r y difference ( > 252 ± 19 mill, a, < 263 ± 16 m i l l . a ) . H o w e v e r , t h e d i f f e r e n c e is n o t s i g n i f i c a n t ( D O E R E S E L 1 9 6 2 , KAEMMEL 1 9 6 6 ) b e c a u s e t h e d i f f e r e n c e s of t h e i n d i v i d u a l t e s t s p e c i m e n s of t h e t w o s e r i e s of m e a s u r e m e n t s are too great. H e r e it all d e p e n d s o n d e t e r m i n i n g t h o s e test specimens w h i c h are r e p r e s e n t a t i v e as far as their K / A r c o n t e n t is c o n c e r n e d , p r o v i d e d t h e i r a n a l y t i c a l q u a l i t y i s secured.

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Einige Aspekte zur Berechnung der Ausgangsparameter bei Anwendung der Volumenformel zur Berechnung von Erdöl- und Erdgasvorräten M . A . SHDANOW & I . S . G U T M A N ,

UdSSR

Ungeachtet dessen, daß für die Anwendung der Volumenmethode zur Berechnung von Erdölvorräten mehr als 60jährige Erfahrungen vorliegen, kann man nur wenige Vorratsberechnungen aufzählen, die bei der GKS (entspricht der ZVK in der DDR, d. Übers.) eingereicht wurden und zu denen keine erheblichen Beanstandungen erfolgten. So wurden z. B . von 314 Vorratsberechnungen, die der GKS im Zeitraum von 1961 bis zum November 1967 zur Bestätigung vorgelegt wurden, 57 (17%) nicht bestätigt. In der Regel erfahren im Prozeß der Überprüfung der Berichte nur zwei Parameter größere Veränderungen: das Volumen der erdöl- und erdgasführenden Gesteine und die offene Porosität. Bedeutend weniger Beanstandungen werden zum Koeffizienten der Erdölsättigung und fast keine zu den übrigen Parametern gemacht. Deshalb werden in der vorliegenden Arbeit, die unter Berücksichtigung der Praxis der GKS geschrieben wurde, nur die Hauptaspekte der Berechnung der erdöl-erdgas-gesättigten Volumina und der offenen Porosität behandelt. Berechnung der Volumina erdöl-erdgas-führender Gesteine Jeder Strukturdarstellung, gleich welches Ziel sie verfolgt, muß eine sorgfältige Korrelation des Profils der Sedimente, besonders innerhalb der produktiven Schichten, vorausgehen. Für eine genauere Ausgliederung der produktiven Schichten bei der Berechnung der Speichervolumina ist die Korrelation nach stratigraphischen und nicht nach lithologischen Korrelationsmarken durchzuführen. Hierbei sind die Korrelationsmarken im Dach und in der Sohle des • produktiven Horizonts (oder der Schicht) und, wo dies möglich ist, innerhalb der Schicht besonders sorgfältig zu verfolgen. Die Praxis zeigt, daß sich die Geologen nicht selten zu sehr dazu verleiten lassen, die lithologischen Grenzen zwischen den produktiven Schichten innerhalb der Horizonte und zwischen den produktiven Lagen innerAus: „Geologija nefti i gasa", H. 1 (1969), S. 2 9 - 3 2 . Übers.: W . TOBIAS, Berlin. 2*

halb der Schichten zu verfolgen, und dabei die Existenz fazieller Übergänge innerhalb der produktiven Horizonte und Schichten ignorieren. Das kann zu einer künstlichen Verbindung von Lagen führen, die tatsächlich innerhalb der produktiven Horizonte oder Schichten eine unterschiedliche stratigraphische Stellung einnehmen. In diesem Falle sind alle angefertigten (Struktur-, Isopachen- u. a.) Karten fehlerhaft und die berechneten Volumina der Schicht sowie die Vorräte falsch. Stimmen stratigraphische und lithologische Grenzen der produktiven Schicht nicht überein, so ist es notwendig, Karten der Oberfläche ihrer durchlässigen Teile anzufertigen und bei ihrer Berücksichtigung die Grenzen der inneren und äußeren Kontur der ErdölErdgas-Führung zu ziehen. Wird die Tatsache, daß stratigraphische und lithologische Grenzen der durchlässigen Gesteine der Schicht nicht übereinstimmen, ignoriert, so erweisen sich die äußeren Konturen der Erdölführung, die auf der Basis von Strukturkarten gezogen wurden, erheblich weiter als die Konturen, die unter Berücksichtigung der durchlässigen Lagen im Profil hergestellt wurden. Im Endergebnis führt dies zu wesentlich überhöhten Volumina. Zur Klärung der Frage, ob die Berechnung der Volumina produktiver Speicher summarisch für den Horizont (die Schicht) oder einzeln für die ihn aufbauenden Schichten (Lagen) zu erfolgen hat, ist der Aufbau dieser Horizonte (Schichten) sorgfältig zu untersuchen. Bei einer Aufgliederung des Horizonts in Schichten oder der Schicht in Lagen ist die Berechnung der Speichervolumina nach der Isopachenkarte der summaren Mächtigkeit der ihn aufbauenden durchlässigen Schichten oder Lagen vorzunehmen, wenn: a) diese Schichten (Lagen) einheitliche Speichereigenschaften aufweisen; b) keine dieser Schichten (Lagen) über die gesamte Mächtigkeit durch undurchlässige Gesteine faziell verdrängt wird und diese über die gesamte Fläche des Lagers ausgebildet sind;

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 S H D A N O W & GTJTMAN / A n w e n d u n g d e r V o l u m e n f o r n i c l

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Einige Aspekte zur Berechnung der Ausgangsparameter bei Anwendung der Volumenformel zur Berechnung von Erdöl- und Erdgasvorräten M . A . SHDANOW & I . S . G U T M A N ,

UdSSR

Ungeachtet dessen, daß für die Anwendung der Volumenmethode zur Berechnung von Erdölvorräten mehr als 60jährige Erfahrungen vorliegen, kann man nur wenige Vorratsberechnungen aufzählen, die bei der GKS (entspricht der ZVK in der DDR, d. Übers.) eingereicht wurden und zu denen keine erheblichen Beanstandungen erfolgten. So wurden z. B . von 314 Vorratsberechnungen, die der GKS im Zeitraum von 1961 bis zum November 1967 zur Bestätigung vorgelegt wurden, 57 (17%) nicht bestätigt. In der Regel erfahren im Prozeß der Überprüfung der Berichte nur zwei Parameter größere Veränderungen: das Volumen der erdöl- und erdgasführenden Gesteine und die offene Porosität. Bedeutend weniger Beanstandungen werden zum Koeffizienten der Erdölsättigung und fast keine zu den übrigen Parametern gemacht. Deshalb werden in der vorliegenden Arbeit, die unter Berücksichtigung der Praxis der GKS geschrieben wurde, nur die Hauptaspekte der Berechnung der erdöl-erdgas-gesättigten Volumina und der offenen Porosität behandelt. Berechnung der Volumina erdöl-erdgas-führender Gesteine Jeder Strukturdarstellung, gleich welches Ziel sie verfolgt, muß eine sorgfältige Korrelation des Profils der Sedimente, besonders innerhalb der produktiven Schichten, vorausgehen. Für eine genauere Ausgliederung der produktiven Schichten bei der Berechnung der Speichervolumina ist die Korrelation nach stratigraphischen und nicht nach lithologischen Korrelationsmarken durchzuführen. Hierbei sind die Korrelationsmarken im Dach und in der Sohle des • produktiven Horizonts (oder der Schicht) und, wo dies möglich ist, innerhalb der Schicht besonders sorgfältig zu verfolgen. Die Praxis zeigt, daß sich die Geologen nicht selten zu sehr dazu verleiten lassen, die lithologischen Grenzen zwischen den produktiven Schichten innerhalb der Horizonte und zwischen den produktiven Lagen innerAus: „Geologija nefti i gasa", H. 1 (1969), S. 2 9 - 3 2 . Übers.: W . TOBIAS, Berlin. 2*

halb der Schichten zu verfolgen, und dabei die Existenz fazieller Übergänge innerhalb der produktiven Horizonte und Schichten ignorieren. Das kann zu einer künstlichen Verbindung von Lagen führen, die tatsächlich innerhalb der produktiven Horizonte oder Schichten eine unterschiedliche stratigraphische Stellung einnehmen. In diesem Falle sind alle angefertigten (Struktur-, Isopachen- u. a.) Karten fehlerhaft und die berechneten Volumina der Schicht sowie die Vorräte falsch. Stimmen stratigraphische und lithologische Grenzen der produktiven Schicht nicht überein, so ist es notwendig, Karten der Oberfläche ihrer durchlässigen Teile anzufertigen und bei ihrer Berücksichtigung die Grenzen der inneren und äußeren Kontur der ErdölErdgas-Führung zu ziehen. Wird die Tatsache, daß stratigraphische und lithologische Grenzen der durchlässigen Gesteine der Schicht nicht übereinstimmen, ignoriert, so erweisen sich die äußeren Konturen der Erdölführung, die auf der Basis von Strukturkarten gezogen wurden, erheblich weiter als die Konturen, die unter Berücksichtigung der durchlässigen Lagen im Profil hergestellt wurden. Im Endergebnis führt dies zu wesentlich überhöhten Volumina. Zur Klärung der Frage, ob die Berechnung der Volumina produktiver Speicher summarisch für den Horizont (die Schicht) oder einzeln für die ihn aufbauenden Schichten (Lagen) zu erfolgen hat, ist der Aufbau dieser Horizonte (Schichten) sorgfältig zu untersuchen. Bei einer Aufgliederung des Horizonts in Schichten oder der Schicht in Lagen ist die Berechnung der Speichervolumina nach der Isopachenkarte der summaren Mächtigkeit der ihn aufbauenden durchlässigen Schichten oder Lagen vorzunehmen, wenn: a) diese Schichten (Lagen) einheitliche Speichereigenschaften aufweisen; b) keine dieser Schichten (Lagen) über die gesamte Mächtigkeit durch undurchlässige Gesteine faziell verdrängt wird und diese über die gesamte Fläche des Lagers ausgebildet sind;

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SHDANOW & GUTMAN / Anwendung der Volume lifo in iel zur Berechnung von Erdölvon-älcn

c) die Schichten (Lagen) ein einheitliches Lager mit gemeinsamem Wasser-Öl-Kontakt enthalteil. Wird auch nur eine der obenungeführten Bedingungen nicht erfüllt, muß die Berechnung der Volumina für jede Schicht (Lage) getrennt durchgeführt werden. Bei getrennter Berechnung der Speichervolumina von Schichten (Lagen), die einen Horizont (eine Schicht) bilden, muß besonders sorgfältig an die Planung der Testarbeiten mit dem Ziel herangegangen werden, die Erdöl-Erdgas-Führung der Schichten, die Produktivit ä t der Bohrungen, die Feststellung der Lage des Wasser-Öl- und des Gas-Öl-Kontakts zu ermitteln. Hierbei sind die Testarbeiten in der Zone des WasserÖl-Kontaktes am sorgfältigsten zu planen, um seine Höhenlage in verschiedenen Gebieten der Lagerstätte zu ermitteln. Die Yerbreitungsgrenzeii der Vorratsklassen sind für alle Schichten oder Lagen einheitlich festzulegen. Interpolation der Mächtigkeiten bei der Berechnung erdöl-erdgas-gesättigter Volumina Bei der Berechnung der erdöl-erdgas-gesättigten Volumina hat die richtige Interpolation der entsprechenden Mächtigkeiten nach Bohrangaben große Bedeutung. Folgende Verfahren der Interpolation sind tbekannt: 1. lineare Interpolation bis zur Nullmächtigkeit der Schicht (bis Null); 2. nichtlineare Interpolation bis zur Mitte des Abstands zwischen den Bohrungen (bis zur Mitte) mit verschiedenen Varianten; 3. Interpolation unter Berücksichtigung der gesetzmäßigen Veränderung der Schichtmächtigkeit, wenn eine solche Gesetzmäßigkeit festgestellt wurde. 1 ) Am richtigsten ist das letzte Verfahren, d. h. die Interpolation unter Berücksichtigung der gesetzmäßigen Mächtigkeitsveränderungen, weil in diesem Fall die Grenze der Nullmächtigkeit am genauesten ermittelt wird. Leider ist es nicht immer möglich, eine eindeutige Gesetzmäßigkeit in den Mächtigkeitsveränderungen festzustellen. In einem solchen Fall taucht die Frage auf, ob die lineare oder nichtlineare Interpolation angewendet werden muß. Einige Geologen behaupten, daß stets linear zu interpolieren sei, andere bestehen auf der nichtlinearen Interpolation in der Mitte. Bei der Lösung dieser Frage ist zu berücksichtigen, in welchem Erkundungsstadium sich die untersuchten erdölführenden Schichten befinden. Befinden sie sich im Stadium der Erkundung, so ist bei der Vorratsberechnung in solchen Lagern die nichtlineare Interpolation bis zur Mitte oder die Interpolation unter Berücksichtigung der gesetzmäßigen Mächtigkeitsveränderungen anzuwenden, wenn es gelungen ist, diese aufzudecken. Im Stadium des Produktionsbohrens ist die Interpolation unter Berücksichtigung der Veränderungen der Speichereigenschaften der Schicht über die Fläche vorzunehmen, wobei die Speichergesteine gemäß den Vorschlägen der Geologen Tatariens (W. A. BADJA') Diese und andere Methoden a. F. STAMMBIDKGEU: Einführung in die Berechnung von Lagerstiittenvorräten fester mineralischer Rohstoffe. — Berlin 1956.

KOWA, W . I . ASAMATOWA U. a . ) n a c h T y p e n z u

unter-

gliedern sind. Von ihnen wurde vorgeschlagen, in den großen Erdöllagerstätten Tatariens folgende Gesteinstypen zu unterscheiden: 1. stark poröse, gut durchlässige Speicher (gewöhnlich Sandstein genannt), zu denen die eigentlichen Sandsteine und gut sortierte grobkörnige sandige Aleurolithe gehören, die sich praktisch von den Sandsteinen nicht unterscheiden. Diese Sandsteine sind durch hohe Porosität, Durchlässigkeit und gewöhnlich durch hohe Förderdebits gekennzeichnet; 2. schwach poröse Speicher, in der Hauptsache tonige Aleurolithe, die durch verringerte Durchlässigkeit, niedrige Abgabe und geringe Debits der Bohrungen (einige Tonnen pro Tag) charakterisiert werden; 3. unproduktive, praktisch undurchlässige Gesteinsarten, gewöhnlich tonige und verdichtete Gesteine, die keine industrielle Bedeutung haben. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Volumina von Speichern des ersten und zweiten Typs getrennt zu ermitteln, d. h., die Volumina von Sandsteinen und Aleurolithen mit Hilfe speziell angefertigter lithologischer Karten getrennt zu bestimmen. Auf diesen Karten müssen vor allem die lithologischen Grenzen eingetragen sein, die die industriellproduktiven Speicher von den nichtproduktiven Gesteinsarten trennen, sowie die lithologischen Grenzen zwischen Sandsteinen und Aleurolithen. Für die genannten Gesteinsarten müssen die Konditionslimits bekannt sein, die empirisch durch komplexe Untersuchung der geologisch-geophysikalischen, laborativen und industriellen Daten, darunter auch durch den Test der verschiedenen Profilintervalle, ermittelt werden. Nach den Testergebnissen wird zunächst die Abhängigkeit zwischen Durchlässigkeit und Porosität untersucht. Nach diesen Angaben werden die untere Grenze der Produktivität für Aleurolithe, außerdem die Werte für die Speichereigenschaften der Sandsteine und Aleurolithe festgelegt. In diesem Fall wird auf den obengenannten lithologischen Karten für die Ausgliederung der Verbreitungszonen der Gesteinstypen statt der Mächtigkeiten die Porosität interpoliert. Die Verbreitungsgrenzen hochproduktiver Sandsteine werden nach den Porositätswerten gezogen. Entsprechend werden auch die Verbreitungsgrenzen von Aleurolithen und Tonen (Argilliten) bestimmt. Zur Durchführung solcher Konstruktionen ist es notwendig, die Werte der Porosität auch in den Bohrungen zu bestimmen, die unproduktive Lagen aufgeschlossen haben. Bei der Konstruktion von Karten der effektiven Mächtigkeiten werden die Isopachen durch Interpolation bis Null zur Zone der Verbreitung nichtdurchlässiger Gesteine gezogen. Solche Konstruktionen sind sehr bequem bei Bohrungen, in denen die Porositätswerte geophysikalisch bestimmt wurden (bei vorheriger Eichung mit Kernproben). Wenn innerhalb einer Schicht mehrere Lagen mit unterschiedlichen Speichereigenschaften vorhanden sind, so wird die mittlere Porosität der Bohrung als das über die Mächtigkeit der Lagen gewogene Mittel der Porosität bestimmt. Abhängig vom Wert der erhaltenen mittleren Porosität für die Bohrung wird auf der lithologischen Karte der Speichertyp ausgegliedert.

Zeitschrift lür angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 SHDANOW & GUTMAN / A n w e n d u n g der Volumenformel zur Berechnung v o n E r d ö l v o r r ä t e n 65

Zur Bestimmung des Speichertyps ist es nützlich, eine gemeinsame Analyse der geophysikalischen und Kernangaben vorzunehmen. Ist die Zahl der Bohrungen in der Lagerstätte sehr groß, können die Konditionsgrenzen der Speichertypen formal gezogen werden, ohne zu komplizierter Interpolation zu greifen. Wenn von zwei benachbarten Bohrungen eine Ton erschlossen hat und die andere Aleurolith, wird die Grenze in der Mitte zwischen den Bohrungen gezogen. Bei benachbarten Bohrungen, von denen eine Ton und die andere Sandstein erbohrt hat, wird der Abstand zwischen diesen Bohrungen in drei gleiche Teile geteilt, von denen einer dem Ton, ein anderer dem Aleurolith und ein dritter dem Sandstein zugeordnet wird. In diesem Fall wird die Mächtigkeit bis Null interpoliert, d. h. fällt mit der Grenze der Tonverbreitung zusammen. Bei der Berechnung der Speichervolumina mit- Hilfe lithologischer Karten ist es äußerst wichtig, die unterschiedlichen Erdölabgabekoeffizienten für Sandsteine und Aleurolithe zu berücksichtigen. Für Gaslager, bei denen der Abstand zwischen den Produktionsbohrungen erheblich größer ist als in Erdöllagerstätten, ist in jedem Stadium der Erkundung und bei Produktionsbohrungen nur die Interpolation bis zur Mitte anzuwenden. Bei der Abgrenzung der erdöl-erdgas-gesättigten effektiven Mächtigkeit sind die Bohrkernangaben und das geophysikalische Material zu verknüpfen. Eine solche Verbindung gestattet, die Werte der effektiven Mächtigkeit aus den Bohrungen durch Ausschluß toniger und undurchlässiger Lagen zu präzisieren. Eine äußerst wichtige Frage bei der Ermittlung der Volumina ist die richtige Anwendung der Konditionswerte für die Porosität oder anderer Parameter (z. B. die relative Anomalie von SP [Eigenpotentialmessung]). Die Bestimmung der Konditionswerte gestattet, Porositäts- und Durchlässigkeitswerte zu verwerfen, die den Speichergesteinen nicht entsprechen. Offensichtlich steigt bei Ausschluß von Porositätswerten, die unter den Konditionswerten liegen, der mittlere Wert der Porosität im untersuchten Objekt etwas an. Gleichzeitig verringert sich jedoch die Mächtigkeit infolge des Ausschlusses entsprechender Intervalle mit einer den Konditionsforderungen nicht entsprechenden Porosität. Bestimmung der mittleren Porositätswerte lür das Lager Zur Berechnung der mittleren Porositätswerte für das Lager existieren einige Varianten: 1. Bestimmung der Mittelwerte aus allen Proben; 2. Bestimmung der mittleren Porositätswerte durch Mittelung der Angaben aus den einzelnen Bohrungen; 3. Bestimmung des Berechungswertes der Porosität für das Lager durch Wägung der Porosität über die Fläche. Die Auswahl der einen oder anderen Variante hängt von der Dynamik der Porositätsveränderung über die Fläche und im Profil, von der Anzahl und Lage der Bohrungen und von der Anzahl der Bestimmungen in jeder Bohrung ab. Ist die Schicht aushaltend, kann die Anzahl der Proben, besonders bei Übereinstimmung der Laborbestimmungen und der betriebsgeophysikalischen Bestimmungen, stark verringert werden. Halten die

Speichereigenschaften der Schicht in der Fläche und im Profil nicht aus, so ist es wünschenswert, pro Meter effektive Mächtigkeit nicht weniger als drei Porositätsbestimmungen zu erhalten. Es muß bemerkt werden, daß die erste der aufgeführten Varianten meistens nur bei völliger Gleichförmigkeit der Schicht über die Fläche und im Profil und bei einer sehr geringen Anzahl von Angaben über die Porosität in neuentdeckten Lagern verwendet wird. Die Bestimmung des Rechenwertes der Porosität für einzelne Bohrungen erfolgt, wenn die produktive Schicht lithologisch gleichförmig ist, durch Division der Summe der Porositätswerte aller Proben mit ihrer Anzahl. Für den Fall, daß die produktive Schicht lithologisch ungleichmäßig ist und aus mehreren Lagen besteht, wird der Rechenwert der Porosität mit der Mächtigkeit als gewogenes Mittel der Porosität aus jeder Bohrung bestimmt. Nicht selten tritt der Fall auf, daß im Profil des produktiven Horizontes einige produktive Lagen unterschiedlicher Mächtigkeit ausgehalten werden. In diesem Fall ist den Lagen mit geringer Mächtigkeit, bei denen die Bestimmung der Porosität nicht möglich ist, ein Wert zuzuordnen, der dem arithmetischen Mittel aus den Werten der offenen Porosität für Lagen analoger Mächtigkeit (von 1 bis 2 m) entspricht, bei denen es gelungen ist, diese Werte zu bestimmen. Die Bestimmung des Berechnungswertes der Porosität des Lagers durch Bildung des arithmetischen Mittelwertes der einzelnen Bohrungen erfolgt dann, wenn die Porositätswerte innerhalb enger Grenzen variieren. In diesem Fall werden alle Mittelwerte oder gewogene Mittelwerte der einzelnen Bohrungen, die im Lager abgeteuft wurden, addiert und die Summe durch die Anzahl der Bohrungen dividiert. Trotzdem darf diese Berechnung nicht mechanisch vorgenommen werden, sondern muß durch eine Analyse über die mehr oder weniger gleichmäßige Verteilung der Zonen mit'höheren und niedrigeren Porositätswerten begründet sein. Im allgemeinen ist der Berechungswert als arithmetischer Mittelwert der Porosität für das Lager um so genauer, je mehr Porositätsbestimmungen vorhanden sind, je geringer die Schwankungen der Porositätswerte sind, je gleichmäßiger das Netz der abgeteuften Bohrungen ist und je ähnlicher die Zahl niedriger und hoher Porositätswerte in einzelnen Bohrungen ist. Die Bestimmung des Berechungswertes der Porosität für das Lager als gewogener Mittelwert über die Fläche wird dann angewendet, wenn die gemittelten oder mit der Mächtigkeit gewogenen Mittelwerte der Porosität in den Bohrungen als Ganzes in der Schicht erheblich variieren. Dazu wird eine Karte der Porosität für die betreffende produktive Fläche konstruiert, der mittlere Porositätswert für jedes Feld gesondert bestimmt und gewogen für die gesamte Fläche. In letzter Zeit wurde immer häufiger der untere Wert der Porosität nach der korrelativen Abhängigkeit zwischen der Porosität und der Durchlässigkeit bestimmt. Dabei wird als untere Grenze der Durchlässigkeit ein Wert von 1 md (für granulare Speicher) angenommen. Diese Methode der Bestimmung der unteren Grenzen der Porosität ist sehr formal. Ihre Anwendung basiert auf der Verwendung einer abstrakten statistischen Abhängigkeit ohne Berücksichtigung der Be-

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66 Sonderheiten in bezug auf die Speichereigenschaften der Gesteinskomplexe und ihrer Produktivität. Diese Methode führt nicht selten zu erheblichen Fehlern, weil der Wert 1 md für gewisse Speicher geeignet sein kann und für andere nicht. Der untere Grenzwert der Durchlässigkeit industriell produktiver Speicher muß in jedem konkreten Fall empirisch auf der Grundlage von Testangaben für bestimmte Profilbereiche der Bohrungen vorgenommen werden, für die Angaben über die Porosität und die

Durchlässigkeit vorhanden sind. Dann wird die Abhängigkeit zwischen Durchlässigkeit und Produktivität der Bohrungen untersucht und danach der Konditionswert der Porosität in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit bestimmt. Abschließend weisen wir darauf hin, daß die obeudargelegten methodischen Üb erlegungen auf eine exaktere Bestimmung der Ausgangsdaten gerichtet sind, damit die von den Betrieben der G K S vorgelegten Vorräte genauer ermittelt werden.

Über den Erkundungsgrad von Erzlagerstätten, die für die industrielle Nutzung vorbereitet werden L. A. BOLOTOW, UdSSR Eine Analyse des Erkundungsgrads von 750 Eisen-, Kupfer-, Molybdän- und Golderzlagerstätten sowie von 50 Projekten für die Errichtung von Gewinnungsbetrieben auf diese mineralischen Rohstoffe läßt eine Reihe von Schlußfolgerungen hinsichtlich des notwendigen Grads der Detailliertheit der Lagerstättenerkundung zu. E s ist bekannt, daß die Versorgung mit einer ausreichenden Menge erkundeter Vorräte eine notwendige Bedingung zur Begründung von Projekten des Lagerstättenabbaus, für den Aufschluß und die Vorrichtung der Vorräte für die Gewinnung sowie die Garantie für den Rückfluß der Investitionen darstellt. Trotzdem ist es, wie die langjährige Praxis gezeigt hat, offensichtlich nicht immer zweckmäßig, die gesamte Lagerstätte, besonders sehr große, bis zur Ubergabe für die industrielle Nutzung detailliert zu erkunden. Wichtig ist es, daß bis zum Beginn der Projektierung des Bergwerks eine solche Vorratsmenge erkundet ist, die seine Arbeit für den Berechnungszeitraum sichert, der in erster Annäherung durch den technisch-ökonomischen Bericht bei Abschluß der Vorerkundung bestimmt wird. Folglich ist der Erkundungsgrad festzulegen, indem man in erster Linie von der Größenordnung und der Kompliziertheit der Lagerstätte, der K a p a z i t ä t und der Lebensdauer des vorgesehenen Grubenbetriebs sowie vom vorgeschlagenen Abbausystem der Lagerstätte ausgeht. Diese wichtigen Faktoren werden jedoch bei der Erkundung von Lagerstätten keineswegs immer berücksichtigt. Bei der gültigen Ordnung zur Bestimmung des Grads der Vorbereitung von Lagerstätten zur industriellen Nutzung ist das prozentuale Verhältnis der Vorräte in den Kategorien A, B und C1 die Hauptkennziffer. Gemäß der im Jahre 1960 bestätigten Vorratsklassifikation erfolgen die Ausarbeitung von Projekten und die Bereitstellung von Investmitteln für den B a u neuer und die Rekonstruktion bestehender Bergbaubetriebe dann, wenn: Aus: „Sowjetskaja geologija", Nr. 3 (1969), S. 122 — 128, etwas gekürzt. Übers.: WOLEOANG TOBIAS, Berlin.

a) bei Lagerstätten, die zur Gruppe 1 gehören, nicht weniger als 3 0 % der Vorräte in den Kategorien A und B erkundet sind, davon nicht weniger als 1 0 % in der Kategorie A • b) bei Lagerstätten, die zur Gruppe 2 gehören, nicht weniger als 2 0 % der Vorräte in der Kategorie B erkundet sind. Für Lagerstätten der Gruppe 3 sind die Projektierung von Gewinnungsbetrieben und die Bereitstellung von Investmitteln für den B a u neuer und die Rekonstruktion bestehender Bergbaubetriebe auf der Basis von Vorräten der Kategorie C1 zulässig. Das Vorratsverhältnis der verschiedenen Vorratskategorien wird bei in Abbau stehenden Lagerstätten durch die Betriebe festgelegt, die die Lagerstätten abbauen. Die Vorratsklassifikation des J a h r e s 1960 spielte eine große Rolle bei der vollständigeren Nutzung von Vorräten der Kategorie C1 für die Projektierung, bei der Steigerung der Effektivität und der Senkung der Kosten für die geologischen Erkundungsarbeiten. Die bestehende Ordnung zur Bestimmung des Grads der Vorbereitung und das festgelegte Vorratsverhältnis in den verschiedenen Vorratskategorien entsprochen jedoch nicht den heutigen Anforderungen. Sie spiegeln nicht die optimalen Bedingungen für die Schaffung einer mineralischen Rohstoffbasis wider, weil: 1. die ökonomischen Faktoren, die auf den Erkundungsgrad einwirken, nicht ausreichend berücksichtigt werden; 2. die Verfahren und die Größenordnung der Gewinnung und folglich die Menge und die räumliche Lage der Vorräte in den verschiedenen Kategorien hinsichtlich der Ausrichtungsverfahren sowie der Reihenfolge ihrer Nutzung nicht genügend berücksichtigt werden; 3. die obere Grenze der Vorräte der Kategorien A und B für Lagerstätten, die zu den Gruppen 1 und 2 gehören, offenbleibt (es wird nur gesagt „nicht weniger als"); 4. die Vorratsmenge in Kategorie C L auf komplizierten Lagerstätten, die zur Gruppe 3 gehören, nicht

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66 Sonderheiten in bezug auf die Speichereigenschaften der Gesteinskomplexe und ihrer Produktivität. Diese Methode führt nicht selten zu erheblichen Fehlern, weil der Wert 1 md für gewisse Speicher geeignet sein kann und für andere nicht. Der untere Grenzwert der Durchlässigkeit industriell produktiver Speicher muß in jedem konkreten Fall empirisch auf der Grundlage von Testangaben für bestimmte Profilbereiche der Bohrungen vorgenommen werden, für die Angaben über die Porosität und die

Durchlässigkeit vorhanden sind. Dann wird die Abhängigkeit zwischen Durchlässigkeit und Produktivität der Bohrungen untersucht und danach der Konditionswert der Porosität in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit bestimmt. Abschließend weisen wir darauf hin, daß die obeudargelegten methodischen Üb erlegungen auf eine exaktere Bestimmung der Ausgangsdaten gerichtet sind, damit die von den Betrieben der G K S vorgelegten Vorräte genauer ermittelt werden.

Über den Erkundungsgrad von Erzlagerstätten, die für die industrielle Nutzung vorbereitet werden L. A. BOLOTOW, UdSSR Eine Analyse des Erkundungsgrads von 750 Eisen-, Kupfer-, Molybdän- und Golderzlagerstätten sowie von 50 Projekten für die Errichtung von Gewinnungsbetrieben auf diese mineralischen Rohstoffe läßt eine Reihe von Schlußfolgerungen hinsichtlich des notwendigen Grads der Detailliertheit der Lagerstättenerkundung zu. E s ist bekannt, daß die Versorgung mit einer ausreichenden Menge erkundeter Vorräte eine notwendige Bedingung zur Begründung von Projekten des Lagerstättenabbaus, für den Aufschluß und die Vorrichtung der Vorräte für die Gewinnung sowie die Garantie für den Rückfluß der Investitionen darstellt. Trotzdem ist es, wie die langjährige Praxis gezeigt hat, offensichtlich nicht immer zweckmäßig, die gesamte Lagerstätte, besonders sehr große, bis zur Ubergabe für die industrielle Nutzung detailliert zu erkunden. Wichtig ist es, daß bis zum Beginn der Projektierung des Bergwerks eine solche Vorratsmenge erkundet ist, die seine Arbeit für den Berechnungszeitraum sichert, der in erster Annäherung durch den technisch-ökonomischen Bericht bei Abschluß der Vorerkundung bestimmt wird. Folglich ist der Erkundungsgrad festzulegen, indem man in erster Linie von der Größenordnung und der Kompliziertheit der Lagerstätte, der K a p a z i t ä t und der Lebensdauer des vorgesehenen Grubenbetriebs sowie vom vorgeschlagenen Abbausystem der Lagerstätte ausgeht. Diese wichtigen Faktoren werden jedoch bei der Erkundung von Lagerstätten keineswegs immer berücksichtigt. Bei der gültigen Ordnung zur Bestimmung des Grads der Vorbereitung von Lagerstätten zur industriellen Nutzung ist das prozentuale Verhältnis der Vorräte in den Kategorien A, B und C1 die Hauptkennziffer. Gemäß der im Jahre 1960 bestätigten Vorratsklassifikation erfolgen die Ausarbeitung von Projekten und die Bereitstellung von Investmitteln für den B a u neuer und die Rekonstruktion bestehender Bergbaubetriebe dann, wenn: Aus: „Sowjetskaja geologija", Nr. 3 (1969), S. 122 — 128, etwas gekürzt. Übers.: WOLEOANG TOBIAS, Berlin.

a) bei Lagerstätten, die zur Gruppe 1 gehören, nicht weniger als 3 0 % der Vorräte in den Kategorien A und B erkundet sind, davon nicht weniger als 1 0 % in der Kategorie A • b) bei Lagerstätten, die zur Gruppe 2 gehören, nicht weniger als 2 0 % der Vorräte in der Kategorie B erkundet sind. Für Lagerstätten der Gruppe 3 sind die Projektierung von Gewinnungsbetrieben und die Bereitstellung von Investmitteln für den B a u neuer und die Rekonstruktion bestehender Bergbaubetriebe auf der Basis von Vorräten der Kategorie C1 zulässig. Das Vorratsverhältnis der verschiedenen Vorratskategorien wird bei in Abbau stehenden Lagerstätten durch die Betriebe festgelegt, die die Lagerstätten abbauen. Die Vorratsklassifikation des J a h r e s 1960 spielte eine große Rolle bei der vollständigeren Nutzung von Vorräten der Kategorie C1 für die Projektierung, bei der Steigerung der Effektivität und der Senkung der Kosten für die geologischen Erkundungsarbeiten. Die bestehende Ordnung zur Bestimmung des Grads der Vorbereitung und das festgelegte Vorratsverhältnis in den verschiedenen Vorratskategorien entsprochen jedoch nicht den heutigen Anforderungen. Sie spiegeln nicht die optimalen Bedingungen für die Schaffung einer mineralischen Rohstoffbasis wider, weil: 1. die ökonomischen Faktoren, die auf den Erkundungsgrad einwirken, nicht ausreichend berücksichtigt werden; 2. die Verfahren und die Größenordnung der Gewinnung und folglich die Menge und die räumliche Lage der Vorräte in den verschiedenen Kategorien hinsichtlich der Ausrichtungsverfahren sowie der Reihenfolge ihrer Nutzung nicht genügend berücksichtigt werden; 3. die obere Grenze der Vorräte der Kategorien A und B für Lagerstätten, die zu den Gruppen 1 und 2 gehören, offenbleibt (es wird nur gesagt „nicht weniger als"); 4. die Vorratsmenge in Kategorie C L auf komplizierten Lagerstätten, die zur Gruppe 3 gehören, nicht

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festgelegt wird und der Erkundungsgrad von in Abbau befindlichen Lagerstätten offenbleibt; 5. kein Unterschied im Erkundungsgrad gemacht wird zwischen Lagerstätten, die für die Neuerrichtung von Betrieben und solchen, die für die Rekonstruktion bestehender Betriebe vorbereitet werden, sowie zwischen Lagerstätten, die für Tiefbau und solchen, die für den Tagebau vorgesehen sind. Für die Projektierung und den Bau eines Gewinnungsbetriebs wird es gewöhnlich für ausreichend erachtet, wenn die in den Kategorien A und B erkundeten Vorräte bei zu den Gruppen 1 und 2 gehörenden Lagerstätten, auf die etwa 90 bis 99% der Vorräte und 90 bis 96% der Förderung entfallen, die Förderung für ein Fünftel bis ein Drittel der Lebensdauer des Betriebs sichern („Vorratsklassifikation für Lagerstätten fester mineralischer Rohstoffe" 1 9 6 0 ; MATWEJ E W & NIKTFOKOW 1 9 6 0 ; B O L D Y B E W 1 9 6 2 ) . Nach der sich herausgebildeten Praxis macht das für Eisenerzlagerstätten etwa 8 bis 15 Jahre und für Kupferlagerstätten 5 bis 10 Jahre aus. Faktisch übertreffen die Gesamtvorräte in den Kategorien A und B der Eisenund Kupfererze bei in Abbau stehenden Lagerstätten diesen Zeitraum um das 2- bis 5fache. Die Frage des Grads der Detailliertheit bei der Erkundung neuentdeckter Lagerstätten, die Reihenfolge der Durchführung der Arbeiten, die zweckmäßigen Fristen für die detaillierte Erkundung von Revieren und Horizonten in Lagerstätten, die in Abbau stehen, erfordern eine eingehende ökonomische Begründung und besonders die Berücksichtigung der Tendenzen und des technischen Fortschritts in der Entwicklung der bergbautreibenden Industrie. In den letzten Jahrzehnten gewinnt in Verbindung mit dem großen Bedarf an mineralischen Rohstoffen und in einer Reihe von Fällen mit der Einbeziehung großer Lagerstätten mit armen Erzen in die industrielle Nutzung der Tagebau immer größere Bedeutung. So stieg von 1940 bis 1965 die Gewinnung von Eisenerzen im Tagebau um das löfache (71% der Gesamtgewinnung 1965), im Tiefbau lediglich um das 3,7fache (29%). Das Akademiemitglied N. W. MELKTKOW bemerkte (1964), daß im Jahre 1980 die Gewinnung aus Tagebauen drei Viertel der gesamten Bergbauproduktion betragen wird. Bei der Bestimmung des Erkundungsgrads von Lagerstätten müssen in erster Linie die Forderungen der Projektanten über die Verteilung der Vorräte nach Kategorien in Abhängigkeit von den Gewinnungsverfahren sowie besonders die Ermittlung der räumlichen Lage der allgemeinen Erzlagerkonturen lind insbesondere der äußeren Konturen berücksichtigt werden. Es muß unbedingt beachtet werden, daß bei Abbau im Tagebau eine ernstliche Korrektur der Tagebaugrenzen äußerst unerwünscht ist; deshalb muß die Erkundung der Lagerstätte (des Tagebaufelds), wenigstens für die erste Stufe, bis zum Beginn der Exploitation abgeschlossen sein. Die Konzentration der Produktion, die in den letzten 20 Jahren erfolgte, führte dazu, daß zum gegenwärtigen Zeitpunkt 80—90% der Schwarz- und Buntmetallerze aus Gruben mit einer Jahresproduktion von über einer Million Tonnen gefördert werden. Die Vergrößerung der zu erkundenden Vorratsmenge und die Detailliertheit

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der Untersuchung der bergtechnischen Lagerstättenverhältnisse sind notwendige Voraussetzungen zur Erhöhung der Produktivität der Betriebe. Die Erfahrung beim Abbau von Lagerstätten im Ural, in Kasachstan und in der Ukraine, wo die Produktionskapazität der Gruben Dutzende Millionen Tonnen Erz pro Jahr erreicht, beweist die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit des Aufbaus von Betrieben in Etappen (nacheinander). Beim Abbau einer großen Lagerstätte im Tagebau in Etappen verringern sich z. B. die Gesamtausgaben für ihren Abbau um 2 0 — 3 0 % (CHOCHRJAKOW 1 9 6 6 ) . Der Abbau von Lagerstätten in Etappen schafft Bedingungen für die rationellste Erkundung der Lagerstätten. Insbesondere empfiehlt sich, Vorräte in hohen Kategorien nur für die erste Etappe des Gewinnungsbetriebes zu erkunden. In Verbindung mit dem hohen Tempo des Lagerstättenabbaus, den bedeutenden Teufen von untertägigen Arbeiten, der Einführung der neuen Technik und der umfassenden Automatisierung arbeitsintensiver Prozesse entstanden in letzter Zeit neue Tendenzen hinsichtlich des Lagerstättenaufschlusses (Gruppenaufschluß oder Aufschluß bei Anwendung von Konzentrationssohlen, Aufschluß unter Anwendung einstufiger Förderung, Vergrößerung der ersten Stufe des Schachtes, Aufschluß mittels flachfallender Grubenbaue und Förderung des Erzes nach über Tage mittels Förderband oder Kraftfahrzeugen). Wie M. I. AGOSCHXOW u. a. (1962) zeigten, wird es zum gegenwärtigen Zeitpunkt für normal gehalten, den Schacht bis zu einer Teufe niederzubringen, bei der die Arbeit der Grube orientierungsmäßig im Verlauf von 10—15 Jahren ohne weiteres Verteufen der Schächte gesichert ist. Schächte mit einer Teufe bis zu 400—500 m sollten, wenn sie in hinreichend standfesten Gesteinen stehen, zweckmäßigerweise bis zur Endteufe niedergebracht werden. In diesem Fall verringern sich die Kosten des Abteufens um 30—40%. Die Praxis von Kriwoi Rog zeigt, daß sich beim Aufschluß mit gekoppelten Sohlen im Vergleich zu Einzelsohlen der Umfang der Ausrichtungsbaue um 20—30% reduziert, deren Kosten u n d die K o s t e n der A u s r ü s t u n g u m 2 5 — 3 5 % u n d der

Zeitraum für die Vorrichtung einer Sohle sich um 30—40% verringert, während die erforderliche normative Vorratsmenge der Kategorie B auf die Hälfte zurückgeht ( S E L E K T O R 1 9 6 0 ) . Berücksichtigt man die prinzipiellen Unterschiede in den Verfahren des Lagerstättenaufschlusses, in der Ökonomie und Technologie der Förderung sowie, daß in den Bergbauzweigen die Vorräte mineralischer Rohstoffe für Tage- und Tiefbau getrennt geführt werden, so ist es erforderlich, auch bei der Lagerstättenerkundung und auch bei der Bestimmung des Erkundungsgrads die Besonderheiten des Abbaus mittels Schächten und Tagebau zu berücksichtigen (die Vorräte nach den Gewinnungsverfahren zu gliedern, die räumliche Lage der Vorräte der verschiedenen Kategorien in Verbindung mit den Aufschlußverfahren und den Ausrichtungsbauen zu sehen). Die Erschließung der Lagerstätten beginnt mit der Unterteilung der Vorräte in Schacht-(Tagebau-)Felder. Die Vorräte, die innerhalb der projektierten Grenzen der Schacht-(Tagebau-)Felder liegen, unterscheiden sich fast immer von den für die Lagerstätte bewerteten.

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 BOLOTOW / Erkundungsgrad von Erzlagerstätten

68 Wie Untersuchungen zeigen, machen sie 20—90% von diesen aus. Sogar in dem intensiv ausgebeuteten Eisenerzbecken von Kriwoi Rog liegen etwa 12% der Reicheisenerze nicht in den Grenzen der Schachtfelder. In einer Reihe Lagerstätten genügte zwar die Gesamtmenge der erkundeten Vorräte als Summe der Kategorien A, B und Cj und ihr Verhältnis den Forderungen der Klassifikation, die Projektierung des Abbaus mußte jedoch hinausgeschoben werden, weil in einem Teilgebiet alle Vorräte nur zu den Kategorien C x und C2 gehörten und die Vorräte der Kategorien A und B in einem anderen Teilgebiet lagen. Deshalb erhebt sich die Frage, für welches Volumen das festgelegte Vorratsverhältnis der verschiedenen Vorratskategorien (das zur Sicherung der Projektierung und zur Bereitstellung der Investitionen für die Errichtung eines Betriebes notwendig ist) eingehalten werden muß. In der Vorratsklassifikation wird dieses Volumen mit „Lagerstätte (Revier)" oder Teil einer Lagerstätte bestimmt, auf deren Grundlage die Errichtung eines Grubenbetriebs vorgesehen ist. Richtiger wäre es, dieses Volumen auf ein Schacht-(Tagebau-)Feld zu beziehen. Zu den Hauptkennziffern der geologisch-ökonomischen Bewertung von Lagerstätten gehören die Investitionen (insgesamt, spezifisch), die für den Bau neuer oder die Rekonstruktion bestehender Betriebe bereitzustellen sind, sowie Kennziffern ihrer Effektivität (Rentabilität und Rückfluß der Investitionen). Bis in die jüngste Zeit wurden jedoch Ausgaben für die geologischen Erkundungsarbeiten nicht in die Investitionen für den Bau des Betriebes einbezogen, obwohl sie letztere manchmal übersteigen. Dabei führt die Nichtberücksichtigung der Ausgaben für geologische Erkundungsarbeiten zu fehlerhaften Schlußfolgerungen beim Vergleich der ökonomischen Effektivität der Lagerstättenerkundung und -erschließung. Die offiziell anerkannte und praktizierte Methode der Bestimmung des Erkundungsgrads von Lagerstätten durch Berücksichtigung der Erkuridungskosten (ohne Nachfolgeinvestitionen für den Bau des Betriebes) sichert keineswegs die rationelle Nutzung der Mittel, die für die Durchführung von Erkundungsarbeiten bereitgestellt werden, und entspricht nicht den Forderungen der ökonomischen Reform. In der Praxis der geologischen Erkundung sind Fälle bekannt, bei denen billig erkundete Vorräte nicht genutzt wurden, weil die Aufwendungen für ihren Abbau erheblich jene übersteigen, die für die Nutzung anderer Lagerstätten des gleichen Rohstoffs erforderlich sind. Beachtet man, daß erkundete Vorräte, in quantitativer und qualitativer Hinsicht, die Zweckmäßigkeit von Investitionen und die Errichtung von Betrieben garantieren müssen und daß die Ausgaben für die Lagerstättenerkundung (im allgemeinen Fall) einen gewissen Teil der Investitionen für die Errichtung des Betriebs ausmachen müssen (CHRUSTSCHOW 1964), so ist bei der Bestimmung des Vorbereitungsgrads der Lagerstätten für die industrielle Erschließung von folgendem auszugehen: 1. Die erforderliche Menge erkundeter Bilanzvorräte der Kategorien A + B + der Lagerstätte (des Schacht- oder Tagebaufeldes), die für die industrielle Nutzung vorbereitet wird, muß die Produktion des zukünftigen Betriebes während seiner Lebensdauer

sichern, die im technisch-ökonomischen Bericht auf Grund der Vorerkundungsergebnisse erarbeitet wurde: QA+B+€% =

77—

(1)

wobei — die Menge der erkundeten Bilanzvorräte in den Kategorien A + B + Cx in t ; A — die Jahresproduktion des Betriebes in t Erz; T — die Lebensdauer des Betriebes in Jahren und — der bergmännische Ausbringungskoeffizient K für das Erz aus der Lagerstätte in Bruchteilen von 1 darstellen. 2. Der Erkundungsgrad von Lagerstätten (räumliche Lage und das Verhältnis der Vorräte der verschiedenen Kategorien), die für Tage- und Tiefbau vorgesehen sind, muß in der Regel verschieden sein. Er muß den Gewinnungsverfahren und der Reihenfolge des Abbaus der Vorräte entsprechen und in Jahren die Sicherung des Betriebs mit Bilanzvorräten der verschiedenen Kategorien ausdrücken. QA+B+C1

3. Die Grundeinheit, innerhalb deren das Verhältnis der verschiedenen Vorratskategorien einzuhalten ist, muß das Schacht- oder Tagebaufeld sein, das auch Objekt der eingehenden Erkundung ist. Auf Lagerstätten, wo sich industriell nutzbare Erze bis in große Teufe fortsetzen, ist das Vorratsverhältnis innerhalb der Grenzen für die erste Ausbaustufe des Tagebaus (Schachtes) einzuhalten. 4. Die in den Kategorien A + B (oder der Kategorie C x mit dem Recht zur Projektierung) erkundeten Bilanzerzvorräte müssen auf typischen Lagerstätten nach ihrer Gewinnung und dem Verkauf des Produkts unbedingt den Rückfluß der Investitionen für die Nutzung der Lagerstätte sichern.

(Z - S ) • K

(2)

wobei QA+B — die Menge erkundeter Bilanzerzvorräte der Kategorien A -F- B (oder der Kategorie C\ mit dem Recht der Projektierung), in t ; K0 — die Investitionen für die Nutzung der Lagerstätte, in Rubel; Z — der Großhandels-(Verrechnungs-)Preis pro Tonne Erz, in Rubel; S — die Selbstkosten der Förderung einer Tonne Erz, in Rubel, und K — ein Koeffizient für das Erzausbringen aus der Lagerstätte, als Teil von 1. 5. In die Investitionen für die Nutzung der Lagerstätte müssen die Aufwendungen für den Bau des Bergbaubetriebs und für die geologischen Erkundungsarbeiten (spezialisierte Sucharbeiten, Vor- und eingehende Erkundung) einbezogen werden. 6. Es empfiehlt sich, die eingehende Erkundung von Lagerstätten (Schacht- oder Tagebaufeldern) nach

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. IG (1970), l l e l t 2

69

SPENGLER / N e u e r e liikenii Ulisse über die G r u n d w u s s c r i i e u b i l d u i i g

einem Generalprojekt für die Erkundung und Vorbereitung der Lagerstätten für die industrielle Nutzung durchzuführen. Dabei sind der technische Fortschritt in der Bergbauindustrie, die Ermittlung der Vorräte, die tatsächlich für die Sicherung der Tätigkeit des Betriebs im berechneten Zeitraum erforderlich sind, die allgemeine Bewertung der Vorräte, die maximale Nutzung der aufgefahrenen Grubenbaue und errichteten Ausrüstungen nicht nur während der Erkundung, sondern auch während der Vorbereitung der Lagerstättenvorräte für die industrielle Nutzung zu berücksichtigen. Die Generalprojekte für Erkundung und Vorbereitung von Lagerstätten für die Erschließung müssen von den geologischen Organisationen ausgearbeitet und mit den Projektanten abgestimmt werden. Nachfolgend sei ein Beispiel für die Berechnung der Vorratsmenge in den verschiedenen Kategorien angeführt, die auf einer Kupfererzlagerstätte zu erkunden sind. JL'orpJiyriselie Kuplerlagerstiitte A

Nach den Angaben der Vorerkuriduug werden die Bilanzerz Vorräte mit Kupfergehalten von 1% und 0,02% Molybdän auf 300 Mill. t geschätzt (Kategorien C1 + C 2 ). Auf der Lagerstätte ist ein Tagebau mit einer Leistung von (.A) = 6 Mill. t Erz pro Jahr und einer Aufbereitungsanlage mit gleicher Leistung vorgesehen. Die Investitionen für den Bau werden auf 40 Mill. Rubel und die Ausgaben für die Erkundung (direkte und indirekte) auf 12 Mill. Rubel geschätzt. Die Selbstkosten für die Förderung und Aufbereitung von 1 t Erz (S) betragen 3 Rubel. Der Verrechnungspreis einer Tonne Erz (Z) beträgt 4 Rubel 60 Kopeken. Das bergmännische Ausbringen des Erzes auf der Lagerstätte (K) wird mit 0,9 angenommen. Die Lebensdauer des Tagebaus (T) wird mit 30 Jahren festgelegt. 1. Die erforderliche Menge der Bilanzerzvorräte in den Kategorien A + B + C1 wird nach der Formel (1) berechnet A •

QA+B+CÌ

—

T

K

6-30 = 200 Mill. t 0,9

2. Die Erzvorratsmenge in den Kategorien A + B, die zu erkunden ist, wird nach der Formel (2) bestimmt. Kn Qa+B

{ Z - S ) - K

40000000 + 12000000 (4,6 - 3,0) • 0,9 5 2 0 0 0 0 0 0

1,44

= 36000000t

Folglich sind in der Lagerstätte, die für die industrielle Nutzung vorbereitet wird, 36—40 Mill. t Erz in den Kategorien A + B; 164—160 Mill. t in der Kategorie C1 und 100 Mill. t Erz in der Kategorie C a zu erkunden. Das Problem des Verhältnisses der Vorräte verschiedener Kategorien auf in der eingehenden Erkundung und im Abbau befindlichen Lagerstätten erschöpft den betrachteten Fragenkomplex bei weitem nicht. Von uns wurde einer von möglichen Lösungswegen vorgeschlagen. Weitere Untersuchungen sollten auf die Verbesserung der Lagerstättengruppierung orientiert werden, auf den Einfluß der Größenordnung der Lagerstätte, eine umfassendere Berücksichtigung der Vorräte der Kategorien Cj und C 2 für die Projektierung, auf Angaben über die Zuverlässigkeit dieser Vorräte und über das Risiko, wenn auf ihrer Basis ein Bergbaubetrieb errichtet wird. Literatur AGOSCHKOIV, M. I., S. S. BoitIsow& W. A. BOJARSKIJ: Abbau von Erzlager Stätten. — Gosgortechisdat (1962). liOLDYKEW, G. P.: Materialien zur Metliodik der Erkundung mineralischer Rohstoffe. - Gosgcoltechisdat (1962). CHOCHßjAKOW, W. S.: Untersuchung der Entwicklungaetappen und der Wirtschaftlichkeit des Tagebaus aus Tieftagebauen. — Autorref. Dias. (1966). CHKÜSTSCHOW, X. A.: Hauptwege zur Steigerung der wirtschaftlichen Effektivität und der Zuverlässigkeit geologischer Erkundungsarbeiten. — Raswedka i ochrana nedr, Xr. 7 (1964). MATWEJEW, P. S., & A. W. NIKIFOKOW: Über den Grad der Detailliertheit bei der Erkundung von Lagerstätten, die zur industriellen Erschließung übergeben werden. — Sowetskaja geologija, Nr. 3 (1960). MELKIKOW, N. W.: Bergbauwissenschaft. - Nedra (1964). SELEKTOR, S. M.: "Über die Zuverlässigkeit erkundeter Vorräte der Lagerstätten des Saksagan-Gürtels. — Raswedka i ochrana nedr, Nr. 8 (1960). Vorratsklassifikation für die Lagerstätten fester mineralischer Rohstoffe. — Gosgeoltechisdat (1960).

Neuere Erkenntnisse über die Grundwasserneubildung durch Infiltration in Abhängigkeit von geologischen und anderen Faktoren 1 ) RÜDIGER SPENGLER, H a l l e

Rund vier Zehntel des nach dem derzeitigen Stand der Wasserversorgungstechnik nutzbaren Grundwasserdargebots der DDR werden bereits genutzt. Der vorrangig aus dem Grundwasser zu deckende Trinkwasserbedarf wächst mit den verbesserten Lebensbedingungen und dem zunehmenden Wohnkomfort — insbesondere durch die allmähliche Aufhebung des Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 11. 9.1969. J ) Auszug aus einem Vortrag aus der "Wasserwirtschaftsdirektion Saale — Weiße Elster, gehalten anläßlich des Berg- und Hüttenmännischen Tages der Bergakademie Ereiberg 1969. 3

Angewandte Geologie, Heft 2/70

Unterschiedes zwischen Stadt und Land — immer noch stark an. Für eine optimale Grundwasserbewirtschaftung sind neben der Erfassung der statischen Speicherkennwerte der genutzten Grundwasserleiter Kenntnisse über die Dynamik des Grundwasserdargebots, insbesondere dessen Neubildung, unerläßlich. Anstelle der Negierung der vielen Einzelmethoden, die zur Ermittlung des Grundwasserdargebots entwickelt worden sind und deren oft widersprüchliche Ergebnisse u. a. B O L S E N K Ö T T E R (1963) zu bedenken gegeben hat, ist es zweck-

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. IG (1970), l l e l t 2

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SPENGLER / N e u e r e liikenii Ulisse über die G r u n d w u s s c r i i e u b i l d u i i g

einem Generalprojekt für die Erkundung und Vorbereitung der Lagerstätten für die industrielle Nutzung durchzuführen. Dabei sind der technische Fortschritt in der Bergbauindustrie, die Ermittlung der Vorräte, die tatsächlich für die Sicherung der Tätigkeit des Betriebs im berechneten Zeitraum erforderlich sind, die allgemeine Bewertung der Vorräte, die maximale Nutzung der aufgefahrenen Grubenbaue und errichteten Ausrüstungen nicht nur während der Erkundung, sondern auch während der Vorbereitung der Lagerstättenvorräte für die industrielle Nutzung zu berücksichtigen. Die Generalprojekte für Erkundung und Vorbereitung von Lagerstätten für die Erschließung müssen von den geologischen Organisationen ausgearbeitet und mit den Projektanten abgestimmt werden. Nachfolgend sei ein Beispiel für die Berechnung der Vorratsmenge in den verschiedenen Kategorien angeführt, die auf einer Kupfererzlagerstätte zu erkunden sind. JL'orpJiyriselie Kuplerlagerstiitte A

Nach den Angaben der Vorerkuriduug werden die Bilanzerz Vorräte mit Kupfergehalten von 1% und 0,02% Molybdän auf 300 Mill. t geschätzt (Kategorien C1 + C 2 ). Auf der Lagerstätte ist ein Tagebau mit einer Leistung von (.A) = 6 Mill. t Erz pro Jahr und einer Aufbereitungsanlage mit gleicher Leistung vorgesehen. Die Investitionen für den Bau werden auf 40 Mill. Rubel und die Ausgaben für die Erkundung (direkte und indirekte) auf 12 Mill. Rubel geschätzt. Die Selbstkosten für die Förderung und Aufbereitung von 1 t Erz (S) betragen 3 Rubel. Der Verrechnungspreis einer Tonne Erz (Z) beträgt 4 Rubel 60 Kopeken. Das bergmännische Ausbringen des Erzes auf der Lagerstätte (K) wird mit 0,9 angenommen. Die Lebensdauer des Tagebaus (T) wird mit 30 Jahren festgelegt. 1. Die erforderliche Menge der Bilanzerzvorräte in den Kategorien A + B + C1 wird nach der Formel (1) berechnet A •

QA+B+CÌ

—

T

K

6-30 = 200 Mill. t 0,9

2. Die Erzvorratsmenge in den Kategorien A + B, die zu erkunden ist, wird nach der Formel (2) bestimmt. Kn Qa+B

{ Z - S ) - K

40000000 + 12000000 (4,6 - 3,0) • 0,9 5 2 0 0 0 0 0 0

1,44

= 36000000t

Folglich sind in der Lagerstätte, die für die industrielle Nutzung vorbereitet wird, 36—40 Mill. t Erz in den Kategorien A + B; 164—160 Mill. t in der Kategorie C1 und 100 Mill. t Erz in der Kategorie C a zu erkunden. Das Problem des Verhältnisses der Vorräte verschiedener Kategorien auf in der eingehenden Erkundung und im Abbau befindlichen Lagerstätten erschöpft den betrachteten Fragenkomplex bei weitem nicht. Von uns wurde einer von möglichen Lösungswegen vorgeschlagen. Weitere Untersuchungen sollten auf die Verbesserung der Lagerstättengruppierung orientiert werden, auf den Einfluß der Größenordnung der Lagerstätte, eine umfassendere Berücksichtigung der Vorräte der Kategorien Cj und C 2 für die Projektierung, auf Angaben über die Zuverlässigkeit dieser Vorräte und über das Risiko, wenn auf ihrer Basis ein Bergbaubetrieb errichtet wird. Literatur AGOSCHKOIV, M. I., S. S. BoitIsow& W. A. BOJARSKIJ: Abbau von Erzlager Stätten. — Gosgortechisdat (1962). liOLDYKEW, G. P.: Materialien zur Metliodik der Erkundung mineralischer Rohstoffe. - Gosgcoltechisdat (1962). CHOCHßjAKOW, W. S.: Untersuchung der Entwicklungaetappen und der Wirtschaftlichkeit des Tagebaus aus Tieftagebauen. — Autorref. Dias. (1966). CHKÜSTSCHOW, X. A.: Hauptwege zur Steigerung der wirtschaftlichen Effektivität und der Zuverlässigkeit geologischer Erkundungsarbeiten. — Raswedka i ochrana nedr, Xr. 7 (1964). MATWEJEW, P. S., & A. W. NIKIFOKOW: Über den Grad der Detailliertheit bei der Erkundung von Lagerstätten, die zur industriellen Erschließung übergeben werden. — Sowetskaja geologija, Nr. 3 (1960). MELKIKOW, N. W.: Bergbauwissenschaft. - Nedra (1964). SELEKTOR, S. M.: "Über die Zuverlässigkeit erkundeter Vorräte der Lagerstätten des Saksagan-Gürtels. — Raswedka i ochrana nedr, Nr. 8 (1960). Vorratsklassifikation für die Lagerstätten fester mineralischer Rohstoffe. — Gosgeoltechisdat (1960).

Neuere Erkenntnisse über die Grundwasserneubildung durch Infiltration in Abhängigkeit von geologischen und anderen Faktoren 1 ) RÜDIGER SPENGLER, H a l l e

Rund vier Zehntel des nach dem derzeitigen Stand der Wasserversorgungstechnik nutzbaren Grundwasserdargebots der DDR werden bereits genutzt. Der vorrangig aus dem Grundwasser zu deckende Trinkwasserbedarf wächst mit den verbesserten Lebensbedingungen und dem zunehmenden Wohnkomfort — insbesondere durch die allmähliche Aufhebung des Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 11. 9.1969. J ) Auszug aus einem Vortrag aus der "Wasserwirtschaftsdirektion Saale — Weiße Elster, gehalten anläßlich des Berg- und Hüttenmännischen Tages der Bergakademie Ereiberg 1969. 3

Angewandte Geologie, Heft 2/70

Unterschiedes zwischen Stadt und Land — immer noch stark an. Für eine optimale Grundwasserbewirtschaftung sind neben der Erfassung der statischen Speicherkennwerte der genutzten Grundwasserleiter Kenntnisse über die Dynamik des Grundwasserdargebots, insbesondere dessen Neubildung, unerläßlich. Anstelle der Negierung der vielen Einzelmethoden, die zur Ermittlung des Grundwasserdargebots entwickelt worden sind und deren oft widersprüchliche Ergebnisse u. a. B O L S E N K Ö T T E R (1963) zu bedenken gegeben hat, ist es zweck-

Zeitschrift für angewandte Geologie, B> 00 gilt

mit

)

in Ubereinstimmung mit Ergebnissen anderer Veröffentlichungen

f(x) = 0 Differentialgleichung jü3X Be~^M

Betrachten wir ein sich in Richtung der +2;-Achse ausbreitendes Signal, dann gilt: B = 0

Frequenzen

a

die komplexe Phasengeschwindigkeit und ist Re(v*) > 0, so ergibt sich :

dx2

W(co)

f

=

+

2

= 0

Bezeichnet man mit v* (a)

=

(RÖSLEB 1 9 5 8 ) ,

wenn

für das

gesetz von NAKAMUBA (8 = 1 gesetzt wird.

Stoff-

Experimentelle Ergebnisse Zur Messung der Phasenverschiebung wurde eine vibratorseismische Apparatur benutzt, wie sie beispielsweise i n MILITZER & STOLL ( 1 9 6 8 ) o d e r STOLL ( 1 9 6 7 )

beschrieben wurde. Ein Vibrator, der durch einen RC-Generator über einen Leistungsverstärker gesteuert wurde, sendete sinusförmige Signale in das Gestein ab. Das von zwei

Zeitschrift iür angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2

96

RÖSLBR & STOLL / Zur B e s t i m m u n g des S c h u b m o d u l s

Geophonen, die in verschiedenen radialen Entfernungen vom Vibrator auf einer Geraden angeordnet wurden, aufgenommene Signal wurde über einen Meßverstärker mit einem Zweistrahloszillographen photographisch registriert. Durch diskontinuierliche Änderung der Frequenz im Bereich von ca. 0 , 5 — 8 , 0 kHz erfolgte die Ermittlung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der Frequenz. Aus dem Signalverhältnis erhält man eine Aussage über das frequenzabhängige Absorptionsverhalten des Gesteins. Den Absorptionskoeffizienten von Phyllit (Erzgebirge) in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt Abb. 1. Die Amplitudenunabhängigkeit des Absorptionskoeffizienten wurde experimentell nachgewiesen (MILITZER

1500 1000 5 00 A b b . 3.

Zur Tabelle kann festgestellt werden: 1. Der Vergleich ergab eine gute Übereinstimmung. Somit kann angenommen werden, daß die frequenzunabhängigen Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten mit den Ausbreitungsgeschwindigkeiten transversaler Wellen identisch sind. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit vR von RAYLEIGH-Wellen für den homogenen, isotropen Halbraum (A = /.() mit vR

PÜ

0,919

vT

u 0,2 0 c 0,1 8 -

IÖ

0,1 6 0,14 0,12 -

O

2

4

6

8 f in kHz

A b b . 1. A b s o r p t i o n s k o e f f i z i e n t f ü r P h y l l i t (Erzgebirge) A b h ä n g i g k e i t v o n der F r e q u e n z

0 o m c

£=

ISo

n 321O

2

4

6

f

in kHz

A b b . 2. P h a s e n s p e k t r u m f ü r Phyllit (Erzgebirge)

in

in

kHz

für

Phyllit

£ 2800

a c

2100

° 1400 I R

700 »» ~i—

0

Vr

in

km/s

A b b . 4. D r u c k f e s t i g k e i t als F u n k t i o n der T r a n s v e r s a l w e l l e n geschwindigkeit (umgezeichnet n a c h D'ANDREA, FISCHER u. a. 1964) T a b e l l e . Vergleich zwischen P h a s e n a u s b r e i t u n g s g e s c h w i n d i g k e i t e n Vpi, u n d h a m m e r s c h l a g s e i s m i s c h e r m i t t e l t e n T r a n s versalwellengeschwindigkeiten a n v e r s c h i e d e n e n Meßpunkten (MP); Schubmodul Gestein

Vph

VT

f* 10» kp/cma

MP

m/s

m/s

Kalkstein Richtung 1 2 3

2300 3600 2780

2300 3160 2900

1,57 3,83 2,28

Oberfläche Oberfläche Bohrloch

Phyllit Richtung 1 2

1090 875

1130 830

0,35 0,226

Oberfläche Oberfläche

0,288

Oberfläche

Grauwacke (stark zerklüftet)

e

f

Phasenausbreitungsgeschwindigkeit (Erzgebirge)

& STOLL 1 9 6 8 ) .

Das Ergebnis der Phasenmessung für Phyllit (Erzgebirge) ist in Abb. 2 dargestellt. Die nach Formel (3) berechneten Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten sind in Abb. 3 zu sehen. Abb. 3 zeigt, daß bei Frequenzen von 0,5 bis 4—5 kHz eine frequenzunabhängige Ausbreitungsgeschwindigkeit erhalten wurde. Zur Identifizierung der Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten wurden an jedem Meßpunkt hammerschlagseismische Messungen durchgeführt und mit den frequenzunabhängigen Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten verglichen (s. Tab.).

0

345

-

in der Nähe dieses Wertes liegt. Die Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten konnten mit einem Fehler von 10% bestimmt werden, so daß ein maximaler Fehler von 20% möglich ist. 2. Nach Formel (3) und der Dichte für Kalkstein bzw. Phyllit von 2,9 g/cm 3 und für Grauwacke von 2,68 g/cm 3 wurden Schubmoduln berechnet (s. Tab., Spalte 4). Für metamorphen Kalkstein werden im Handbuch der Geophysik, Bd. 4: Seismik, 2,22 • 10 5 kp/cm 2 angegeben. 3. Unter der Annahme, daß die PoiSSONsche Konstante für eine Vielzahl von Festgesteinen ca. 0,25 ist, kann aus dem Schubmodul der Elastizitätsmodul nach E — 2,5 fi* abgeschätzt werden. 4. Der erhaltene Schubmodul ist im Frequenzbereich von 0,5—4,5 kHz konstant. Eine Extrapolation auf den statischen Schubmodul bei co ->- 0 ist aus dem vorliegenden Meßmaterial nicht möglich, da Relaxationsprozesse u. a. erst unterhalb 0,5 kHz für die untersuchten Gesteine wirken. Relaxationen bei tiefen Frequenzen konnten mit einer hydraulischen Druckapparatur für Gneis und Tonschiefer nachgewiesen werden ( R O T T E R , STOLL & THON 1967).

Zeitschrift für angewandte Geologic, Bd. IG ( 1 9 7 0 ) , H e f t 2 SOLLOGUB

/ Verhältnisse obcri'läclieniiaher Strukturen zum Tiel'enbau

5. D ' A N D R E A (j.964) untersuchte den experimentellen Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Transversalwellengeschwindigkeit. Die Ergebnisse von Laboruntersuchungen an Kalkstein-, Sandstein- und Granitproben vermittelt Abb. 4. 6. Die beobachtete Frequenzabhängigkeit der Phasenausbreitungsgeschwindigkeit für Kalksteine und Phyllit im Bereich zwischen 4—5 kHz ist möglicherweise auf einen Wellenwechsel, wie er beispielsweise von M I L I T Z E R (1964) beobachtet wurde (oder auf die Dispersion von RAYLEIGH-Wellen), zurückzuführen. Oberhalb dieser Frequenz deuteten sich in einzelnen Fällen wieder frequenzunabhängige Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten an, die in der Größenordnung von Longitudinalwellenausbreitungsgesch windigkeiten liegen. Die Frequenzunabhängigkeit der Phasenausbreitungsgeschwindigkeit, wenn ein Wellenwechsel angenommen wird, zeigt, daß der Einfluß der viskosen Eigenschaften des Gesteins auf den Absorptionskoeffizienten viel größer ist als auf die Phasenausbreitungsgeschwindigkeit. Dieses bedeutet aber, daß der Absorptionskoeffizient ein günstigerer Indikator zur Charakterisierung der lithologischen, faziellen und physikalischen Eigenschaften der Gesteine ist, als die Ausbreitungsgeschwindigkeit darstellt. Zusammenfassung Für die praktische Bestimmung des Schubmoduls aus vibratorseismischen Messungen wird aus theoretischen Betrachtungen des von NAKAMTOA vorgeschlagenen Elastizitätsgesetzes eine Möglichkeit abgeleitet. Die aus vibratorseismischen frequenzabhängigen Phasenmessungen berechneten Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten stimmen gut mit Transversalwellengeschwindigkeiten aushammerschlagseismischen Messungen überein. Die berechneten Schubmoduln sind frequenzunabhängig. Eine Extrapolation der experimentellen Schubmoduln auf statische Moduln aus Messungen im Frequenzbereich von 0,5 bis 4,5 kHz ist nicht möglich. PC310MC Ü3 TCopeTHHecKHX paccMOTpeHHft npeflnoiKeHHoro HanaMypOH

3aK0Ha

3JiaCTMHHOCTH

BBIBOHHTCH

B03MO/KHOCTB

npaKTHiecKoro onpeflenemiH Moftyjm c^Biira no BH6paIJHOHHO-CeitCMIMeCKHM H3MepeHHHM.

97

CKopocTH p a c u p o c T p a H e H H H $ a 3 , BLWH c jxeHHue no BHSpaiJHOHHO-CeitCMHHeCKHM, 3&BI1CHMHM OT laCTOTH 113MepeHHHM, x o p o u i o CXORHTCH CO CKOPOCTHMH TpaHCBepCaOIbHMX BOJIH n o CeiiCMHieCKHM H3MepeHHHM, nOJiyieHHBIM n p n y ^ a p a x MOJIOTOM. B H i n c n e H H t i e M o a y j i H c R B u r a He 3ABHCHT OT NACTOTBI. SKCTPANOJINMRA AKCNEPIIMEHTAJIBHBIX Moayjieft CRBHra H a CTaTi-raecMie MOflyjiH H3MepeHnft B HHTepBajie q a c r o T OT 0 , 5 HO 4 , 5 itrii iieBOSMOHtna. Summary For a practical determination of the modulus of shear deformation from vibrator-seismic measurements a possibility is derived from theoretical considerations of the law of elasticity suggested by NAKAMURA. Phase propagation velocities calculated from vibratorseismic frequency-dependent phase measurements are in good accord with transverse wave velocities obtained from hammerstroke seismic measurements. The moduli calculated for the shear deformation do not depend on the frequency. Experimental moduli cannot be extrapolated to static moduli obtained from measurements in the frequency range 0.5 to 4 . 5 kc/s. Literatur D'ANDREA, D. V., 11. JJ. FISCHER u. a.: Prediction of comprcssive strengtli from other rock properties. — Quart Colorado school of Mines Golden, 59, 6 2 3 - 6 6 0 (1964). FRITSOH, V.: Geoelektrische Baugrunduntersuchungen. — VEB Verl. Bauwesen, Berlin 1960. LANGE, H . F . : Signale und Systeme, Bd. 1: Spektrale Darstellung. — VEB Verl. Technik, Berlin. MILITZER, H.: Einige Ergebnisse der Vibratortechnik in der Ingenieurgeophysik. - Gcophys. Prospecting, XII, 3, 298 - 307 (1964). — Die elektrische Eigenpotentialmethode im Erzbergbau. — Bergbautechnik, 3, 7 - 9 , 4 4 4 - 4 5 1 , Berlin 1953. MEISSER, O., H . MILITZER & H.-G. THON: Ein Beitrag zur ingenieurgeophysikalischen Kennwertbestimmung an Felsgesteinen im Talsperrenbau. — Bergakademie, 16, 4/5, 2 7 7 - 2 8 6 (1964). MILITZER, H., D. ROTTER, R. STOLL & H.-G. THON: Einige Probleme und Ergebnisse der Bestimmung gfeomechanischer Kennziffern mit Hilfe geophysikalischer Methoden. - Bergakademie, 20, 9, 5 2 3 - 5 2 7 (1968). MILITZER, H., & R. STOLL: Vibratorseismische Messungen in situ zur Bestimmung eines frequenzabhängigen Absorptionskoeffizienten. — Bergakademie, 80, 9, 5 1 8 - 5 2 1 (1968). OELSNER, CH.: Schlagseismische Untersuchungen unter Tage zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften des Gebirges in situ. — Freiberger Forsch.-H., C 178 (1965). RÖSLER, R.: Betrachtungen zu den Spannungs-Dehnungs-Beziehungen von NAKAMTOA. - Gerlands Beitr. Geophysik, 67, 3 1 - 4 8 (1958). JROTTEE, D., R . STOLL & H.-G. THON: Zu einigen Problemen der Bestimmung mechanischer Kennwerte von Festgesteinen in situ aus experimenteller Sicht. - Bergakademie, 19, 10, 5 7 5 - 5 7 9 (1967). STOLL, It.: Vibratorseismische Messungen unter Tage zum Zwecke der Schichtgrenzenerkundung, Pfeilerdurchschallung und Hohlraumortung nach der Resonanzmethode. — Bergakademie, 19, 11, 664—666 (1967)1 WENDT, D.: Dichtemessungen an Erdstoffen mit Gammastrahlensonden im Erd- und Grundbau. — Mitt. Forschungsanst. Schiffahrt, Wasserund Grundbau, Berlin, 12, 1 3 9 - 1 7 8 (1964). Handbuch der Geophysik, Bd. 4: Seismik. — Verl. Wissenschaft, Moskau, 1967.

Einige Probleme des Verhältnisses oberflächennaher Strukturen zum Tiefenbau der Erdkruste im Südwesten der UdSSR W. B.

SOLLOGTJB,

UdSSR

Im Südwesten der UdSSR entwickelten sich in ihrem Alter und ihrer Ausbildung verschiedene geologische Großstrukturen, wie der präkambrische Ukrainische Schild, die jungen alpidischen Faltengebirge Karpaten, Krim und Kaukasus mit ihren Vorsenken (Yorkarpaten und Indol—Kuban), eine Plattformsenke (Dnepr—Donez) und die DonezGebirgslcette als deren Fortsetzung in südöstlicher Richtung (W.

G . BONDARTSCHUK 1 9 6 2 ; J .

N . BELEWTSCHEW

1964;

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 22. 9.1969. Ubers.: cand. geoph. G. KNÜPPELHOLZ, Sektion Geowissenschaften der Bergakademie Freiberg. Wissenschaftliche Redaktion: Dr. rer. nat. CHR. KNOTHE, Sektion Gcowissenschaften der Bergakademie Freiberg.

W. W. GLtrsHKO, I. F.

KLITOTSCHENKO, W. N. K B A M A RENKO, S . P . MAKSIMOW & M . W . TSCHIRSKAJA 1 9 6 3 ) . D e r

geologische Bau der oberflächennahen Schichten der Erdkruste in diesem Gebiet ist sehr kompliziert und vielgestaltig. Aus Bohrlochmessungen und geophysikalischen Untersuchungen (hauptsächlich mit seismischen Methoden) ergab sich, daß sich die Mächtigkeit der Sedimentablagerungen in diesen Gebieten von einigen Dekametern auf dem Ukrainischen Schild auf 15—17 km in der Dnepr-Senke und den Vorsenken verändert. Um den geologischen Bau tieferer Horizonte der Erdkruste zu klären, wurden in den letzten Jahren im zu untersuchenden Gebiet viele KMgW- (Korrelationsmethode gebrochener

Zeitschrift für angewandte Geologic, Bd. IG ( 1 9 7 0 ) , H e f t 2 SOLLOGUB

/ Verhältnisse obcri'läclieniiaher Strukturen zum Tiel'enbau

5. D ' A N D R E A (j.964) untersuchte den experimentellen Zusammenhang zwischen Druckfestigkeit und Transversalwellengeschwindigkeit. Die Ergebnisse von Laboruntersuchungen an Kalkstein-, Sandstein- und Granitproben vermittelt Abb. 4. 6. Die beobachtete Frequenzabhängigkeit der Phasenausbreitungsgeschwindigkeit für Kalksteine und Phyllit im Bereich zwischen 4—5 kHz ist möglicherweise auf einen Wellenwechsel, wie er beispielsweise von M I L I T Z E R (1964) beobachtet wurde (oder auf die Dispersion von RAYLEIGH-Wellen), zurückzuführen. Oberhalb dieser Frequenz deuteten sich in einzelnen Fällen wieder frequenzunabhängige Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten an, die in der Größenordnung von Longitudinalwellenausbreitungsgesch windigkeiten liegen. Die Frequenzunabhängigkeit der Phasenausbreitungsgeschwindigkeit, wenn ein Wellenwechsel angenommen wird, zeigt, daß der Einfluß der viskosen Eigenschaften des Gesteins auf den Absorptionskoeffizienten viel größer ist als auf die Phasenausbreitungsgeschwindigkeit. Dieses bedeutet aber, daß der Absorptionskoeffizient ein günstigerer Indikator zur Charakterisierung der lithologischen, faziellen und physikalischen Eigenschaften der Gesteine ist, als die Ausbreitungsgeschwindigkeit darstellt. Zusammenfassung Für die praktische Bestimmung des Schubmoduls aus vibratorseismischen Messungen wird aus theoretischen Betrachtungen des von NAKAMTOA vorgeschlagenen Elastizitätsgesetzes eine Möglichkeit abgeleitet. Die aus vibratorseismischen frequenzabhängigen Phasenmessungen berechneten Phasenausbreitungsgeschwindigkeiten stimmen gut mit Transversalwellengeschwindigkeiten aushammerschlagseismischen Messungen überein. Die berechneten Schubmoduln sind frequenzunabhängig. Eine Extrapolation der experimentellen Schubmoduln auf statische Moduln aus Messungen im Frequenzbereich von 0,5 bis 4,5 kHz ist nicht möglich. PC310MC Ü3 TCopeTHHecKHX paccMOTpeHHft npeflnoiKeHHoro HanaMypOH

3aK0Ha

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B03MO/KHOCTB

npaKTHiecKoro onpeflenemiH Moftyjm c^Biira no BH6paIJHOHHO-CeitCMIMeCKHM H3MepeHHHM.

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CKopocTH p a c u p o c T p a H e H H H $ a 3 , BLWH c jxeHHue no BHSpaiJHOHHO-CeitCMHHeCKHM, 3&BI1CHMHM OT laCTOTH 113MepeHHHM, x o p o u i o CXORHTCH CO CKOPOCTHMH TpaHCBepCaOIbHMX BOJIH n o CeiiCMHieCKHM H3MepeHHHM, nOJiyieHHBIM n p n y ^ a p a x MOJIOTOM. B H i n c n e H H t i e M o a y j i H c R B u r a He 3ABHCHT OT NACTOTBI. SKCTPANOJINMRA AKCNEPIIMEHTAJIBHBIX Moayjieft CRBHra H a CTaTi-raecMie MOflyjiH H3MepeHnft B HHTepBajie q a c r o T OT 0 , 5 HO 4 , 5 itrii iieBOSMOHtna. Summary For a practical determination of the modulus of shear deformation from vibrator-seismic measurements a possibility is derived from theoretical considerations of the law of elasticity suggested by NAKAMURA. Phase propagation velocities calculated from vibratorseismic frequency-dependent phase measurements are in good accord with transverse wave velocities obtained from hammerstroke seismic measurements. The moduli calculated for the shear deformation do not depend on the frequency. Experimental moduli cannot be extrapolated to static moduli obtained from measurements in the frequency range 0.5 to 4 . 5 kc/s. Literatur D'ANDREA, D. V., 11. JJ. FISCHER u. a.: Prediction of comprcssive strengtli from other rock properties. — Quart Colorado school of Mines Golden, 59, 6 2 3 - 6 6 0 (1964). FRITSOH, V.: Geoelektrische Baugrunduntersuchungen. — VEB Verl. Bauwesen, Berlin 1960. LANGE, H . F . : Signale und Systeme, Bd. 1: Spektrale Darstellung. — VEB Verl. Technik, Berlin. MILITZER, H.: Einige Ergebnisse der Vibratortechnik in der Ingenieurgeophysik. - Gcophys. Prospecting, XII, 3, 298 - 307 (1964). — Die elektrische Eigenpotentialmethode im Erzbergbau. — Bergbautechnik, 3, 7 - 9 , 4 4 4 - 4 5 1 , Berlin 1953. MEISSER, O., H . MILITZER & H.-G. THON: Ein Beitrag zur ingenieurgeophysikalischen Kennwertbestimmung an Felsgesteinen im Talsperrenbau. — Bergakademie, 16, 4/5, 2 7 7 - 2 8 6 (1964). MILITZER, H., D. ROTTER, R. STOLL & H.-G. THON: Einige Probleme und Ergebnisse der Bestimmung gfeomechanischer Kennziffern mit Hilfe geophysikalischer Methoden. - Bergakademie, 20, 9, 5 2 3 - 5 2 7 (1968). MILITZER, H., & R. STOLL: Vibratorseismische Messungen in situ zur Bestimmung eines frequenzabhängigen Absorptionskoeffizienten. — Bergakademie, 80, 9, 5 1 8 - 5 2 1 (1968). OELSNER, CH.: Schlagseismische Untersuchungen unter Tage zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften des Gebirges in situ. — Freiberger Forsch.-H., C 178 (1965). RÖSLER, R.: Betrachtungen zu den Spannungs-Dehnungs-Beziehungen von NAKAMTOA. - Gerlands Beitr. Geophysik, 67, 3 1 - 4 8 (1958). JROTTEE, D., R . STOLL & H.-G. THON: Zu einigen Problemen der Bestimmung mechanischer Kennwerte von Festgesteinen in situ aus experimenteller Sicht. - Bergakademie, 19, 10, 5 7 5 - 5 7 9 (1967). STOLL, It.: Vibratorseismische Messungen unter Tage zum Zwecke der Schichtgrenzenerkundung, Pfeilerdurchschallung und Hohlraumortung nach der Resonanzmethode. — Bergakademie, 19, 11, 664—666 (1967)1 WENDT, D.: Dichtemessungen an Erdstoffen mit Gammastrahlensonden im Erd- und Grundbau. — Mitt. Forschungsanst. Schiffahrt, Wasserund Grundbau, Berlin, 12, 1 3 9 - 1 7 8 (1964). Handbuch der Geophysik, Bd. 4: Seismik. — Verl. Wissenschaft, Moskau, 1967.

Einige Probleme des Verhältnisses oberflächennaher Strukturen zum Tiefenbau der Erdkruste im Südwesten der UdSSR W. B.

SOLLOGTJB,

UdSSR

Im Südwesten der UdSSR entwickelten sich in ihrem Alter und ihrer Ausbildung verschiedene geologische Großstrukturen, wie der präkambrische Ukrainische Schild, die jungen alpidischen Faltengebirge Karpaten, Krim und Kaukasus mit ihren Vorsenken (Yorkarpaten und Indol—Kuban), eine Plattformsenke (Dnepr—Donez) und die DonezGebirgslcette als deren Fortsetzung in südöstlicher Richtung (W.

G . BONDARTSCHUK 1 9 6 2 ; J .

N . BELEWTSCHEW

1964;

Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 22. 9.1969. Ubers.: cand. geoph. G. KNÜPPELHOLZ, Sektion Geowissenschaften der Bergakademie Freiberg. Wissenschaftliche Redaktion: Dr. rer. nat. CHR. KNOTHE, Sektion Gcowissenschaften der Bergakademie Freiberg.

W. W. GLtrsHKO, I. F.

KLITOTSCHENKO, W. N. K B A M A RENKO, S . P . MAKSIMOW & M . W . TSCHIRSKAJA 1 9 6 3 ) . D e r

geologische Bau der oberflächennahen Schichten der Erdkruste in diesem Gebiet ist sehr kompliziert und vielgestaltig. Aus Bohrlochmessungen und geophysikalischen Untersuchungen (hauptsächlich mit seismischen Methoden) ergab sich, daß sich die Mächtigkeit der Sedimentablagerungen in diesen Gebieten von einigen Dekametern auf dem Ukrainischen Schild auf 15—17 km in der Dnepr-Senke und den Vorsenken verändert. Um den geologischen Bau tieferer Horizonte der Erdkruste zu klären, wurden in den letzten Jahren im zu untersuchenden Gebiet viele KMgW- (Korrelationsmethode gebrochener

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Holt 2

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S o u jOtíTJB / Verhältnisse uberflächeimaher Strukturen zum Tiefenbau

Wellen) und STS- (seismische Tiefcnsondierung) Messungen durchgeführt. Sie verdeutlichen in gewissem Grade Einzelheiten, den Bau des Kristallins, die CONRAD-Diskontinuität und die MOHOROVI&Ó-Diskontinuitat längs der Profile, die die ukrainischen Hauptstrukturen kreuzten und die Gebiete begrenzten. In Abb. 1 werden die seismischen Profile dargestellt, auf denen seismische Untersuchungen durchgeführt wurden. Bevor auf den Zusammenhang zwischen oberflächennahcr Geologie und der Tiefenstruktur der Erdkruste eingegangen wird, soll die besondere Aufmerksamkeit auf einige Fragen der MOHOROVIÖIC-Diskontinuität gerichtet werden, insbesondere auf deren Natur und das Wellenfeld, das wir bei der Untersuchung dieser Grenze mit der STS-Methode erhalten. Viele Forscher meinen, daß die MoHOROVlölc-Diskontinuität durch die phasenbedingte Umwandlung des Basalts in Eklogit oder umgekehrt gebildet wird (S. J . Suhbotin, G. L. Naotitschik & J . M. Rachimowa 1968). Einige Wissenschaftler nehmen eine chemische Natur dieser Grenze an. In seiner letzten Arbeit „Die MOHOROVIÖIC-Diskontinuität und der orogene Zyklus" behauptet P. W y l l i e (1963), daß in der Erdkruste zwei Grenzen existieren, eine Phasengrenze und eine chemisch bedingte Grenze, wobei die heutige MoHOROVlöltf-Diskontinuität in den verschiedenen Abschnitten der Orogenese in Abhängigkeit von der Orogenphase sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Grenze zusammenfallen kann. Abb. 2 stellt den aus der Arbeit P. W y l l i e s entnommenen Bau der Erdkruste dar. Aus ihr geht hervor, daß im letzten Teil der Orogenese die MohoroVlölö-Diskontinuität in gewissen Teilen des Gebietes mit der chemischen, in anderen mit der phasenbedingten Grenze zusammenfällt. Um die Natur der Erdkruste zu klären, führten wir eine Mächtigkeitsanalyse der einzelnen Schichten der Erdkruste durch. Gegenwärtig unterscheidet man bekanntlich auf Grund von STS-Messungen in der Kruste drei Hauptgrenzen. Die erste mit der Grenzgeschwindigkeit vg = 5,8 bis 6,2 km/s ist die Grenze des kristallinen Fundaments. Die zweite Grenze mit vg = 6,8—7,2 km/s fällt in der Regel mit der CoNRAD-Diskontinuität (der Oberfläche der sogenannten ,,Basalt"schicht) zusammen. Die dritte schließlich mit vg = 8,0 — 8,2 km/s kennzeichnet die Mohorovicic-Diskontinuität. Diese seismische Grenze erkennt man an den charakteristischen dynamischen Eigenschaften des Wellenfeldes. Die aufgezählten seismischen Horizonte stellen die Grenzen der drei Schichten dar, aus denen die Erdkruste besteht, und zwar: der sedimentären, der „Granit"- und der „Basalt"schicht, wobei die Bezeichnung der letzteren beiden lediglich auf Vereinbarung beruht. Wir meinen, daß die Analyse der gesetzmäßigen Veränderung der einzelnen Schichtmächtigkeiten und ihrer Wechselbeziehungen in bestimmtem Maße Licht auf die Entstehung

Abb. 1. Die Lage der STS-Profile 1 — STS-Profile, 2 — Grenzen geologischer Einheiten

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Abb. 2. Die mögliche Aufeinanderfolge von orogenen Zyklen (nach P. W y l l i e ) 1 — Basalt; 2 — Eklogit; 3 — Feldspatperidotit; 4 — Granitperidotit; 5 — chemische Grenze; 6 — Phasenübergangszone; 7 — Mohoroviöi aber von sehr guter Qualität. Wahrscheinlich ist diese Antiklinale als Reflexionsfläche ein Analogon zur jetzigen MOHOROVICIÖ-Diskontinuität, die man bekanntlich in der Dnepr—Donez-Senke beobachtet. So findet man am Kreuzungspunkt des Donezgebirges mit der Dnepr—DonezSenke drei MOHOROVICIÖ-Grenzen vor. Die erste ist die jetzige Mv die einen sehr komplizierten B a u hat. Die zweite ist die alte Grenze Mit die charakteristisch für Faltengebirge ist und die Gebirgs,,wurzeln" bildete. Die dritte Grenze M0 schließlich ist eine Antiklinale, die kennzeichnend für Senken des Plattformtyps (Dnepr—Donez-, Schwarzmeer-Vorsenke u. a.) ist.

Einige A u s f ü h r u n g e n zu den überkritischen Reflexionen v o n der Mohorovicic-Diskontinuität Eine sorgfältige Registrierung der dynamischen Besonderheiten überkritischer Reflexionen von der MOHOROVICIC-Diskontinuität ermöglicht eine bessere Widerspiegelung der Struktur dieser Grenze. Es wurde schon gesagt, daß diese seismische Grenze eine mehrfach gegliederte Schicht mit einigen Reflexionshorizonten darstellt, die unter verschiedenen Winkeln einfallen. Abb. 9 stellt die Erdkruste längs des Profils Nogajsk— Swatowo (nordwestliche Abgrenzung des Donbass) dar.

Man sieht deutlich, daß die MOHOROVICIC-Diskontinuität nicht irgendeine einheitliche Grenze ist, sondern eine Schicht mit einer bestimmten Mächtigkeit und mit vielen Reflexionshorizonten. Wo Tiefenbrüche auftreten, beobachtet man in vielen Fällen sich kreuzende Reflexionshorizonte, die unter verschiedenen Winkeln einfallen. Versuche, die 1968 mit der Längs- und Querprofilierung unter Anwendung der räumlichen Sondierung durchgeführt wurden, zeigten ganz deutlich, daß die MOHOROVICICDiskontinuität auf 35 km Länge aus fünf selbständigen „Stücken" besteht, die in verschiedenen Tiefen (0,5 bis 1,5 km) lagern und unter unterschiedlichen Winkeln einfallen. So kann man sich die MOHOROVIÖIÖ-Diskontinuität als eine Schicht von 2 bis 3 km und größerer Mächtigkeit vorstellen. In ihr treten einzelne Grenzen auf, von denen man auch charakteristische überkritische Reflexionen registriert. So zeigten die in den letzten Jahren durchgeführten STSMessungen deutlich, daß der Terminus MOHOROVICIC,,Fläche" seinen früheren Sinn verloren hat. Aller Wahrscheinlichkeit nach kann man unter diesem Terminus eine bestimmte Schicht verstehen, die eine Reihe von reflektierenden Horizonten einschließt. Der Vergleich oberflächennaher geologischer Strukturen und Strukturen in der Erdkruste kann heute nur allgemein durchgeführt werden, und zwar nur auf einzelnen Profilen, die speziell untersucht werden. Bei diesen müssen alle vorher genannten Verfeinerungen der Interpretation berücksichtigt werden, um somit eingehender verglichen werden zu können. Zuerst betrachten wir das Allgemeine des Erdkrustenbaus und dessen Wechselbeziehung mit großen geologischen Einheiten. Später analysieren wir einige Tcilprobleme, wie z. B . die Widerspiegelung von Tiefenbrüchen in oberflächeunahen Horizonten usw. Beim ersten Problem konzentrieren wir uns vor allem auf den Bau der Erdkruste in Senken, dann in Gebirgsgegenden, und zum Schluß umreißen wir einige Probleme des Krustenbaus des Ukrainischen Schildes. Viele Untersuchungen mit der seismischen Tiefensondierung in der Dnepr—Donez-, Schwarzmeer-Vor- und anderen Senken zeugen von einer Verdünnung der Kruste unter diesen Senken im Verhältnis zu dem umgebenden Gebiet. Diese Abnahme der Krustenmächtigkeit in verschiedenen Regionen und verschiedenen Teilen der Senken ist nicht einheitlich. So nimmt sie in der Dnepr —Donez-Senke um 10 km, in der Indol—Kuban-Senke um 5 km und in der Schwarzmeer-Vorsenke nur um 1,5—2 km ab (Abb. 10). Wenn mau die Profile im Streichen der Dnepr—Donez-Senke genauer betrachtet, sieht man, daß die Abnahme der Krustenmächtigkeit in diesen unterschiedlich ist. So fand man die geringste Krustendicke westlich des Kanew-Bruches. Man beobachtet unter den Senken eine Reliefumkehr der MOHOROVICIC-Diskontinuität und höher liegender seismischer Grenzen (Kristallingrenze und CONEAD-Diskontinuität). Die Abnahme der Krustenmächtigkeit unter den Senken ist hauptsächlich durch die Abnahme der Dicke der „ B a s a l s c h i c h t bestimmt. Unter den Alpen, Karpaten, der Krim und dem Kaukasus (Abb. 11) liegt bekanntlich eine anomale Krustenstärke vor, die 50 — 60 km und mehr erreicht. Die Zunahme der Krustenmächtigkeit in allen aufgezählten Gebieten ist durch die mächtigere ,,Basalt"schicht bedingt. Die Gebirgs,,wurzeln" werden in der Regel von Tiefenbrüchen begrenzt. Die ,,Granit"schicht bleibt in diesen Gebieten ungefähr konstant oder verringert sich nur etwas im Verhältnis zu den die Gebirge umsäumenden Gebieten. Die Grenze des Kristallins stimmt auch nicht mit den tiefen seismischen Grenzen überein. Also finden wir auch unter alpidisclien Strukturen eine Reliefumkehr der wichtigsten seismischen Grenzen der Erdkruste. Bildet die MoHOROviciö-Diskontinuität unter den Senken eine Antiklinale, so beobachtet man unter den Gebirgen eine Synklinalform dieser Grenze. Die CONRADDiskontinuität spiegelt hauptsächlich das Relief des Fundaments wider. In Innenmassiven (z. B . Pannonien) ist die Kruste anomal dünn. Die Abnahme der Krustenmächtigkeit wird auch hier durch die ,,Basalt"schicht hervorgerufen, obwohl die seismischen Grenzen im wesentlichen übereinstimmen. Die interessantesten Daten zur Frage nach dem Verhältnis

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 S o l l o g u b / Verhältnisse oberflächennaher Strukturen zum Tiefenbau

101

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 102

S o l l o g u b

der oberen u n d u n t e r e n E t a g e der E r d k r u s t e erhielt m a n auf d e m Ukrainischen Schild längs des Profils T a n g a n r o g — K i rowograd (Abb. 12). I m W e s t t e i l der Ingulez-Zone (Kirowograd) liegt die MOHOROVI&Ö-Diskontinuität 321cm tief. W e i t e r östlich t a u c h t diese Grenze sehr s t a r k u n t e r u n d befindet sich im Gebiet der K r i w o j - R o g — K r e m e n t s c h u g - S t r u k t u r schon in 55 k m Tiefe. Das A b t a u c h e n wird von Brüchen m i t einer vertikalen Verschiebung der Grenze von 5 — 8 1cm begleitet. W e i t e r östlich v e r l ä u f t die MOHOROVIÖIC-Diskontinuität ü b e r 40—50 k m fast horizontal. A n der Grenze des Saporoshe-Innenmassivs, wo die K r u s t e n m ä c h t i g k e i t im ganzen 40 k m b e t r ä g t , wird sie an mehreren Brüchen gehoben. I m Orechowo—Pawlograd-Synklinorium wird die K r u s t e wieder bis zu 50 k m mächtig. D a n n wird die Moho-Grenze a n m e h r e r e n B r ü c h e n (7, 8 u n d 9) bis auf 40 k m gehoben. W e i t e r östlich bleibt die K r u s t e u n g e f ä h r gleich, u n d die Moho-Grenze bleibt horizontal bis z u m Profilende. So k a n n m a n in diesem Gebiet einige große Blöcke u n t e r scheiden, die sich u n t e r e i n a n d e r in d e m K r u s t e n b a u u n d wahrscheinlich in ihrer E n t w i c k l u n g unterscheiden. Der erste, wesentlichste Block, ist n u r 30—40 k m m ä c h tig. An der Oberfläche sind hier archaische Bildungen verbreitet. I n Analogie zu den heutigen S t r u k t u r e n k a n n dieser Block zu den Innenmassiven gerechnet werden (Kirowogradoder Westingulez-Innenmassiv). Der zweite Block ist 55 k m dick. Diese Mächtigkeit ist b e k a n n t l i c h charakteristisch f ü r alpidische Gebirge (Karp a t e n , Alpen, K r i m , K a u k a s u s u. a.), die Gebirgs,,wurzeln" h a b e n . Folglich k a n n der zweite Block m i t der 55 k m m ä c h t i g e n E r d k r u s t e in Analogie zu jungen Gebirgen auch zu einer alten Geosynklinale unterproterozoischen Alters gezählt werden. Reste dieses Gebirges sind die Kriwoj-Rog-, Werchowzewo- u n d a n d e r e S t r u k t u r e n . Möglicherweise w a r e n die Gebirgs,,wurzeln" des damaligen u n t e r p r o t e r o zoischen Gebirges noch mächtiger (65—69 km). I n dieser Tiefe t r e t e n seismische Horizonte auf, die in ihren physikalischen Eigenschaften an die MOHOROVIÖIÖ-Diskontinuität

I Verhältnisse oberflächennaher S t r u k t u r e n z u m T i e f e n b a u Alpen

5fe

==^9 = 5.9 km/s ;Vg= 6,5 km/s ^ V g = 8 . 2 km/s

Karpaten 300 250 2Q0 150 100

1

20-

3040f 50--

' -1-JT^e

•Wf

Trffr

5.0

0

.¿r;S/g=60km/s V g - 66,3km/s .: km/s : 8,¿km/s

Oneprowsk - Donez - Senke

A b b . 11. S c h n i t t der E r d k r u s t e u n t e r Gebirgen 150

200

250

300

350 . «00 T ^ g =7.0 km/s

Indol - Kuban - Senke 030,50

190

150

Vorschwarzmeer 150

200

250

Senke 100

^^5^Vg=6.0km/s

A b b . 10. S c h n i t t der E r d k r u s t e in den Senken Sedimentablagerungen; I — seismische Grenzen; 2 — Tiefenbrüche; 3 4 — „Granit"schicht; 5 — „Basalschicht; 9 - MOHOKOViöid-Diskontinuität

1 — Sedimentschieht; 2 — „Granifschicht; 3 — „Basalschicht; 4 —seismische Horizonte; 5 — MOHOROViöi

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Abb. 12. S c h n i t t der E r d k r u s t e auf d e m grad—Taganrog

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Abb. 13. S t r u k t u r der MOHOROVIÖIÖ-Diskontinuität 1 -

STS-Profile; 2 -

Isolinien der MOHOKOViCli-Diskontinuität; ¡ Tiefenbräche

verschiedenen W i n k e l n einfallen (z. B. in der Dnepr —DonezSenke). Die meisten Tiefenbrüche zeigen sich in gewissem Maße a u c h in d e m oberen Teil der konsolidierten K r u s t e als Brüche, Flexuren, Antiklinalen u n d Synklinalen u. a., wo ihre Erscheinungsformen in den einzelnen geologischen Gebieten unterschiedlich sind. So sind die ältesten Brüche in der MOHOROVICIC-Diskontinuität auf dem Ukrainischen Schild m i t jungproterozoischen Geosynklinalen des K r i w o j Rog- u n d Orechowo—Pawlograd-Types v e r b u n d e n . H i e r entwickelten sich Geosynklinalen, die aus m e t a m o r p h o s i e r t e n sedimentär-vulkanischen Gesteinen bestehen. Es e n t s t e h e n hier Eisenerz- u n d a n d e r e L a g e r s t ä t t e n . Wahrscheinlich gibt es auch im Nordwestteil des Schildes analoge S t r u k t u r e n , u n d zwar bei Schepetowka u n d östlich des K o r o s t e n - P l u t o n s (Odessa—Brusilow-Geosynklinale). Hier n i m m t die Mächtigkeit der E r d k r u s t e ähnlich wie in der Kriwoj-Rog- u n d Orecliow—Pawlograd-Geosynklinalc zu. K o m m e n wir noch einmal auf das Profil T a n g a n r o g — K i rowograd zurück. Auf diesem w u r d e n 12 B r ü c h e in der M o h o k o v i c i O - D i s k o n t i n u i t ä t festgestellt, v o n denen ein Teil ohne B e d e u t u n g ist. Die westlichsten Brüche ,2' u n d ,3' t r e n n e n das Kirowog r a d - I n n e n m a s s i v von der Kriwoj-Rog-Geosynklinale, wobei sich der B r u c h ,3' gut in den oberflächennahen Schichten der K r u s t e widerspiegelt. ( K o s l o w s k a j a , O s h e g o w a 1958).

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Profil

Kirowo-

1 — ,, Granit "achicht; 2 — „ B a s a l s c h i c h t ; 3 — Tiefenbrüche; 4 — tektonische Störungen; 5 — Uefraktions- und Reflexionshorizonte; 6 — Mohoroviöiö-Diskontinuität; 7 — CONRAD-Diskontinuität; 8 — Grenzgeschwindigkeiten; 9 — Diffraktionspunkte; 10 — oberflächennahe geologische Strukturen

E r v e r l ä u f t an der Linie S h e l t a j a R e k a — K r i w o j R o g (der sogenannte Kriwoj-Rog-Tiefenbruch). Die Brüche ,4', ,5' u n d ,6' gehören zu den WerchowsewoMagnetanomalien. Alle b e k a n n t e n geologischen S t r u k t u r e n a m linken Ufer des D n e p r u n d im Asow-Massiv spiegeln sich in der MOHOROVIÖIÖ-Diskontinuität wider. So begleitet der B r u c h ,7' die Orechowo — P a w l o g r a d - S t r u k t u r , der B r u c h ,8' die Korsak-Geosynklinale. In der K o n s k — J a l y n s k Senke t r e t e n in der MoHOEoyiöic-Diskontinuität S t ö r u n g e n auf, die m a n in den oberflächennahen K r u s t e n t e i l e n w a h r scheinlich infolge der großen Mächtigkeit der Sedimente nicht e n t d e c k t e . I m östlichen Teil des Profils spiegeln sich das alkalische Oktjabrskoe-Massiv u n d der K a l m i u s - B r u c h a u c h in der S t r u k t u r der MOHOBOVICIÖ-Diskontinuität wider. Man m u ß a n n e h m e n , daß einige Schildgebiete (Beloserka, W e r c h o w sewo) eine sehr d ü n n e ,,Granit"schicht, aber d a f ü r eine sehr m ä c h t i g e ,,Basalt"schicht aufweisen. Hier gab es a u c h viele D i f f r a k t i o n s p u n k t e , die wahrscheinlich v o n einem Eindringen basischer Gesteine in die ,, G r a n i t " Schicht zeugen. Neben den meridionalen Tiefenbrüchen existieren breite u n d ü b e r b r e i t e Brüche, die meist von j ü n g e r e n Bildungen begrenzt werden. So ist der D n e p r — D o n e z - G r a b e n in der M0H0B0VICI0-Disk0ntinuität v o n zwei B r ü c h e n begrenzt, die zu den R a n d b r ü c h e n des F u n d a m e n t s dieses Grabens gehören. Auf einigen Profilen in der D n e p r — D o n e z Senke u n d im Donbass existiert noch ein Tiefenbruch, der

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Hett 2 104

SOLLOGTJB / Verhältnisse oberflächennaher Slrukturen zum Tiefenbau

etwa im Zentrum des Grabens liegt. An diese Brüche sind in der Scdimentschicht großflächige Erdöl- und Erdgasstrukturen gebunden wie Glinsk—Rosbyschewsk, Soloch, u. a. Diese Randbrüche werden bekanntlich von vielen Erdöl- und Erdgaslagerstätten begleitet. Der südliche und südwestliche Teil der Russischen Plattform werden von Tiefenbrüchen begrenzt. Allgemein fallen diese Brüche, die die Russische Tafel begrenzen, in nördlicher Richtung ein (in ziemlich großer Entfernung von den Karpaten bis zum Stawropol-Bogen), d. h. unter der Plattform. Dieser Tiefenbruch tritt an einigen Stellen deutlich an der Grenze des Kristallins hervor (Karpatenvorland, Krimsteppe). In anderen Gebieten konnte er nicht festgestellt werden (Indol—Kuban-Vorland). In den Sedimentablagerungen findet man überall Flexuren oder Antiklinalen, die von Lagerstätten begleitet werden. So ist im Vorkaukasus der Tiefenbruch, der die Russische Plattform begrenzt, mit reichen Erdgaslagerstätten verbunden (Leningrader Struktur u. a.). In den Vorkarpaten an der Grenze zur Russischen Tafel liegen viele Schwefellagerstätten. Bei Genitschesk und auf der Perekop-Landenge gibt es bekanntlich Erdgas usw. Der Tiefenbruch, der von den südwestlichen Karpaten begrenzt wird, wurde in dem oberen Teil der konsolidierten Kruste genau untersucht. E s ist die sogenannte Wygorlat—Gutin-Kette, in die Gesteine intrudierten. Ein Tiefenbruch im N E der Karpaten, der im Innern des Karpatenvorlandes verläuft, zeigt eine ganz andere Erscheinungsform. Hier sind dieselben intensiven vulkanischen Wirkungen wie in den SW-Karpaten zu beobachten. Dieses Gebiet ist aber durch große Salzablagerungen und Erdöl- und Erdgaslagerstätten gekennzeichnet. So treten die Haupttiefenbrüche in der Sedimentdecke meist als Brüche, Antiklinalen, Flexuren o. a. auf. Doch nicht alle aufgezählten Strukturen zeugen vom Vorhandensein von Tiefenbrüchen. Außerdem werden die Tiefenbrüche von allen möglichen Lagerstätten begleitet. Verständlicherweise treten in Bruchzonen Intrusivgesteine mit den entsprechenden Bodenschätzen auf, aber es bleibt vorerst noch unklar, warum an die gleichen Brüche Lagerstätten gebunden sind, die nicht mit Intrusiva zusammenhängen (Salzablagerungen, Erdölund Erdgaslagerstätten u. a.). Man muß annehmen, daß die Entstehung der Tiefenbrüche und die damit zusammenhängenden Prozesse nicht nur in den verschiedenen Tiefenzonen, sondern auch längs eines Tiefenbruches unterschiedlich waren, was auch zur Inhomogenität des obersten Teiles der konsolidierten Kruste und zur Bildung unterschiedlicher Bodenschätze führte. Aller Wahrscheinlichkeit nach ist die Ursache dieser Inhomogenität in erster Linie die unterschiedliche Zusammensetzung des oberen Mantels.

Zusammenfassung Im Südwesten der U d S S R treten drei Typen der Erdkruste a u f : a) Charakteristisch für die Innenmassive und Plattformen ist die fast horizontale Lage der seismischen Horizonte. b) In den Senken verdünnt sich die Kruste dadurch, daß die Mächtigkeit der ,,Basalt"schicht abnimmt. c) Unter den Gebirgen ist die Kruste stärker, da die ,,Basalt"schicht mächtiger ist. Auf dem Ukrainischen Schild ändert sich die Krustendicke von 30—60 km. Das trifft auch für jüngere Strukturen zu. Eine Zunahme der Kruste ist unter ehemaligen proterozoischen Gebirgen zu verzeichnen. Der „Ausgleich" der Kruste geht in jüngeren Bildungen schneller vor sich als in älteren (proterozoischen). Eine isostatische Kompensierung ist in letzteren nicht zu beobachten. F a s t alle Tiefenbrüche zeigen sich in den oberflächennahen Schichten als Antiklinalen oder andere Strukturen, die von vielen Lagerstätten begleitet werden.

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Summary Three types of the earth's crust are observed in the south-west of the U. S. S. R., viz. a) A characteristic feature of the internal massifs and platforms is the almost horizontal position of the seismic horizons. b) In the depressions the crust is thinned by a decreasing thickness of the " b a s a l t i c " layer. c) Below the mountains the crust is stronger because the " b a s a l t i c " layer is thicker. On the Ukrainian shield the thickness of crust changes from 30 to 60 km, which also applies to younger structures. An increased crust can be stated below former Proterozoic mountains. In younger formations the crust is "compensated" more rapidly than in older (Proterozoic) ones. In the latter an isostatic compensation is not observed. In the layers near the surface almost all fractures of depth present themselves as anticlines or other structures accompanied by many deposits.

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Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1070), Heft 2

2 e z u l k a / Zur Entwicklung der Weltrolistofi'basis

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JABOSLAV ZjäZULKA

Zu einigen Fragen der Entwicklung der Weltrohstoffbasis Referiert von K t j r t K a u t e r , Berlin In diesem Artikel bemüht sich der Autor, die Entwicklung und Nutzung der Weltrohstoffbasis in der Vielzahl der sie beeinflussenden Faktoren, objektiver und subjektiver, veränderlicher und unveränderlicher, möglichst allgemeingültig darzustellen. Sein Bezugsjahr ist 1966. Das hat den Vorteil, daß die bereits abgeschlossenen Ereignisse leichter überschaubar sind; sein Nachteil besteht darin, daß vielfach Trends und Tendenzen aufgezeigt werden, die inzwischen als allgemein bekannt gelten können. Im folgenden seien einige wichtige Erkenntnisse aus diesem Aufsatz zusammengestellt. Zu den langlebigen Tendenzen, die über mehrere Jahrzehnte bis Jahrhunderte die Entwicklung bestimmen, gehören u. a. die Verminderung der Qualität der Rohstoffe; die Steigerung ihrer Gewinnungsmenge bei gleichzeitiger Abänderung in der Reihenfolge der Bedeutung einzelner Rohstoffarten; Veränderungen im Anteil der einzelnen Staaten an der Weltproduktion mineralischer Rohstoffe, die aus deren ökonomischer Entwicklung herrühren; das Anwachsen der Entfernungen zwischen den Rohstoffquellen und den Verbraucherzentren bei fortschreitender Konzentration der Vorräte; die Monopolisierung der Gewinnung und Verarbeitung mineralischer Rohstoffe; das sich steigernde Interesse an abgelegenen Bereichen des Festlands und das Interesse an mineralischen Rohstoffen des Meeresbodens. Kurzlebige Tendenzen machen sich in der Regel über mehrere Jahre, aber auch mehrere Jahrzehnte, z. B . durch den Ubergang zu neuen, bisher nichttypischen Rohstoffen, durch Veränderungen im Sortiment der Rohstoffe, in deren gegenseitigen Austausch und Ersatz, durch Veränderungen in der Rohstoffgewinnung und Verarbeitung, bemerkbar, die auf die Entwicklung neuer Mechanismen und Methoden zurückzuführen sind. Kurzlebige Tendenzen werden auch durch Veränderungen in der Rohstoff Situation charakterisiert, die durch kriegerische Konflikte, Wirtschaftskonjunkturen und Weltwirtschaftskrisen bedingt sind. Als Konjunkturschwankungen sind solche Veränderungen anzusprechen, deren kurzzeitige Amplitude bei der Einschätzung der Perspektiven einer Rohstoffbasis gewöhnlich ein vorausgehendes Ausgleichen erforderlich macht. Sie haben ihre Ursache häufig in Spekulationen, Börsenmanipulationen, Monopolbildungen etc. Langlebige Tendenzen in der Weltförderung mineralischer Rohstoffe Nach einer Schätzung des Autors aus nicht näher genannten Quellen beträgt das Volumen mineralischer Rohstoffe, das 1966 aus den Tiefen der Erde gefördert Aus: „Geologieltf prüsküm", 11 (1960), H. 4.

Übers.: W. Grössl, Berlin.

wurde, 6,7 km 3 . Zählt man die Förderung aus Abraum und Aufschluß hinzu, so erhöht sich diese Zahl auf annähernd 10 km 3 Gestein (Tab. 1). Tab. 1. Volumen der im Jahre 1966 geförderten mineralischen Rohstoffe

ltohstoffgruppe

Art des Rohstoffs

Volumen der Itohstofförderung

33rennstoffe

Erdöl Erdgas Steinkohle Braunkohle

1,00 0,80 1,74 0,58

0,58 1,24

1,60 0,80 2,32 1,82

Erze

Eisenerze übrige Erze

0,30 0,48

0,18 1,11

0,48 1,59

Niehterze

Baustoffe übrige Niehterze

0,72

0,07

0,79

0,45

0,23

gesamt

Volumen der Vol. des ges. Förderung geförd. Getaub. Gesteins steins

_ -

0,68 10,08

Das Fördervolumen aller Hauptarten mineralischer Rohstoffe ist — abgesehen von kurzlebigen Konjunkturschwankungen — in einer ständigen Aufwärtsentwicklung begriffen. Während Kohle, Eisen, Kupfer, Blei, Zink, Zinn, Gold etc. durchweg eine ruhige Entwicklung aufweisen, zeigen andere Rohstoffe beachtenswerte, kurzfristige Veränderungen. Dies betrifft besonders Nickel, Magnesium, Aluminium, Spurenelemente und bis zu einem gewissen Grade auch Erdgas, die infolge ihrer spezifischen Eigenschaften neue Verwendungen in der Industrie finden. Nach Unterlagen des Autors braucht die Industrie für die Einführung einer neuen Rohstoffart 20 bis 50 Jahre, wobei sich dieser Zeitraum ständig verkürzt und sich bei einigen Spurenelementen (Ta, Ge, Be) um zehn Jahre und weniger bewegt. Die Ursache dieser Beschleunigung ist der Aufschwung in der Aufbereitung und der Hüttenindustrie. Der Anteil der einzelnen Rohstoffarten an der Weltförderung verändert sich ständig. Bei einem insgesamt konstanten Anteil der energetischen Rohstoffe um 6 0 % hat sich der Anteil der klassischen Metalle in den letzten hundert Jahren von 40% auf 2 5 % vermindert, was allerdings durch den Förderanstieg von Nichterzrohstoffen und einigen Metallen (Aluminium, Magnesium, Spurenelementen) kompensiert wird, deren Anteil auf 15% gesteigert wurde. Tab. 2 gibt charakteristische Änderungen in der Reihenfolge der fünf Hauptarten wieder. Der Anteil der Erdölförderung wird sich etwa bis Ende der sechziger Jahre auf Kosten der Kohle steigern. Von den fünfziger Jahren an wird die Förderstruktur der energetischen Rohstoffe durch eine ständig wach-

Zeitschritt lür angewandte Geologie, Bd. 1(5 (.1UJ0), Heft 2

Zezulka / Zur Entwicklung der Weltrohstoffbasis

106 sende Nachfrage nach Erdgas und spaltbarem Material beeinflußt. Im Bereich der Schwarz- und Legierungsmetalle setzen sich Forderungen für eine qualitätsmäßige metallurgische Produktion in Form eines intensiven Förderanstiegs von Legierungszusätzen (Mo, Ni, Cr, Co) durch. Einen langsameren Förderanstieg bei Wolfram kann man durch dessen allmählichen Ersatz durch Molybdän erklären. Das Zurückbleiben der Eisenerzförderung hängt mit der Nachfrageverminderung und einer gesteigerten Nutzung von sekundären Metallquellen zusammen. Bei den Buntmetallen dominiert z. Z. ein Förderanstieg von Rohstoffen für die Produktion von Magnesium, Aluminium und Nickel; der Anteil der übrigen Metalle an der Weltförderung ist insgesamt konstant. Mit dem Fortschritt in der Elektro- und der Radiotechnik steigt die Erzeugung von Silber, Gold und Platin; mit der Raketen- und der Kosmostechnik ist eine Fördersteigerung von Beryll, Tantal, Zirkon und Lithium verbunden, und mit der fortschreitenden Automatisierung und der technischen Revolution in der Herstellung mancher Produkte steigt die Förderung von Quecksilber, Platin und einer Reihe von Spurenelementen.

Tab. 2. Änderungen in der Reihenfolge der fünf Hauptarten mineralischer Rohstoffe in den Jahren 1860 bis 2000 Jahr

1. Stelle

2. Stelle

1860 Kohle 54% Gold 20% 1900 Kohle 56% Eisen 10% 1950 Erdöl 36% Kohle 29% 2000 Gas 17% Erdöl 16%

3. Stelle

•

4. Stelle

5. Stelle

Eisen 10% Blei-Zink 7% Kupfer Gold 7% Blei-Zink 6% Kupfer 7% Gold Kupier 8% Eisen 10% Gold Kohle 11% Uran

5% 6% 4% 7%

Typisch für die derzeitige Rohstoffbasis der Welt sind die Konzentration eines überwiegenden Teiles der nachgewiesenen Vorräte der einzelnen Rohstoffarten in wenigen Lagerstätten und die Konzentration der Weltförderung in einigen Staaten. So sind z. B. 76% der Kupfererze Chiles in zwei großen Lagerstätten, 21% der Kupfererze in sechs mittleren konzentriert, während auf alle übrigen Lagerstätten nur 3% der nachgewiesenen Vorräte entfallen. In der UdSSR entfallen 70% der nachgewiesenen Erdölvorräte auf zehn Großlagerstätten, ungefähr 20% auf mittlere, und ca. 10% der Vorräte verteilen sich auf einige hundert kleine Objekte. Eine ähnliche Situation bei anderen Rohstoffen in einer Reihe von Staaten berechtigt zu der Ansicht, daß in der Regel der größte Teil der Rohstoffvorräte (zwei Drittel und mehr) auf einige (in der Regel bis zehn) Großlagerstätten konzentriert ist, während die Bedeutung einer großen Anzahl von kleinen Objekten so gut wie vernachlässigt werden kann. Ähnliche Verhältnisse herrschen deshalb auch in der Weltförderung, wo mehr als 70% der Weltproduktion der mineralischen Hauptrohstoffe (mit Ausnahme von Eisenerzen) in 5 bis 6 Staaten konzentriert sind, wobei eine Reihe von Rohstoffen (Erdgas, Nickelerze, Gold, Schwefel, Glimmer) überwiegend in einem Lande gefördert wird.

Veränderungen des Metallgehalts in den geförderten Erzen Die Metallgehalte in den geförderten Erzen — von kurzlebigen Konjunkturschwankungen abgesehen — vermindern sich systematisch. Die objektiven Ursachen hierfür stellen die allmähliche Erschöpfung reicher Lagerstätten, die Steigerung des technischen Niveaus der Gewinnung und Aufbereitung der Erze, das technische Wachstum im Transport und die Verarbeitung der Erze und Konzentrate dar. Als subjektive Faktoren seien die ständige Monopolisierung der Förderung und Verarbeitung der Rohstoffe in Mammutkonzernen und die Marktregulierung erwähnt, die die Förderung von immer geringerhaltigen Rohstoffen ermöglichen. Allgemein gilt die Regel, daß die niedrigsten Gehalte in den industriell entwickelten Ländern gefördert werden, deren Qualitätsniveau sich mit einer bestimmten zeitlichen Verspätung den Rohstoffen in den industriell weniger entwickelten Bereichen nähert. Zur Kennzeichnung dieser Tendenz unterstreicht der Autor die Tatsache, daß z. B. der absolute Unterschied zwischen den höchsten und niedrigsten Kupfergehalten in den geförderten Kupfererzen im Jahre 1890 ungefähr bei 15% lag und sich z. Z. um 3% bewegt; er verminderte sich also auf ein Fünftel. Der Einsatz der Atomenergie bei der Förderung mineralischer Rohstoffe Nach Prognosen der Internationalen Atomkommission sollen um das Jahr 1970 die Produktionskosten von Atomkraftwerken in den USA niedriger liegen als die der klassischen Wärmekraftwerke. Eine analoge Situation soll wenig später in den sozialistischen Staaten eintreten. Dieser Faktor wird mit einem Anwachsen des Anteils der Atomenergie in der Energiebilanz die Situation der Rohstoffbilanz grundlegend beeinflussen. Er enthüllt im besonderen für die Produktion der energetisch aufwendigen Metalle Aluminium, Magnesium, Quarz, Alkalien und Titan neue Perspektiven bei der Nutzung von Lagerstätten in schwer zugängigen Gegenden, die oftmals weit von den Industriezentren entfernt sind. Eine Reihe von Gesellschaften kapitalistischer Länder, die klassische Metalle (Eisen, Kupfer, Zink, Blei) herstellen, legt bereits einen Teil ihrer Investitionen in der Aluminiumproduktion an, deren Konjunktur sich weit günstiger auswirkt. Die Entwicklung der Atomenergetik kann zur Ausweitung der Herstellung von Magnesium beitragen, das in seiner Bedeutung in nächster Zukunft das Aluminium einholen kann. Der Bau von Atomkraftwerken in schwer zugängigen Gegenden ohne natürliche Energiequellen ermöglicht die Nutzung von reichen, z. Z. jedoch nicht nutzbaren Lagerstätten. Zu Problemen der Exportdeyisenerlöse von Entwicklungsländern Industriell wenig entwickelte Länder stellen die Hauptrohstofflieferanten für die USA und die Länder Westeuropas dar. Trotz gewisser Erfolge bei den

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Besprechungen und Referate

Deviseneriösen durch Exporte der Entwicklungsländer bestehen diese z. Z. zu 88% aus Rohstoffexporten. Einer der Hauptausfuhrartikel dieser Staaten sind Kaustobiolithe, deren Anteil am gesamten Rohstoffexport von z. Z. 27% auf 38% im Jahre 1975 gesteigert werden soll. Der Exportanteil an Erzen und Konzentraten bewegt sich z. Z. um 20% und wird sich auf Kosten landwirtschaftlicher Produkte weiter steigern. Nach einem Programm von UNO-Experten sollen der Buntmetallexport der Entwicklungsländer bis zum Jahre 1975 jährlich um 3,9 bis 4,2% und der Export der Brennstoffe um 7,5 bis 8% gesteigert werden. Die geringe geologische Erforschtheit und das enge Sortiment der Entwicklungsländer sind die Ursache für deren Abhängigkeit von Konjunktureinflüssen. Trotz verschiedener eigener Schutzmaßnahmen verschlechtert sich die Marktfähigkeit dieser Staaten jährlich um ca. 1% = ca. 240 Mill. Dollar. In der Gegenwart machen sich allerdings Auswirkungen eines wirtschaftlichen Wachstums der Entwicklungsländer bemerkbar, das durch den Ubergang vom Förderstadium zur metallurgischen Etappe begleitet wird. Die Folgen dieses Übergangs können am Beispiel Zinn beobachtet werden. Das Volumen der Zinnkonzentrate auf den Weltmärkten verminderte sich im Jahre 1964 auf 43% gegenüber 1938 und sinkt weiter ab.

Einige weitere Tendenzen in der Entwicklung der Weltrohstoffbasis Bei einer Reihe von Rohstoffen kann man in letzter Zeit ein wachsendes Interesse an nichttypischen, bislang nicht genutzten Quellen, Mineralen und Lagerstätten beobachten. Diese Tendenz kommt sowohl bei durch die Industrie weniger erprobten Metallen (z. B. der Ubergang von Beryll- zu Phenakit-Bertrandit-Erzen, deren Konzentrate 3- bis 4mal mehr BeO enthalten, von den Tantalitgreisen zu den hundertmal reicheren Hatchettolithkarbonatiten) als auch bei den durch die Industrie schon lange genutzten Rohstoffen zum Ausdruck (Übergang zu massenweise vorkommenden, jedoch sehr armen Fe-, Cu-, Sn-Erzen, Nutzung von stark mineralisierten Grund- und Oberflächenwässern sowie Nutzung der Rohstoffe des Meeresbodens). Die allgemeine Minderung der geförderten Rohstoffqualität bedingt den weltweiten Übergang von der Untertagegewinnung zum Tagebau (Tagebau mit einer Tageskapazität von 6000 bis 10000 t Erz, 40000 bis 50000 t Kohle). Typisch sind auch Bemühungen um eine Verkürzung der Erkundungszeiten auf Kosten einer Risikosteigerung der Investbauten. Detaillierter (bis zur Klasse Cj) wird lediglich der Teil einer Lagerstätte erkundet, der eine 2- bis 3jährige Tätigkeit des Förderbetriebs sichert, wodurch sich die gesamte Amortisationszeit des Betriebs bis auf 3 bis 6 Jahre verkürzt.

Besprechungen und Referate Ontogenie der Minerale, Typomorphie der Minerale u n d genetische Mineralogie

In den letzten Jahren sind in der Sowjetunion drei Begriffe der Mineralogie hervorgetreten, für die sich eine gemeinsame Besprechung lohnt, zumal sie den deutschen Fachkollegen zum Teil unbekannt sind. Die Ziele und Ergebnisse dieser Disziplinen sind u. a. in folgenden Veröffentlichungen niedergelegt: 1 . B A B A B A ^ O W , W. F . : Lektionen über Genetische Mineralogie, Bd. I, 190 Seiten, Verlag Leningrader Universität, Leningrad 1969 (russ.). 2. G R I G O K I E W , D. P.: Die Ontogenie der Minerale (1. Aufl.), 284 Seiten, Verlag Universität Lwow, Lwow 1961 (russ.). 3. T S C H U C H R O W , F. W. (Chefredaktion): Der Typomorphismus der Minerale, 244 Seiten, Verlag Nauka, Moskau 1969 (russ.).

In dem 1. Band der „Genetischen Mineralogie" definiert Prof. BARABAJTOW das Mineral als Produkt eines geochemisehen Prozesses. Im Rahmen der Mineralogie mit ihren Aufgaben, die Zusammensetzung, Struktur, Eigenschaften und Vorkommen der Minerale zu untersuchen, hat die Genetische Mineralogie als „selbständige geochemische Disziplin" die Mineralbildungsprozesse und deren Chemismus zu bearbeiten. Die Mineralbildungsvorgänge (Mineralgenese) haben eine physikalische und eine chemische Seite. Die physikalische Seite wird durch die „Ontogenie der Minerale" überdeckt, in der die „Entwicklung (Geschichte) der Mineralindividucn und -aggregate" abgehandelt wird. Die chemische Seite wird in dem Buch von BARABANOW durch 11 Lektionen in Form der Mineralogie typischer

magmatischer, pegmatitischer und pneumatolytisch-liydrothermaler Lagerstätten behandelt. Vorangestellt wird eine Lektion über die Entwicklungsetappen genetischer Vorstellungen in der Mineralogie. Der Schwerpunkt der einzelnen gesteins- und lagerstättenspezifischen Lektionen liegt auf der Besehreibung der Besonderheiten der Mineralbildung, Mineralform, Mineralzusammensetzung und Paragenese in Abhängigkeit vom Gesteins- und Lagerstättentyp. Die „Ontogenie der Minerale" wurde als Buch von Prof. GRIGORIEW erstmalig 1961 herausgegeben, sie hat inzwischen weitere Auflagen in russischer und englischer Sprache erlebt. Die Ontogenie der Minerale wird als Grundlage der genetischen Mineralogie angesehen und hat zur Aufgabe, „die Entwicklungsprozesse der Mineralindividuen und -aggregate von der Mineralkeimbildung bis zu den gegenwärtigen Zustandsformen, in ihren Erscheinungsformen und in Abhängigkeit von den physikochemischen Umweltbedingungen" darzulegen. Das Buch gliedert sich in die folgenden Hauptkapitcl: 1. 2. 3. 4.

Genesis der Minerale (Keimbildung) Wachstum der Minerale Veränderung der Minerale (physikalisch und chemisch) Genesis der Mineralaggregate

In einem Sammelband über den „Typomorphismus der Minerale" werden unter der Redaktion von A. W. TSCHUCH-

ROW, N . W .

PETROWSKAJA u n d

T . N . SCHADLUN

(IGEM,

Moskau) 10 Arbeiten über die Typomorphie einiger Minerale zusammengestellt. Unter der Typomorphie der Minerale versteht TsCHUCHROW in Anlehnung an Vorstellungen von A. E . FERSMAN alle Eigenschaften der Minerale, die eine Aussage über ihre Entstehungsbedingungen und ihre Nutzung ermöglichen. Hier wird der Paragenese und Kristallform genau solche Beachtung geschenkt wie der Mikrohärte, den Gitter-

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Besprechungen und Referate

Deviseneriösen durch Exporte der Entwicklungsländer bestehen diese z. Z. zu 88% aus Rohstoffexporten. Einer der Hauptausfuhrartikel dieser Staaten sind Kaustobiolithe, deren Anteil am gesamten Rohstoffexport von z. Z. 27% auf 38% im Jahre 1975 gesteigert werden soll. Der Exportanteil an Erzen und Konzentraten bewegt sich z. Z. um 20% und wird sich auf Kosten landwirtschaftlicher Produkte weiter steigern. Nach einem Programm von UNO-Experten sollen der Buntmetallexport der Entwicklungsländer bis zum Jahre 1975 jährlich um 3,9 bis 4,2% und der Export der Brennstoffe um 7,5 bis 8% gesteigert werden. Die geringe geologische Erforschtheit und das enge Sortiment der Entwicklungsländer sind die Ursache für deren Abhängigkeit von Konjunktureinflüssen. Trotz verschiedener eigener Schutzmaßnahmen verschlechtert sich die Marktfähigkeit dieser Staaten jährlich um ca. 1% = ca. 240 Mill. Dollar. In der Gegenwart machen sich allerdings Auswirkungen eines wirtschaftlichen Wachstums der Entwicklungsländer bemerkbar, das durch den Ubergang vom Förderstadium zur metallurgischen Etappe begleitet wird. Die Folgen dieses Übergangs können am Beispiel Zinn beobachtet werden. Das Volumen der Zinnkonzentrate auf den Weltmärkten verminderte sich im Jahre 1964 auf 43% gegenüber 1938 und sinkt weiter ab.

Einige weitere Tendenzen in der Entwicklung der Weltrohstoffbasis Bei einer Reihe von Rohstoffen kann man in letzter Zeit ein wachsendes Interesse an nichttypischen, bislang nicht genutzten Quellen, Mineralen und Lagerstätten beobachten. Diese Tendenz kommt sowohl bei durch die Industrie weniger erprobten Metallen (z. B. der Ubergang von Beryll- zu Phenakit-Bertrandit-Erzen, deren Konzentrate 3- bis 4mal mehr BeO enthalten, von den Tantalitgreisen zu den hundertmal reicheren Hatchettolithkarbonatiten) als auch bei den durch die Industrie schon lange genutzten Rohstoffen zum Ausdruck (Übergang zu massenweise vorkommenden, jedoch sehr armen Fe-, Cu-, Sn-Erzen, Nutzung von stark mineralisierten Grund- und Oberflächenwässern sowie Nutzung der Rohstoffe des Meeresbodens). Die allgemeine Minderung der geförderten Rohstoffqualität bedingt den weltweiten Übergang von der Untertagegewinnung zum Tagebau (Tagebau mit einer Tageskapazität von 6000 bis 10000 t Erz, 40000 bis 50000 t Kohle). Typisch sind auch Bemühungen um eine Verkürzung der Erkundungszeiten auf Kosten einer Risikosteigerung der Investbauten. Detaillierter (bis zur Klasse Cj) wird lediglich der Teil einer Lagerstätte erkundet, der eine 2- bis 3jährige Tätigkeit des Förderbetriebs sichert, wodurch sich die gesamte Amortisationszeit des Betriebs bis auf 3 bis 6 Jahre verkürzt.

Besprechungen und Referate Ontogenie der Minerale, Typomorphie der Minerale u n d genetische Mineralogie

In den letzten Jahren sind in der Sowjetunion drei Begriffe der Mineralogie hervorgetreten, für die sich eine gemeinsame Besprechung lohnt, zumal sie den deutschen Fachkollegen zum Teil unbekannt sind. Die Ziele und Ergebnisse dieser Disziplinen sind u. a. in folgenden Veröffentlichungen niedergelegt: 1 . B A B A B A ^ O W , W. F . : Lektionen über Genetische Mineralogie, Bd. I, 190 Seiten, Verlag Leningrader Universität, Leningrad 1969 (russ.). 2. G R I G O K I E W , D. P.: Die Ontogenie der Minerale (1. Aufl.), 284 Seiten, Verlag Universität Lwow, Lwow 1961 (russ.). 3. T S C H U C H R O W , F. W. (Chefredaktion): Der Typomorphismus der Minerale, 244 Seiten, Verlag Nauka, Moskau 1969 (russ.).

In dem 1. Band der „Genetischen Mineralogie" definiert Prof. BARABAJTOW das Mineral als Produkt eines geochemisehen Prozesses. Im Rahmen der Mineralogie mit ihren Aufgaben, die Zusammensetzung, Struktur, Eigenschaften und Vorkommen der Minerale zu untersuchen, hat die Genetische Mineralogie als „selbständige geochemische Disziplin" die Mineralbildungsprozesse und deren Chemismus zu bearbeiten. Die Mineralbildungsvorgänge (Mineralgenese) haben eine physikalische und eine chemische Seite. Die physikalische Seite wird durch die „Ontogenie der Minerale" überdeckt, in der die „Entwicklung (Geschichte) der Mineralindividucn und -aggregate" abgehandelt wird. Die chemische Seite wird in dem Buch von BARABANOW durch 11 Lektionen in Form der Mineralogie typischer

magmatischer, pegmatitischer und pneumatolytisch-liydrothermaler Lagerstätten behandelt. Vorangestellt wird eine Lektion über die Entwicklungsetappen genetischer Vorstellungen in der Mineralogie. Der Schwerpunkt der einzelnen gesteins- und lagerstättenspezifischen Lektionen liegt auf der Besehreibung der Besonderheiten der Mineralbildung, Mineralform, Mineralzusammensetzung und Paragenese in Abhängigkeit vom Gesteins- und Lagerstättentyp. Die „Ontogenie der Minerale" wurde als Buch von Prof. GRIGORIEW erstmalig 1961 herausgegeben, sie hat inzwischen weitere Auflagen in russischer und englischer Sprache erlebt. Die Ontogenie der Minerale wird als Grundlage der genetischen Mineralogie angesehen und hat zur Aufgabe, „die Entwicklungsprozesse der Mineralindividuen und -aggregate von der Mineralkeimbildung bis zu den gegenwärtigen Zustandsformen, in ihren Erscheinungsformen und in Abhängigkeit von den physikochemischen Umweltbedingungen" darzulegen. Das Buch gliedert sich in die folgenden Hauptkapitcl: 1. 2. 3. 4.

Genesis der Minerale (Keimbildung) Wachstum der Minerale Veränderung der Minerale (physikalisch und chemisch) Genesis der Mineralaggregate

In einem Sammelband über den „Typomorphismus der Minerale" werden unter der Redaktion von A. W. TSCHUCH-

ROW, N . W .

PETROWSKAJA u n d

T . N . SCHADLUN

(IGEM,

Moskau) 10 Arbeiten über die Typomorphie einiger Minerale zusammengestellt. Unter der Typomorphie der Minerale versteht TsCHUCHROW in Anlehnung an Vorstellungen von A. E . FERSMAN alle Eigenschaften der Minerale, die eine Aussage über ihre Entstehungsbedingungen und ihre Nutzung ermöglichen. Hier wird der Paragenese und Kristallform genau solche Beachtung geschenkt wie der Mikrohärte, den Gitter-

Zeitschrift îiir angewandte Geologie, Bd. l(i (1070), Helt 2 Besprechungen und Referate

108 P a r a m e t e r n , den optischen Eigensuhafl.cn sowie der Verä n d e r u n g des Chemismus einschließlich der Neben- u n d S p u r e n e l e m e n t e . N e b e n klassischen M e t h o d e n der Mikroskopie u n d chemischen A n a l y t i k w e r d e n D i f f r a k t o m e t r i e , Elektronenmikroskopie, Mikrosondenanalyse, Infrarotspektroskopie u n d a n d e r e M e t h o d e n eingesetzt. Ziel der U n t e r s u c h u n g e n ist die H e r a u s a r b e i t u n g der genetischen Stellung v o n L a g e r s t ä t t e n u n d Gesteinen sowie ihre Beziehungen u n t e r e i n a n d e r . V o n besonderer B e d e u t u n g sind die U n t e r s u c h u n g e n z u r B i n d u n g u n d Verteilung der N e b e n u n d S p u r e n e l e m e n t e in den Mineralen, v o r allem m i t t e l s der E l e k t r o n e n m i k r o s k o p i e u n d der Mikrosonde. Die hier gew o n n e n e n E r k e n n t n i s s e sind a u c h eine d r i n g e n d e r w ü n s c h t e Hilfe f ü r die i m m e r komplizierter w e r d e n d e n P r o b l e m e der Mineraltrennung durch Aufbereitungsverfahren. Die A r b e i t e n des S a m m e l b a n d e s befassen sich m i t der T y p o m o r p h i e des Sphalerits, Goldes, Kassiterits, A n t i m o n i t s , Monazits, Lovozerits u n d F e l d s p a t s in einigen Lagers t ä t t e n u n d Regionen d e r S o w j e t u n i o n . F ü r die g e n a n n t e n Minerale sind i n t e r e s s a n t e physikalische u n d chemische D a t e n zu e n t n e h m e n . Aus dieser k u r z e n D a r s t e l l u n g v o n Ziel u n d I n h a l t der drei B ü c h e r lassen sich folgende allgemeine Schlußfolgerungen z i e h e n : 1. Der mineralogischen L e h r e u n d F o r s c h u n g w e r d e n in der S o w j e t u n i o n große B e d e u t u n g beigemessen. 2. Die drei g e n a n n t e n Disziplinen sind Teilgebiete der Mineralogie. Der b e t o n t genetische A s p e k t f ü h r t zu einer w e i t g e h e n d e n V e r w i s c h u n g der Grenze zwischen Mineralogie u n d Teilgebieten der Geochemie. 3. Die mineralogische F o r s c h u n g reicht weit in die p e t r o genetischen u n d l a g e r s t ä t t e n k u n d l i c h e n Bereiche und P r o b l e m e h i n e i n ; letztere sind ohne sie k a u m zu lösen. 4. Als gleichberechtigt u n d wichtig wird das S t u d i u m der W a c h s t u m s - u n d M i n e r a l f o r m e n angesehen, da sie in vers t ä r k t e m Maße Möglichkeiten z u r genetischen Aussage u n d zur Mineralnutzung eröffnen. 5. B e s t i m m t e minerogenetischc V o r g ä n g e (minerogenetisch hier als m i n e r a l b i l d e n d im e c h t e n u r s p r ü n g l i c h e n Sinn) k ö n n e n n u r noch m i t m o d e r n s t e n U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e n erfolgreich s t u d i e r t w e r d e n , hierzu sind insbesondere isotopengeochemische M e t h o d e n sowie Mikrosonde- u n d e l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s c h e U n t e r s u c h u n g e n zu rechnen. 6. Eine V e r a r b e i t u n g der sowjetischen Vorstellungen u n d Vorschläge f ü r d e n mineralogischen Bereich der Geowissens c h a f t e n k ö n n t e i m L e h r g e b ä u d e zu folgender Reihenfolge vom Einfachen zum Komplexen führen:

Kris tallographisclic Mineralogie I S y s t e m a t i s c h e Mineralogie I Ontogcnetische Mineralogie I genetische Mineralogie (einschließlich T y p o m o r p h i e ) a n d e r e geowissenschaftliche Disziplinen

Pétrographie . * Petrologie

a n d e r e geoWissenschaftliehe Disziplinen

Lagerstättenlehre .J, Lagerstätten-

Diese f ü r viele F a c h k o l l e g e n sicher z. T. b a n a l e n F e s t stellungen sind n o t w e n d i g , d a in d e n Diskussionen der l e t z t e n J a h r e die B e d e u t u n g u n d W i r k s a m k e i t der Mineralogie f ü r die L ö s u n g geologischer P r o b l e m e vielfach abgew e r t e t w u r d e n . W i e die T e n d e n z e n in der S o w j e t u n i o n zeigen, ist d o r t das Gegenteil der Fall. Ohne m o d e r n e u n d u m f a n g reiche mineralogische F o r s c h u n g e n sind unsere geologischen P r o b l e m e n i c h t m i t ö k o n o m i s c h e m A u f w a n d zu lösen. H . J . RÖSLEK,

Autorenkollektiv Carte mitallogénique de l'Europe 1:2600000 1. Auflage 1 9 6 8 - 1 9 7 0 U n t e r d e m P a t r o n a t der I n t e r n a t i o n a l e n Union der Geowissenschaften u n d des I n t e r n a t i o n a l e n Geoiogenkongresses h a t eine Subkommission f ü r die Metallogenetische K a r t e als Zweigorganisation der K o m m i s s i o n f ü r die Geologische K a r t e der W e l t die B e a r b e i t u n g einer Metallogenetischen K a r t e v o n E u r o p a 1 : 2 , 5 Mill. in Angriff gen o m m e n . D a s auf 9 B l ä t t e r aufgeteilte Gebiet v o n E u r o p a u m f a ß t noch Teile v o n N o r d a f r i k a , Kleinasien, Arabien, I r a n u n d den Ostteil v o n Westsibirien. Es ist größtenteils n a c h den einzelnen S t a a t e n in 42 redaktionelle Zonen gegliedert, in denen die regionalen Mitglieder des R e d a k t i o n s komitees ihre Beiträge n a c h der v o n d e m R e d a k t i o n s b e i r a t , u n t e r d e m Vorsitz v o n P i e r r e L a i t i t t e , Paris, ausgearbeit e t e n L e g e n d e e r a r b e i t e t e n . Die redaktionelle Z u s a m m e n stellung u n d k a r t o g r a p h i s c h e B e a r b e i t u n g der E i n z e l d a t e n erfolgte in einem Sekretariat, in Paris, das aus M i t a r b e i t e r n des B u r e a u de Recherches Géologiques et Minières u n d der Ecole Nationale Supérieure des Mines b e s t a n d . D e m R e d a k t i o n s b e i r a t gehören E . T. S o h a t a l o w ,

L. Dubertret, F. W. Dunning, H. R. vccs Gaertner, V. Marmo, A. Moretti, R. Osika, W. E. Petraschek und

V. Zottbek an. Als H e r a u s g e b e r zeichnen das B u r e a u de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), 74, R u e de la F é d é r a t i o n , Paris 15e, u n d die Organisation des N a t i o n s Unies p o u r l ' E d u c a t i o n , la Science, la Culture (UNESCO), 1, Place de F o n t e n o y , Paris 7 e. Der Begriff Metallogeuetische K a r t e ist m e h r i m Sinn einer Minerogenetischen K a r t e g e f a ß t , i n d e m a u ß e r Metallerzen a u c h Nichterze, Salze u n d einige wichtige n u t z b a r e Minerale einbezogen w e r d e n . Als G r u n d l a g e der minerogenetischen D a r s t e l l u n g dient eine v e r e i n f a c h t e g e o t e k t o nische K a r t e , in der die verschiedenen S t r u k t u r e t a g e n in verschiedenfarbigen feinen S t r i c h r a s t e r n gekennzeichnet sind. D u r c h verschiedenfarbige gröbere S t r i c h r a s t e r wird die s t r a t i g r a p h i s c h e E i n s t u f u n g der Schichtenfolgen dargestellt. I n großen Becken wird die Tiefenlage des Sockels d u r c h Tiefenlinien gekennzeichnet, ferner w e r d e n Antiklinal- u n d Synklinalachsen, wichtige S t ö r u n g e n , V e r w e r f u n g e n u n d Ü b e r s c h i e b u n g e n sowie b e m e r k e n s w e r t e geophysikalische D a t e n eingetragen. I n Meeresgebieten sind Tiefenlinien v o n 200 u n d 2000 m verzeichnet u n d die einzelnen Tiefenbereiche verschieden hellblau g e r a s t e r t . Lithologische u n d p e t r o graphische D a t e n sind d u r c h verschiedenartige u n d verschiedenfarbige Symbole, Strichelungen, P u n k t i e r u n g e n u n d F o r m k o m b i n a t i o n e n dargestellt. Die L a g e r s t ä t t e n a n g a b e n sind in f a r b i g e n D e c k f a r b e n auf den geologisch-tektonischen U n t e r g r u n d a u f g e t r a g e n , so d a ß sie diesem gegenüber s t ä r k e r b e t o n t w e r d e n . I n jeder r e d a k t i o n e l l e n Zone sind die einzelnen dargestellten L a g e r s t ä t t e n d u r c h l a u f e n d e N u m m e r n gekennzeichnet, u n t e r denen m a n in einem E r l ä u t e r u n g s h e f t die K o o r d i n a t e n , d e n N a m e n u n d A n g a b e n ü b e r d e n S t o f f b e s t a n d der L a g e r s t ä t t e f i n d e t . Außer den r e l a t i v e n A l t e r s a n g a b e n f ü r die Gesteinsv e r b ä n d e , die d u r c h ihre Zugehörigkeit zu orogenen P h a s e n oder zu s t r a t i g r a p h i s c h e n E i n h e i t e n c h a r a k t e r i s i e r t werden, f i n d e n sich vielfach a u c h A n g a b e n in J a h r m i l l i o n e n f ü r die L a g e r s t ä t t e n u n d ihr Nebengestein. Aus den k o m b i n i e r t e n farbigen Lagerstättensymbolen mit daneben vermerkten K u r z b e z e i c h n u n g e n des wichtigsten S t o f f b e s t a n d s k ö n n e n A n g a b e n ü b e r F o r m , Größe, L a g e r s t ä t t e n i n h a l t , Chemismus u n d genetischen T y p e n t n o m m e n w e r d e n . N a c h der Größe der Symbole k ö n n e n große u n d kleine L a g e r s t ä t t e n sowie V o r k o m m e n u n t e r s c h i e d e n w e r d e n . D u r c h grobe Strichlagen m i t e n t s p r e c h e n d e r U m r a n d u n g w e r d e n E r z d i s t r i k t e u n d Metallprovinzen h e r a u s g e h o b e n . I n d e m zu den einzelnen K a r t e n b l ä l t e r n beigegebenen K a t a l o g der L a g e r s t ä t t e n (Liste des Gîtes Minéraux) sind drei U b e r s i c h t e n ü b e r die in der K a r t e dargestellten Lagers t ä t t e n e n t h a l t e n . Die erste U b e r s i c h t e r l ä u t e r t die eingeschriebenen N u m m e r n der L a g e r s t ä t t e n u n d b r i n g t Ang a b e n ü b e r die Lage (Länge u n d Breite), den N a m e n u n d den charakteristischen S t o f f b e s t a n d . Zweitens w e r d e n in einer a l p h a b e t i s c h e n Ü b e r s i c h t die N a m e n der L a g e r s t ä t t e n blattweise gegeben. I n einer d r i t t e n Ü b e r s i c h t erfolgt eine Ordnung nach dem Lagerstätteninhalt.

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2 Besprechungen und Heferate Auf B l a t t 1 liegen Island u n d nördliche A b s c h n i t t e v o n I r l a n d u n d S c h o t t l a n d . I n I s l a n d sind 9 L a g e r s t ä t t e n u n d in den Teilen der R e p u b l i k I r l a n d 3 u n d v o n S c h o t t l a n d u n d Noj'dirland 23 L a g e r s t ä t t e n eingetragen. Das B l a t t 4 u m f a ß t den g r ö ß t e n Teil v o n I r l a n d , E n g l a n d sowie den Südteil v o n S c h o t t l a n d , den W e s t t e i l der BeneluxL ä n d e r (Niederlande, Belgien u n d L u x e m b u r g ) , F r a n k r e i c h , westliche Streifen der Schweiz u n d Italien sowie die Nordteile v o n .Spanien u n d P o r t u g a l . I n I r l a n d sind noch weitere 33 L a g e r s t ä t t e n eingetragen, so d a ß z u s a m m e n m i t d e m auf B l a t t 1 liegenden N o r d t e i l i n s g e s a m t in d e r R e p u b l i k I r l a n d 36 L a g e r s t ä t t e n a u f g e f ü h r t sind. I n G r o ß b r i t a n n i e n (einschließlich N o r d i r l a n d u n d S c h o t t l a n d ) sind i n s g e s a m t 138 L a g e r s t ä t t e n e r w ä h n t . I m W e s t t e i l der B e n e l u x - L ä n d e r sind 17 L a g e r s t ä t t e n verzeichnet, im W e s t t e i l der Schweiz eine u n d Italiens zwei. I n F r a n k r e i c h sind 361 L a g e r s t ä t t e n eingetragen, i m N v o n S p a n i e n 159 u n d i m N P o r t u g a l s 65: Die e r s t e n beiden B l ä t t e r der Metallogenetischen K a r t e v o n E u r o p a sind v o m I n s t i t u t G é o g r a p h i q u e N a t i o n a l gezeichnet u n d g e d r u c k t w o r d e n . Die Vervielfältigung erfolgte in Sérigraphié. Die zeichnerisch u n d d r u c k t e c h n i s c h schwierigen P r o b l e m e der H e r s t e l l u n g einer g u t lesbaren Metallogenetischen K a r t e sind ausgezeichnet gelöst worden, u n d m a n k a n n Prof. LAFFITTE u n d seinen M i t a r b e i t e r n f ü r die h e r v o r r a g e n d e L e i s t u n g a u f r i c h t i g d a n k b a r sein. Die F a c h welt e r w a r t e t m i t S p a n n u n g das Erscheinen weiterer B l ä t t e r dieser w e r t v o l l e n Ü b e r s i c h t s k a r t e . H. REH

Autorenkollektiv Deep Sea Drilling Project Leg 3 and Leg 4 „ G e o t i m e s " , 14, (1969), 6, 1 3 - 1 6 N a c h d e m die ersten beiden Bohrreisen des Bohrschiffs „ G l o m a r Challenger" v o n N e w Orleans n a c h New Y o r k sowie v o n d o r t ü b e r den A t l a n t i k bis D a k a r erfolgreich verl a u f e n w a r e n (vgl. Z. angew. Geol., 15, H. 8, 441—442, u . H . 11, 607) w u r d e die U n t e r s u c h u n g der Meeresböden in weiteren Bohrreisen fortgesetzt. B o h r r e i s e 3 (Dakar — Rio de Janeiro) Auf der 3. Bohrreisc w u r d e n in der Zeit v o m 1. Dez. 1968 bis 25. J a n . 1969 10 Bereiche ( B o h r p u n k t c 13—22) (Abb.) i m südlichen A t l a n t i k m i t 17 B o h r u n g e n u n d Wiederholungsb o h r u n g e n u n t e r s u c h t . Diese in Meerestiefen v o n 2113 bis 4 6 7 7 m a n g e s e t z t e n E r k u n d u n g s b o h r u n g e n d r a n g e n 6,4 bis 463 m tief, i n s g e s a m t 2306,1 m, in den Meeresboden ein. Dabei w u r d e n 106 B o h r k e r n e in einer G e s a m t l ä n g e v o n 834 m gezogen, w o v o n 765,1 m e n t s p r e c h e n d d e m a u ß e r gewöhnlich g u t e n K e r n a u s b r i n g e n v o n 9 1 , 7 % geborgen wurden. Die B o h r u n g e n 13 u n d 1 3 A (Abb.) w a r e n zur U n t e r s u c h u n g der S i e r r a - L c o n e - E r h e b u n g bei einer W a s s e r t i e f e v o n 4 5 8 5 m angesetzt. A n d e n l e t z t e n beiden B o h r p u n k t e n 21 u n d 22 w u r d e n in Meerestiefen v o n 2113 bzw. 2124 m drei B o h r u n g e n zur U n t e r s u c h u n g der R i o - G r a n d e -

Abb. Bohrreisen 3 und 4 der „ G l o m a r Challenger", 1968 bis 1969

109 E r h e b u n g n i e d e r g e b r a c h t . A n den restlichen 7 B o h r p l ä t z e n (14—20) w u r d e n 12 Bollrungen a n g e s e t z t , die q u e r ü b e r die südliche M i t t e l a t l a n t i s c h e S c h w e l l e gelagert w a r e n , die d u r c h s t r e i f e n a r t i g z u r z e n t r a l e n R ü c k e n a c h s e a n g e o r d n e t e m a g n e t i s c h e A n o m a l i e n gekennzeichnet ist. D a die S e d i m e n t e n u r eine d ü n n e , r e l a t i v gleichmäßige Hülle bilden, b e s t e h e n günstige B e d i n g u n g e n z u r U b e r p r ü f u n g der Vorstellung einer A u s b r e i t u n g der Meeresböden. Die B o h r u n g e n ü b e r die M i t t e l a t l a n t i s c h e S c h w e l l e hinweg ( B o h r p u n k t e 14—20) e r g a b e n 70—175 m m ä c h t i g e S e d i m e n t e der Oberkreide bis z u m Holozän, wobei die ältesten, d e n basalen Basalt ü b e r l a g e r n d e n S e d i m e n t e m i t 11 bis 67 Mill. J a h r e örtlich verschieden alt w a r e n . E i n e überschlägliche B e r e c h n u n g ließ w ä h r e n d der l e t z t e n 70 Mill. J a h r e eine A u s b r e i t u n g des Meeresbodens beiderseits der M i t t e l a t l a n t i s c h e n Schwelle v o n etwa 2 cm i m J a h r erk e n n e n . Dabei zeigt sich, d a ß die s t ä r k s t e S e d i m e n t a t i o n gleich nach der E n t s t e h u n g eines n e u e n Meeresbodens in der N ä h e des R ü c k e n s a u f t r a t , d a n a c h j e d o c h s t a r k z u r ü c k ging. P r o b e n dos u n t e r l a g e r n d e n Basalts k o n n t e n überall gewonnen werden, j e d o c h v e r h i n d e r t e die H ä r t e des Gesteins ein E i n d r i n g e n v o n m e h r als ein Meter. N a c h der S t r u k t u r des Gesteins ließen sich sowohl s u b m a r i n e Ergüsse als a u c h Lagergänge in den S e d i m e n t e n feststellen. Die S e d i m e n t e b a u e n sich größtenteils aus m a r i n e n O r g a n i s m e n auf u n d bilden vorwiegend N a n n o p l a n k t o n - K a l k s c h l i c k , m a n c h m a l a u c h F o r a m i n i f e r e n - K a l k s c h l i c k . Stellenweise w u r d e n a u c h fossilfreie T o n e a n g e t r o f f e n . Auf der S i e r r a - L c o n e - E r h e b u n g ( B o h r p u n k t 13) w u r d e ähnlich wie im westlichen Teil des N o r d a t l a n t i k s ein größerer W e c h s e l der S e d i m e n t t y p e n b e o b a c h t e t , w o r a u s auf s c h w a n k e n d e klimatische B e d i n g u n g e n u n d wechselnde M e e r e s s t r ö m u n g e n geschlossen w e r d e n k a n n . A u ß e r N a n n o p l a n k t o n - K a l k s c h l i c k , der zuweilen a u c h F o r a m i n i f e r e n e n t h ä l t , w u r d e n zeolithische Tone, Radiolarien-Schlick u n d - H o r n s t e i n e , r o t e Sehiefertone u n d Dolomite festgestellt. Auf der R i o - G r a n d e - E r l i c b u n g ( B o h r p u n k t 21 u n d 22) w u r d e in der r e l a t i v geringen W a s s e r t i e f e v o n e t w a 2100 m bis ü b e r 200 m tief vorwiegend N a n n o p l a n k t o n F o r a m i n i f e r e n - K r e i d e s c h l i c k m i t einem gegenüber der M i t t e l a t l a n t i s c h e n Schwelle h ö h e r e n Anteil an F o r a m i n i feren a n g e t r o f f e n . Man v e r m u t e t , d a ß diese E r h e b u n g seit der K r e i d e h e r a u s g e h o b e n gewesen ist, wahrscheinlich sogar zeitweise einem K ü s t e n b e r e i c h a n g e h ö r t h a t . B o h r r e i s e 4 (Rio de J a n e i r o — S a n Cristobal) W ä h r e n d der 4. Bohrreise w u r d e n in der Zeit v o m 27. J a n u a r bis 24. März 1969 9 Bereiche des nordwestlichen S ü d a t l a n t i k s u n d des K a r i b i s c h e n M e e r e s ( B o h r p u n k t 23—31) (Abb.) u n t e r s u c h t . D a m i t sollten die K e n n t n i s d e r Becken a m K o n t i n e n t a l r a n d v e r t i e f t , die A u s b i l d u n g der T r a n s v e r s a l s t ö r u n g e n der M i t t e l a t l a n t i s c h e n Schwelle sowie der Inselbögen u n d G r a b e n z o n e n e r k u n d e t , ferner die geologische Geschichte des Karibischen Meeres u n t e r s u c h t w e r d e n . Zu diesem Zweck w u r d e n 15 B o h r u n g e n u n d W i e d e r h o l u n g s b o h r u n g e n in Meerestiefen v o n 1 2 1 8 bis 5 251 m n i e d e r g e b r a c h t , die, 66 bis 558 m tief, i n s g e s a m t 4 1 3 7 m tief eindrangen. Dabei w u r d e n 120 B o h r k e r n e in einer G e s a m t l ä n g e v o n 1 0 7 6 m gezogen, v o n d e n e n 369,5 m e n t s p r e c h e n d einem K e r n a u s b r i n g e n v o n 3 4 , 3 % a u s g e b r a c h t wurden. I m N o r d t e i l des B r a s i l i a n i s c h e n B e c k e n s (Bohrp u n k t e 23 u n d 24) w u r d e n Schichtenfolgen des Pleistozäns, des Pliozäns u n d des oberen Mittelmiozäns m i t reichlich F o r a m i n i f e r e n u n d Nannofossilien ü b e r fossilfreien r o t e n zeolithischen T o n e n a n g e t r o f f e n . I n e t w a 110 m Tiefe zeigten sich T u r b i d i t s a n d e u n d - t o n e des u n t e r e n Miozäns, die wahrscheinlich d e m Reflexionshorizont A e n t sprechen. E i n e bei etwa 180 m in der m i o z ä n e n T u r b i d i t folge d u r c h b o h r t e geringmächtige Basaltlage k ö n n t e einen weiteren Reflexionshorizont darstellen. I n Tiefen v o n 500 u n d 555 m w u r d e n Radiolarien der Oberkreide festgestellt. I n e t w a 558 m Tiefe wiesen Basaltgerölle auf u n t e r l a g e r n d e n B a s a l t hin. Zwei B o h r u n g e n ( B o h r p u n k t 25) z u r U n t e r s u c h u n g eines schmalen 1 0 0 0 k m langen R ü c k e n s am F u ß e des Schelfs v o n N o r d o s t b r a s i l i e n e r g a b e n in 1916 m W a s s e r t i e f e 54 m Globigerinen-Schlick des Pleistozäns bis z u m Obermiozän. D a r u n t e r k o n n t e n bei schlechtem K e r n g e w i n n n u r K a l k b r u c h s t ü c k e u n d sandiger Foraminiferen-Schlick m i t Fossilien des m i t t l e r e n u n d u n t e r e n Miozäns geborgen

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), Heft 2

110 werden. Schließlich wurden in etwa 70 m Tiefe Fragmente eines Algen-Riifkalkes ausgebracht. Eine in der V e m a - B r u c h z o n e (Bohrpunkt 26) in 5169 m Wassertiefe auf 483 m niedergebrachte Bohrung zeigte eine mächtige Folge von Turbiditen mittel- bis oberpleistozänen Alters, aus der eine Auffüllung dieses Bereichs vor der Amazonasmündung mit etwa 1 m pro Jahrhundert berechnet werden konnte. Einige Schichtenfolgen zeigten mehrere Zentimeter mächtige Bänder, die aus Pflanzenhäcksel bestanden. Nordöstlich und nördlich des Inselbogens der K l e i n e n A n t i l l e n angesetzte Bohrungen (Bohrpunkte 27 und 28) dienten vor allem der Überprüfung der Tiefenlage bemerkenswerter seismischer Horizonte. I m Bohrpunkt 27 wurde in einer Meerestiefe von 5251 m unter fossilarmen Folgen in 70 m Tiefe ein Turbiditsand angetroffen, der dem seismischen Horizont A entspricht. In 245 m Tiefe wurde die Basis des Miozäns erkannt, und in 365 m Tiefe wurden grünliche Tone mit Nannoplankton des Oligozäns angetroffen. Darunter folgten in 455 m Tiefe bräunliche bis blaugraue Tone mit eingeschalteten Bentoniten, die der OceanicFormation von Barbados zugeordnet werden. Die Bohrung wurde in mäßig harten, kalkigen, radiolarienreichen bentonitischen Tonen eingestellt, die den harten Bänken an der Basis der Oceanie-Formation am Osthang des Mt. Hillaby auf Barbados ähneln, die in seismischen Profilen als Basishorizont erscheinen. Der Bohrpunkt 28 war am Nordrand des P u e r t o - R i c o G r a b e n s in 5521 m Tiefe ausgesucht worden. Zunächst wurden 150 m rötliche fossilfreie Tone durchbohrt. In einem Bohrkern von 165 bis 174 m zeigten sich in graugrünem Ton Nannoplankton und Radiolarien des mittleren Eozäns sowie zuunterst Kalkstein. Darunter folgte eine Wechsellagerung von harter Kreide, Tonstein und kieseligen Kalken in verschiedenen Farben, die im unteren Teil das untere Eozän erreichte. In 400 m Tiefe wurde schließlich grüner Tonstein mit Radiolarien der Kreide angetroffen. Auf den letzten drei Bohrpunkten (29 bis 31), die im K a r i b i s c h e n M e e r gelegen waren, wurden 6 Bohrungen in Wassertiefen von 1219, 3369 und 4247 m niedergebracht. Auf dem in 4247 m Wassertiefe im zentralen Teil des V e n e z u e l a - B e c k e n s gelegenen Bohrpunkt 29 wurden zuoberst Sedimente mit Nannoplankton und Foraminiferen angetroffen. In 107 m Tiefe zeigte sich obermiozäne Kreide mit Foraminiferen, die von fossilleerem zeolithischem Tonstein unterlagert war. Von 122 bis 228 m wurde RadiolarienSchlick des Eozäns beobachtet, dem Tuff und Aschen in verschiedenen Horizonten eingeschaltet waren. Darunter folgende Hornsteinlagen und kieselige Kalke setzten den Bohrungen ein Ende. Das Alter des seismischen Horizonts A " gleicht dem des Horizonts A im Nordatlantik. Man hatte im Venezuela-Becken ein typisches stratigraphisches Profil, vollständiger als die Cipero-Formation von Trinidad, erwartet. Jedoch würde die Schichtenfolge zwischen 90 und 120 m Tiefe mindestens 20 Millionen Jahre repräsentieren und eine bemerkenswert geringe Absatzgeschwindigkeit ergeben oder einen beachtlichen Hiatus enthalten. Der Bohrpunkt 30 zeigte bei 1218 m Wassertiefe in den oberen 305 m weiche Tone mit kalkigen Fossilien vom Pleistozän bis zum Pliozän. Zwischen 305 und 425 m wurden stärker verfestigte graue Schiuffsteine des Miozäns angetroffen, die bis zu 20% Tonsubstanz enthalten und stellenweise kavernös ausgebildet sind. Mittleres Miozän ist zwischen 395 und 425 m durch Schlick und Sande mit Globigerina gesichert. Bänke vulkanischer Aschen wurden im unteren Teil des bis 430 m reichenden Profils festgestellt, jedoch scheinen vulkanische Produkte im Pleistozän eine noch größere Rolle zu spielen. Als Ursprungsbereiche des vulkanischen Materials kommen die Kleinen Antillen und die Aves-Schwelle in Frage. Zur Untersuchung der Sedimente unter dem seismischen Horizont A " wurde auf dem Bohrpunkt 31 in 3369 m Wassertiefe eine 325 m tiefe Bohrung niedergebracht. Sie ergab zunächst 207 m kalkigen Schlick, darunter bis 305 m verfestigte Kreide des unteren Miozäns und zuletzt einen fossilleeren Tonstein. Das Fehlen des A"-Horizontes in seismischen Profilen konnte nicht erklärt werden. Am 12. April 1969 verließ die „Glomar Challenger" San Diego in Kalifornien zur ersten Bohrreise im Stillen Ozean mit dem Ziel Honolulu. H. REH

Besprechungen und Referate

Neuerscheinungen und literaturhinweise MAHEL, M., U. A.

Regionale Geologie der CSSR. Teil 2: Die Westkarpaten Verlag Academia, Prag 1968. - 724 S. (engl.) JEREMENETIKO, N . A .

Die Erdöl- und Erdgasgeologie Isd-wo Kedra, Moskau 1968. - 389 S., 159 Abb., 64 Tab. KORENEWSKIJ, S . M .

Die Geologie der Salz- und Kalilagerstätten Trudy Wsesojusn. nautsehno-issled. gcol. inst. "VVSEGEI, Leningrad 1968. 149 S. KOWALEW, W . F . , U. a .

Die Bildung der chemischen Zusammensetzung und der Vorräte des Grundwassers des Urals Gidio-geologitscheskij sbornik. AN SSSE, Swcrdlowsk 1968. - 241 S. JAKTJZENI, W . P .

Die Geologie des Heliums Isd-wo Nedra, Leningrad 1968. - 232 S., 32 Abb., 64 Tab. STEINOCHER, V .

Die stoffliche Zusammensetzung, der provinziale Charakter und die petrographischen Verhältnisse des mittelböhmischen Plutons (Mathematische und naturwissenschaftliche Reihe des Verlags „Academia". Jahrgang 1969/70. Heft 1.) Verl. Academia, Prag 1969. -

100 S„ 8 Abb.

GOLUBJOW, W . S . , & A . A . GARIBLANZ

Heterogenesevorgänge bei der geochemischen Migration Isd-wo Nedia, Moskau 1968. - 192 S., 48 Abb., 13 Tab. PELISEK, J .

Geographie und Charakteristik der Böden auf den äolischcn Sanden in der Tschechoslowakei Verl. Academia, Prag 1968. - 42 S., 12 Abb., 16 Tab. ZARUBA, QU., & V . MENCL

Rutsche und Sicherungen der Hänge (Landslides and their Control) Verl. Academia, Prag 1969. — 206 S„ zahlr. Abb.

Autorenkollektiv Die Methodik seismischer Untersuchungen (Arbeiten des Instituts für Geologie und Geophysik. 46. Folge) Isd-wo Nauka., Moskau 1969. -

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Grundlegende experimentelle Gesetzmäßigkeiten der Dynamik seismischer Wellen Isd-wo Nauka, Moskau 1968. - 288 S., illustr. KOGAN, R . M . , U. a .

Die Grundlagen der Gammaspektrometrie natürlicher Medien Atomisdat, Moskau 1969. - 468 S„ zahlr. Abb. RODIONOW, D . A .

Statistische Methoden zur Abgrenzung geologischer Objekte nach einem Markierungskomplex Isd-wo Bedra, Moskau 1968. - 160 S., 5 Abb., 29 Tab.

Zeitschrift für angewandte Geologie, Bd. 16 (1970), lieft 2 Informationen

111

Informationell G e g e n w ä r t i g gibt es drei h a u p t s ä c h l i c h e E r d ö l g e w i n n u n g s bereiche auf K u b a : 1. Cayos-Costa Nord, 2. C a m p o H a b a n a , 3. Cuenca Central. I m l e t z t g e n a n n t e n Feld sind die w i c h t i g s t e n L a g e r s t ä t t e n : a) J a r u h s c a in der Provinz L a s Villes. Die P r o d u k t i o n liegt bei 3 t / T a g . b) J a t i b o n i c o , in der P r o v i n z C a m a g u e y . Hier b e t r ä g t die F ö r d e r u n g e t w a 130 t / T a g . c) Cristales, in der N ä h e der S t a d t M a j a g u a . Die dortige P r o d u k t i o n v o n - r u n d 240 t / T a g s t a m m t aus 48 Sonden, die teils e r u p t i v sind, teils m i t P u m p e n g e f ö r d e r t w e r d e n .

A n h a n d v o n 200 P r o b e n aus dieser S a n d p a r t i e k o n n t e m i t großer Vorsicht g e s c h ä t z t w e r d e n , d a ß diese L a g e r s t ä t t e in ihren reichen P a r t i e n in den o b e r s t e n 30 c m 350000 bis 500000 t M a n g a n (Metall) pro k m 2 e n t h ä l t . Der U m f a n g des höffigen R a u m e s wird m i t 450 bis 500 k m 2 angegeben. Die G e h a l t e e r m u t i g e n zu einem industriellen A b b a u . Die P r o b e n s e t z t e n sich zu 5 0 % S a n d u n d 5 0 % E r z zus a m m e n . Der M a n g a n g e h a l t der Knollen s c h w a n k t e zwischen 2 u n d 1 7 % (im Mittel 9 % ) , zusätzlich t r e t e n E i s e n u n d a n d e r e E l e m e n t e a u f . I m Gegensatz zu den M a n g a n l a g e r s t ä t t e n auf d e m B o d e n gewisser Bereiche des Pazifischen u n d des A t l a n tischen Ozeans in m e h r e r e n h u n d e r t Meter Tiefe liegen diese Erze hier n u r u n t e r einer W a s s e r ü b e r d e c k u n g v o n 15 bis 30 m u n d v e r s p r e c h e n einen erfolgreichen A b b a u .

Die Entwicklung der Erdgasgewüuiuiig; in der CSSB

Bauxitlagerstätten in Guinea

Die E r d g a s l a g c r s t ä t t e n der CSSR sind in ihrer Ergiebigkeit b e s c h r ä n k t . Sie b e f i n d e n sich vor allem bei V y s o k a — Zwerndorf a n der österreichischen Grenze, in S ü d m ä h r e n , i m Gebiet v o n O s t r a v a u n d in der Ostslowakei. Der E r d g a s bedarf des L a n d e s k a n n derzeit n u r zu e t w a 6 0 % g e d e c k t w e r d e n . Der R e s t w i r d a u s der S o w j e t u n i o n i m p o r t i e r t . 1968 s t a m m t e n aus der E i g e n g e w i n n u n g a n E r d g a s 1 0 5 9 Mill. m 3 (davon 833 Mill. m 3 N a ß g a s u n d 226 Mill. m 3 T r o c k e n gas); weitere 587 Mill. m 3 w u r d e n aus der S o w j e t u n i o n eingeführt. Die seit Mitte 1967 in B e t r i e b s t e h e n d e E r d g a s l e i t u n g aus d e r S o w j e t u n i o n n i m m t i h r e n A n f a n g i m w e s t u k r a i n i schen E r d g a s f e l d v o n D a s c h a w a , f ü h r t bei R u s k a , südlich v o n Kosicc, auf slowakisches Gebiet u n d v e r l ä u f t d a n n weiter ü b e r Lucenec n a c h Sala, wo sie Anschluß a n das v o n B r a t i s l a v a k o m m e n d e V e r b u n d n e t z f i n d e t . D a s Gas wird m i t 56 a t ü d u r c h 7 2 0 - m m - R o h r e g e d r ü c k t . Der derzeitige T a g e s d u r c h s a t z b e t r ä g t 6 Mill. m 3 . E i n e ü b e r Sachol n a c h V y s o k a f ü h r e n d e Zweigleitung stellt den Anschluß a n das österreichische Gasleitungsnetz her. Die P l ä n e bis 1975 sehen u. a. v o r : A u s b a u der bis in den R a u m von P r a g führenden Erdgasleitung, Bau neuer Erdgasspeicher, u. a. bei K a r l o v y V a r y u n d bei Brno, B e m ü h u n g e n lim zusätzliche E r d g a s i m p o r t e aus der U d S S R , Verlagerung einer 7 2 0 - m m - E r d g a s h a u p t l e i t u n g in R i c h t u n g H o d o n i n u n d O s t r a v a einerseits u n d andererseits in R i c h t u n g auf Prag.

D a s derzeit wichtigste B e r g b a u p r o j e k t der w e s t a f r i k a n i schen R e p u b l i k Guinea sind die E r s c h l i e ß u n g u n d der A b b a u der zu den reichsten B a u x i t l a g e r s t ä t t e n der W e l t z ä h l e n d e n L a g e r s t ä t t e v o n S a n g a r e d i in der niederguineischen Region Boke. Hierzu ist der B a u einer 137 k m langen Eisenbahnlinie v o n S a n g a r e d i z u m H a f e n K a m s a r erforderlich. H i e r sollen bis zu 8 MiU. t B a u x i t j ä h r l i c h g e f ö r d e r t w e r d e n . A b 1971 wird der A b b a u der L a g e r s t ä t t e n m i t einer A n f a n g s k a p a z i t ä t v o n 1 Mill. t B a u x i t beginnen, die sich bis 1977 auf e t w a 6 Mill. t B a u x i t pro J a h r steigern soll.

Erdöl auf Kuba

Erdölförderung aus grillieren Meeresteulen Bis 1971 will ein K o n s o r t i u m n o r d a m e r i k a n i s c l i c r Gesells c h a f t e n ein S y s t e m e n t w i c k e l t h a b e n , m i t dessen Hilfe E r d ö l f ö r d e r a r b e i t e n in größeren Meercsteufen a u s g e f ü h r t w e r d e n k ö n n e n . Das S y s t e m h a t den N a m e n „ S a t e l l i t e " . E s stellt eine a m Meeresboden v e r a n k e r t e S t a t i o n dar, die in drei A b s c h n i t t e a u f g e t e i l t i s t : 1. in einen K o n t r o l l a b s c h n i t t , in d e m im wesentlichen a u t o m a t i s c h e E i n r i c h t u n g e n zur R e g e l u n g der D r u c k v e r hältnisse u n t e r g e b r a c h t sind; 2. in einen B e d i e n u n g s a b s c h n i t t , der K o n t r o l l e i n r i c h t u n g e n f ü r die angeschlossenen Sonden e n t h ä l t ; 3. in einen A u s r ü s t u n g s a b s c h n i t t m i t G e r ä t e n u n d A p p a r a t u r e n . K o m p l e x e v o n diesen „ S a t e l l i t e n " stellen S a m m e l s t e l l e n f ü r ganze G r u p p e n v o n B o h r u n g e n dar. Regelmäßige Kontroll-, W a r t u n g s - u n d Reparatura r b e i t e n w e r d e n v o n speziell e n t w i c k e l t e n U n t e r s e e b o o t e n , B e a v e r (Biber) g e n a n n t , a u s g e f ü h r t . Zusätzlich k ö n n e n m i t diesen U - B o o t e n a u c h zahlreiche leichte A r b e i t e n an den S o n d e n k ö p f e n u n d bei der V e r m e s s u n g des Meeresbodens ausgeführt werden. Manganerzlagerstätte im Michiganscc Bei einer s y s t e m a t i s c h e n U n t e r s u c h u n g des Bodens des Michigansees in N o r d a m e r i k a w u r d e a n dessen W e s t u f e r auf eine E r s t r e c k u n g v o n 80 k m zwischen den O r t e n M a r i n e t t e (Wisconsin) u n d E s c a b a n a (Michigan) eine b e d e u t e n d e M a n g a n a n r e i c h e r u n g in F o r m v o n Manganknollen i n n e r h a l b einer S a n d f o r m a t i o n festgestellt. Die Breite dieses Streifens b e t r ä g t zwischen 8 u n d 15 k m .

Mitwirkung von Bakterien bei der Goldgewinnung Biometallurgische Prozesse, bei d e n e n Gold gelöst u n d a b g e s e t z t wird, w e r d e n zur Zeit in einem L a b o r a t o r i u m des I n s t i t u t s f ü r seltene Metalle in I r k u t s k erforscht. Es w u r d e festgestellt, d a ß gewisse Schimmelpilze das E d e l m e t a l l aus goldhaltigen E r z e n lösen. Anschließend wird die Schimmelpilzfolie g e t r o c k n e t u n d die R e s t m a s s e geglüht. Es k o n n t e bereits nachgewiesen w e r d e n , d a ß auf diese Weise bis zu 3 0 % des in den Gesteinen e n t h a l t e n e n Goldes in eine L ö s u n g übergeführt werden können. Diamantenproduktion in Afrika Der K o n t i n e n t A f r i k a liefert z. Z. e t w a 9 0 % der auf d e m W e l t m a r k t gehandelten Schmuck- und Industriediamanten. A n der Spitze s t e h t K o n g o (Kinshasa). E r p r o d u z i e r t 20 Mill. K a r a t u n d erreicht d a m i t ü b e r die H ä l f t e der W e l t p r o d u k tion. Als weitere P r o d u z e n t e n t r e t e n die S ü d a f r i k a n i s c h e R e p u b l i k , G h a n a (mit 3 Mill. K a r a t ) , Angola, Sierra Leone, T a n s a n i a u n d Liberia a u f . Die L ä n d e r der F r a n c - Z o n e liefern 700000 K a r a t . D e r g r ö ß t e Teil der a f r i k a n i s c h e n D i a m a n t e n wird in die Schleifereien v o n G r o ß b r i t a n n i e n , Holland, F r a n k reich u n d Israel e x p o r t i e r t . Thcrmalwässer in Mangysehlak I m t i e f e n U n t e r g r u n d der Halbinsel Mangysehlak, a n der O s t k ü s t e des Kaspisclien Meeres, sind Therrnalwässer festgestellt w o r d e n . E i n e bis 2 800 m Teufe n i e d e r g e b r a c h t e B o h r u n g traf auf einen W a s s e r z u f l u ß v o n m e h r als 2000 m 3 pro T a g u n d einer T e m p e r a t u r v o n 127 °C. Das W a s s e r t r i t t an die E r d o b e r f l ä c h e aus. Anschließende geologische U n t e r s u c h u n g e n h a b e n ergeben, d a ß d a m i t zu rechnen ist, a u c h an weiteren Stellen d e r H a l b insel auf ähnliche L a g e r s t ä t t e n zu t r e f f e n . Von Seiten sowjetischer F a c h l e u t e liegen bereits detaillierte Vorschläge z u r N u t z u n g dieser Therrnalwässer vor. Sie beziehen sich sowohl auf d e n Mineralgehalt m i t J o d , B r o m , L i t h i u m u n d a n d e r e n E l e m e n t e n als a u c h auf die Heizw i r k u n g z u r A b f ö r d e r u n g des auf der Halbinsel g e w o n n e n e n hochviskosen Erdöls. Aufbau der Erdkruste im Karpatenbereich I m Bereich der sowjetischen K a r p a t e n u n d in den a n g r e n z e n d e n Bezirken der U k r a i n e sind g r u n d l e g e n d e seismische Tiefensondierungen d u r c h g e f ü h r t worden, in d e r e n Verlauf die Grenzen der verschiedenen E t a g e n der E r d k r u s t e fest-

Zeitschrift für angewandte Geologie, l$d. Mi ( l ' J 7 0 ) , lieft 2

Kurznachrichten

112 gestellt werden konnten. Nach den vorliegenden Ergebnissen tauelil die Oberfläche des Fundaments vom Ukrainischen Schild zu den Karpaten hin ein. Die Tiefen nehmen in der Vorkarpatensenke von 0 bis 10—12 km zu. In den Karpaten selbst liegt das Fundament 3 bis 6 km tief. Die ConbadGrenzfläehe ist in 19 bis 22 km Tiefe anzutreffen. Ihr Eintauchen erfolgt ebenfalls in Richtung auf die Karpaten hin. Die Grenze der M-Diskonlinuität taucht unter die Karpaten ab. Ihre Tiefenlage auf der Plattform beträgt 42 bis 46 km, in den Westkarpaten 22 bis 30 km, unter den Karpaten 55 bis 57 km. Die Erdkruste bildet hier die „Wurzel". Des weiteren wurden große Tiefenbrüche zwischen den Karpaten und der Transkarpatensenke, der Vorkarpatensenke und der Russischen Plattform wie auch innerhalb der letzteren festgestellt.

einer Deponierung von A tomabfällen auf dem Eis Grönlands im Zusammenhang stehen. Im Winter 1959/1900 xvuide eine erste große Kampagne gestartet. 1967 und 1968 folgten Wiederholungsmessungen. Meteorologische, ideologische und lcristallographische Messungen zwangen zu einer 18monatigcn Uberwinterung. Die Expeditionen sind mit modernsten technischen Mitteln ausgestattet: Flugzeugen, Hubschraubern, Raupenfahrzeugen usw. Noch liegen verständlichcrweise keine Einzelheiten über die Üntcrsuchungsergebnisse vor. Die Erfolge hängen von einer minutiösen Planung und Ausführung der Beobachtungen ab.

Untersuchungen der grönländischen Eiskalotte

Unter Anwendung spezieller seismischer Sondierung haben sowjetische Geologen in der Antarktis die Tiefe und den Verlauf der Grenze zwischen Erdkruste und Mantel ermittelt. Die entsprechenden Versuche wurden auf Königin-MaudLand durchgeführt. Unter anderem konnte festgestellt werden, daß die Dicke der Erdkruste liier zwischen 32 und 55 km schwankt. Nach den bisherigen theoretischen Berechnungen sollte sie nicht mehr als 40 km betragen. Die Unterlagen nach der Analyse der geophysikalischen Beobachtungsergebnisse zwingen dazu, die bisherigen Vorstellungen von der antarktischen Plattform als einer den anderen gleichartigen Struktur zu revidieren. Nach der endgültigen Bearbeitung des Materials im geologischen Antarktisinstitut in Leningrad wird es möglich sein, die Besonderheiten des Aufbaus der Erdkruste in den Polargebieten herauszuarbeiten und zu deulcn.

Grönland birgt etwa den zehnten Teil des auf der gesamten Erde vorhandenen Süßwassers. Die „Expedition Glaceologique Internationale au Groenland" (EGIG) hat die Aufgabe, innerhalb des 1975 auslaufenden „Internationalen Hydrologischen Dezenniums" (1965—1975) dieses Reservoir mit größtmöglicher Gründlichkeit zu erforschen. Zu diesem Gremium gehören Gruppen von Wissenschaftlern aus Dänemark, Frankreich, Osterreich und der Schweiz. Die Aufgabenbereiche umfassen Messungen über die Bewegungen des Eisschildes, Akkumulationsbestimmungen, Eisdickenmessungen, Aufstellen von Dichteprofilen, Feststellen der Theologischen Eigenschaften von Schnee, Eis und Firn, Temperaturmessungen und Altersbestimmungen. Von besonderer Bedeutung ist die Klärung der Fragen, die mit

Tiefenstruktur der Antarktis

Kurznachrichten Als eine Erdöllagerstätte von außerordentlicher Bedeutung wird die kürzlich neuentdeckte Lagerstätte von Samotlor in Westsibirien bezeichnet. Für die weitere Erkundung und Inbetriebnahme sind über 2000 Bohrungen veranschlagt worden. Im bulgarischen Bereich der Schwarzmeerküste ist die erste Offshore-liohrung fündig geworden. Die Lagerstätte wurde schon bei einer Teufe von 361,25 m angetroffen. Sic wird als recht bedeutsam angesprochen. Das eruptiv austretende Erdöl wird als hochwertig bezeichnet. Das z. Z. größte Untertagespeicherprojekt der Welt wird in Südfrankreich, rund 100 km nordöstlich von Marseille, ausgeführt. In etwa 20 Salzkavernen sollen hier rund 5 Mill. m 3 Rohöl gespeichert werden. Das gelagerte Rohöl dient zur Erfüllung der Bevovratungspflicht der um den Etand de Berre liegenden Raffinerien. I m Stadtbereich von Tbilissi, in Georgien, wurde bei Bohrungen nach Thermalwasser eine neue Erdgaslagerstätte entdeckt. Das Erdgas trat zugleich mit dem heißen Wasser aus. Durch Bohrungen in größeren Tiefen sollen die Zusammenhänge geklärt werden. Kürzlich wurde in Syrien, bei Soukhnc, etwa 70 km nordöstlich von Palmyra, eine neue Erdgaslagerstätte entdeckt. E s ist geplant, das dortige Erdgas als Rohstoffbasis für das im B a u befindliche Kraftwerk Tel Adass zu verwenden. In Ostgrönland sind umfangreiche Uranlagcrstätten festgestellt worden. Für einen Abbau amintcressantestenscheinen Schichten am Skovsfjord zu sein. Dänische Experten schätzen die dortigen Vorräte auf 24000 t. Die Kupfcrlagerstätten auf Bougainville, einer der Salomoninscln, werden in Kürze in Abbau genommen. Die Vorräte sollen 200 Mill. t betragen. Hauptinteressent ist J a p a n , das ab 1972 mit Kupferlieferungen in der Größenordnung von 1 6 0 0 0 0 — 1 7 0 0 0 0 t jährlich rechnet. Bei Kampaida, in der Region Kalgoorlie in Westaustralien, wurde eine lateritische Nickcllagerstättc entdeckt. Bei einer neuerlichen Uberprüfung erwiesen sieh die Vorräte als so ausreichend, daß ein Abbau in Aussicht genommen wird. Man rechnet bereits 1972 mit einer Jahresproduktion von 30 000 t Nickel.

In den Magnesitindustriewerken in Tiszavärlcony soll ein Versuchsbetrieb mit einer geplanten Jahresleistung von 1 2 0 0 t errichtet werden. Auf Grund eines neuen Verfahrens wird das Magnesit unter Verwendung von einheimischem Dolomit und kohlcnsäurehaltigem Erdgas hergestellt werden. Die Gewinnungsanlage für Quecksilber bei Anaba in Algerien hat ihre Arbeit aufgenommen. Dort wurde bereits vor einiger Zeit eine sehr ertragreiche Quecksilbcrlagerstätte entdeckt, deren Vorräte zur Zeit auf 288900 t geschätzI. werden. Der einzige Platincrzcuger in Südafrika ist das Bergwerk in Rüstenburg. Seine Jahresproduktion liegt ziemlich konstant bei 17 t Fiatin. In Zeleznicc, in der CSSB, nahm kürzlich ein Bentonltoverk den Probebetrieb auf. Jährlich sollen dort 1 0 0 0 0 0 t Bentonit gewonnen werden. Damit kann der Landesbedarf für die Metallurgie, das Bauwesen und die Landwirtschaft gedeckt werden. Aus einer 900 m tiefen Bohrung in einem Vorort von Alma-Ata tritt seit einiger Zeit eine starke Heißwasscrqucllc aus. Damit wurden die Vermutungen sowjetischer Wissenschaftler bestätigt, die das Vorhandensein großer unterirdischer Thermalwasser vorausgesagt haben. Die Nutzung eines der größten ar tesischen Wasserreservoire der Sowjetunion, in der Kysyl-Kuin-Wüste wurde in Angriff genommen. Ihrer Oberfläche nach — ca. 20 Mill. ha — machen diese Wassermassen e twa die Hälfte des Kaspischen Meeres aus. Bereits die ersten Förderbohrungen lieferten täglich 1000 m 3 Wasser. Es dient zur Versorgung der Landwirtschaftsbetriebe. Sowjetische Wissenschaftler haben im Fernen Osten TJnterwasserbeobachtungen in Kraterseen eingeleitet. Das erste Laboratorium dieser Art befindet sich im Vulkan der Kurileninsel Kunaschir. Die Vulkanologen untersuchen dort die Bedingungen bei der Bildung von Eisen-ManganerzKonkretionen vulkanischen Ursprungs. Iii Peru wird mit einem 15 km langen Tunnel, dessen Bau kürzlich beschlossen wurde, ein Kordillercnstrang durchfahren. Das Projekt kostet 61,6 Mill. DM. Es stellt den wichtigsten Bauabschnitt des gewaltigen Majes-Bewässerungsprojektes dar, dessen Gesamtkosten sich auf 560 Mill. DM belaufen sollen.

In den nächsten Heften

ABHANDLUNQEN

der

des Z e n t r a l e n G e o l o g i s c h e n Instituts

Zeitschrift

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für angewandte Geologie

Heft 9

F . SCHUST, R . STRIEGLER & J\I. OEMLER: B e m e r k u n g e n zur räumlichen Verteilung v o n Turmalin-Quarz-Knollen im Eibenstoeker Granitmassiv H. BOJARSKI: D i e A n w e n d u n g d e r h y d r o c h e m i s c h c n K l a s s i f i k a t i o n bei S u c h a r b e i t c n a u f Erdöl I . MAASS, W . FISCHER & E . SONTAG: 1 2 C / 1 3 C Untersueliungen an Braunkohlcninhaltsslol'fen K . P . DOSTAL: Z u m S t a n d a r d p r o b l e m b e i d e r P r ä z i s i o n s i s o l o p e n a n a l y s e des K o h l e n s t o f f s für isotopeneliemiselie Untersuchungen I i . GLANDER: N e u e r e E r k e i m l n i s s e ü b e r erhöhte Mineralisationen im genutzten Grundwasserleiter innerhalb der B r a n d e n b u r g i s c h e n Rupelprovinz V . MANHENKE: Z u r B e r e c h n u n g d e r G r u n d wasscrbelastung für künftige Tagebauaufschlüsse i m B r a u n k o h l e n b e r g b a u im S t a d i u m der V o r e r k u n d u n g I . A . WORONIN & I . A. JEGASOIT: U n i v e r s a l schema einer analytischen Beschreibung komplizierter geologischer K ö r p e r H . JORDAN & I i . KERKMANN: Ü b e r faziell ö k o logische Gliederungsmöglichkeiten im Zechstein der

Deutschen

I I . DITTRICH: Z u r G e g e n s t a n d s b e s t i m i u u n g u n d zur Zielstellung der G e o c h e m i e (Geochemie i m engeren Sinne) ST. GRÄSSL, E . HURTIG & F . JACOBS: Z u r digit a l e n B e a r b e i t u n g seismischer D a t e n (Digitalscismik) D . WINKLER & W . KÖBBEL: Z u r Ü b e r e i n s t i m m u n g der makroskopischen Bemusterung rolliger S e d i m e n t e m i t siebanalytischen E r gebnissen W . STEINER: Die g e s t e i n s t e c h n i s c h e n schaften der Augitporphyrite und porpliyre der F l e c h t i n g e r Scholle

H . DÖRING, W . KRUTZSCII, D . H . M i r , E . SCHULZ

E r l ä u t e r u n g e n zu den sporenstratigraphischcn T a b e l l e n T o m Z e c h s t e i n bis z u m O l i g o z ä n 1966 - 149 Seiten - 8 Anlagen-Tabellen - Halbleinen M 15,—

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I I . ElCHHOF: Z u m B e r g g e s e t z Demokratischen Republik

erschienen Heft 8

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Heft 11 H . KÄSTNER

Zur

Geologie d e r K a l i s a l z - u n d K o h l e n s ä u r e l a g e r stätten i m südlichen W e r r a - K a l i g e b i e t Heft 13 P. PDF»

Ü b e r den u n t e r e n Buntsandstein a m S ü d r a n d des T h ü r i n g e r B e c k e n s Heft 15 H . PFEIFFER

Stratigraphisclies K o r r e l a t i o n s s c h e m a für das Dinant der D e u t s c h e n D e m o k r a t i s c h e n Bepublik H e f t 16 H . L A N G E , C . SCHRÖTER

B i b l i o g r a p h i e der g e o l o g i s c h e n W i s s e n s c h a f t e n f ü r die D e u t s c h e D e m o k r a t i s c h e B e p u b l i k , V e r ö f f e n t l i c h u n g e n des J a h r e s 1 9 6 7

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G . MILDE & B . FORKJIANN: G r u n d w a s s c r c r k u n dung und Geophysik — S t a n d und Aufgaben gemeinsamer Arbeit

Vorbereitung

H e f t 17 C. ADAM B e i t r ä g e z u r K e n n t n i s der K a o l i n e u n d T e r t i ä r t o n e in N o r d o s t s a c h s e n

R . M. KONSTANTINOW: S t a t i s t i s c h e B e g r ü n d u n g des Z u s a m m e n h a n g s m e t a l l o g e n e t i s c h c r F a k toren L . RICHTER: H y d r o g e o l o g i s c l i e F o r m e l n f ü r die G r a b e n e n t n a h m e bei v e r ä n d e r l i c h e r D u r c h laßbreite

Bestellungen Geologischen

nimmt die Vertriebsstelle des Instituts, 104 Berlin, Invalidenstraße entgegen.

Zentralen 44,

Herausgeber: Zentrales Geologisches Institut im Auftrag des Staatssekretariats für Geologie beim Ministerrat der Deutschen Demokratischen Republik. Für die kollektive Chefredaktion: Dr. K . KAÜTER (Redaktionssekretär), Berlin. Redaktion: 1054 Berlin, Zionskirchstraße 34 (Fernsprecher 4260 01). Verlag: Akademie-Verlag GmbH, 108 Berlin, Leipziger Straße 3 - 4 (Fernsprecher 2204 41, Telex 0112020, Postscheckkonto: Berlin 35021). Bestellnummer des Heftes 1047/16/2. Alleinige Anzeigenannahme DEWAG-WERBUNG, 102 Berlin, Rosenthaler Str. 28 - 31, und alle DEWAG-Betriebe in den Bezirksstädten der DDR. Die,.Zeitschrift für angewandte Geologie" erscheint monatlich, Exportpreis: M 6,— Sonderpreis für d i e D D R M 2 , — je Heft. — Satz und Druck: V E B Druckhaus „Maxim Gorki", 74 Altenburg. Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1279 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik, Kartengenehmigung Nr. 969/69, 1076/69, 8/70.

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Scheinwiderstandsmesser IKS-1 IKS-50 IKS-600

Die Geräte sind für elektrische Widerstandsmessungen bei der geologischen Kartierung im Maßstab 1:25000 und größer geeignet. Anwendungsbereiche: Suche und Erkundung von Erzlagerstätten (Eisenund Nichteisenerze, Kupferkies- und Kupfer-Nickel-Lagerstätten, seltene Erden und Edelmetalle, Uranerze usw.) sowie Nlchterz-Lagerstätten (Steinkohle, Graphit, Glimmer, Piezoquarz, Salze, Baustoffe); hydrogeologische Erkundungsarbelten, Bestimmung der Fließrichtung und -geschwindigkeit des Grundwassers;

Wichtigste D a t e n : Generatorenleistung — 1 bis 6 0 0 V A Betriebsfrequenz — 22,5 Hz Empfindlichkeit - 8/iV (Vollausschlag des Milcrovoltmeters) D i e A p p a r a t u r ist t r a g b a r u n d stabil im Betrieb.

ingenieurgeologische Arbeiten, Untersuchung von Verfrostung und Verkarstung, Bestimmung der Mächtigkeit von Lockergesteinen und Lokalisierung von Kluftzonen; archäologische Arbeiten; landwirtschaftliche Untersuchungen: Bestimmung des Salzgehaltes von Böden usw. A n f r a g e n erbeten a n :

V/0 Machinoexport UdSSR,

M O S K A U W-330

TELEX: 207