Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 5, Heft 12 Dezember 1959 [Reprint 2021 ed.] 9783112552704, 9783112552698

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ZEITSCHRIFT FÜR A N QE WANDTE QEOLOQIE HERAUSQEQEBEN VON DER STAATLICHEN Q E O L O Q I S C H E N

KOMMISSION

U N D D E R Z E N T R A L E N V O R R A T S K O M M I SS I O N DER D E U T S C H E N

DEMOKRATISCHEN

REPUBLIK

AUS DEM I N H A L T H. J. Rösler Zur Methodik, geothemischer Prospelc« tionsarbeiten auf Buntmetalle im Mittel» gebirge G. Schlegel & H. Wiefel Die Bemusterung oberdevonischer Rot« eisenerze des Schleifer Gebietes und ihre Auswertung E- Hameister Mikrohydraulik der absoluten Durch" lässigkeit in Erdöl« und Erdgasspeicher-* gesteinen R. Köhler Zur Fertigstellung der RappbodeeTal" sperre J. Zieschang Grundsätze komplexer hydrogeolo« gischer Untersuchungen im Bereich der Lockergesteine R. Hohl Der Haselbacher Ton des Weißelster» Beckens F. Stammberger Zu den Toleranzen bei Vorratsangaben und deren Aussagesicherheit K. H. Bintig Zur Theorie der Vorratsberechnung von Begleite oder Spurenelementen

AKADEMIE -VERLAQ

• BERLIN

BAND 5 / HEFT D E Z E M B E R 1959 S E I T E 565-612

INHALT

Seite

Seite

J . ZlESCHANG: Grundsätze komplexer

H. J . RÖSLER: Zur Methodik geochemischer Prospektionsarbeiten auf Buntmetalle im Mittelgebirge . . . 565 W . HESSMANN: Erfolgreiche Erdgassuche

scher Untersuchungen im Bereich der Lockergesteine 586 R. HOHL: Der Haselbacher Ton des Weißelster-Beckens 589

— Beweis

f ü r neue theoretische Anschauungen

hydrogeologi-

571

F. STAMMBERGER: ZU den Toleranzen bei Vorratsangaben und deren Aussagesicherheit

F. I. WOLFSON & K . F. KUSNEZOW: Zur

hängigkeit verborgener Erzkörper

Strukturab-

K. H. BlNTIG: Zur Theorie der Vorratsberechnung von

polymetallischer

Lagerstätten in Kalken

596

572

Begleit- oder Spurenelementen

601

G. M. SCHTSCHERBAK: Ein hydraulisch lösbarer RohrG. SCHLEGEL & H. WIEFEL: Die Bemusterung ober-

fänger

devonischer Roteisenerze des Sehleizer Gebietes u n d ihre Auswertung

573

E . LANGE : Kyanit-Lagerstätten in Kamerun

. . . .

576

E . HAMEISTER: Mikrohydraulik der absoluten Durchlässigkeit in Erdöl- u n d Erdgasspeichergesteinen . . 577 R . KÖHLER: Zur Fertigstellung der Rappbode-Talsperre 583

PROCHOROW: Die Ölwanne f ü r das

603 Gestänge

beim

Bohren mit Bohrtrübe

604

Lesesteine

604

Besprechungen und Referate

606

Nachrichten und Informationen

609

Kurznachrichten

612

Die ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE berichtet ständig ausführlich über folgende Arbeitsgebiete: Geologische Grundlagenforschung und Lagerstättenforschung / Methodik der geologischen E r k u n d u n g / Ökonomie und Planung der geologischen E r k u n d u n g / Technik

der geologischen E r k u n d u n g / Geologie und Lagerstätt.enkunde im Ausland

/

Bibliographie, Verordnungen, Richtlinien, Konferenzen, Personalnachrichten

Dem Redaktionskollegium gehören a n : Prof. Dipl.-Berging. B Ü R R I G , Nordhausen — Prof. Dr. H E C K , Schwerin — Prof. Dr. KAUTZSCH, Berlin Prof. Dr. L A N G E , Berlin — Dr. M E I N H O L D , Leipzig — Dr. N O S S K E , Leipzig — Prof. Dr. P I E T Z S C H , Freiberg Dr. R E H , J e n a — Prof. Dr. S C H Ü L L E R , Berlin — Dipl.-Berging.-Geologe S T A M M B E R G E R , Berlin Prof. Dr. W A T Z N A U E R , Karl-Marx-Stadt Chefredakteur: Prof. Dr. E R I C H L A N G E , Berlin

Die ZEITSCHRIFT FÜR ANGEWANDTE GEOLOGIE ist kein Organ einer engen Fachgruppe. Auf ihren Seiten können alle strittigen Fragen der praktischen Geelogie behandelt werden. Die Autoren übernehmen f ü r ihre Aufsätze die übliche Verantwortung.

Heraasgeber: Staatliche Geologische Kommission und Zentrale Vorratskommission f ü r mineralische Rohstoffe der Deutschen Demokratischen Republik. Chefredakteur: Prof. Dr. Erich Lange Berlin. Redaktion: Berlin N. 4, Invalidenstraße 44. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, Berlin W l f Leipziger Straße 3 — 4 (Fernsprecher 220441, Postscheckkonto: Berlin 35021). Bestellnummer des H e f t e s : 1047/5/12. Die „Zeitschrift für angewandte Geologie" erscheint monatlich. Bezugspreis 2 , - DM je H e f t . — Satz und Druck: Druckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. Veröffentlicht unter der Lizenznummer ZLN 5008 des Ministeriums f ü r Kultur, Hauptverwaltung Verlagswesen. K a r t e n : M d l der D D R Nr. 6192/K l l . P r i D t e d in Germany

ZEITSCHRIFT FÜR ANQEWANDTE QEOLOQIE

C H E F R E D A K T E U R : PROF. DR. E. L A N Q E

BANDS

• D E Z E M B E R 1959 • H E F T 12

Zur Methodik geothemischer Prospektionsarbeiten auf Buntmetalle im Mittelgebirge HANS JÜRGEN RÖSLER,

Jena

1. Einleitung In der D D R sind bisher nur vereinzelt Prospektionsversuche mit geochcmischen Methoden unternommen worden. Sie betrafen die Prospektion hydrosilikatischer Nickelerze (F. LEUTWEIN & L. PFEIFFER 1954), von Blei-Zink-Erzgängen (B. LANGE-FABIAN 1956) und von Selenvererzungen (R. STARKE 1956). Untersuchungen ähnlicher Art mit wirtschaftlichem Aspekt wurden auf hydrogeoehemischem Gebiet (W. OESTREICH 1956) und bei der Spurenelementprospektion kohliger Gesteine (F. LEUTWEIN & II. J . RÖSLER 1956) durchgeführt. Diese Arbeiten brachten interessante Ergebnisse; eine systematische Fortsetzung derselben mit der Perspektive einer praktischen Verwertung für die Lagerstättensuche erfolgte nicht. Neuerdings werden erstmalig geochemische Prospektionsarbeiten seitens der Staatlichen Geologischen Kommission durchgeführt. Uber einige Erkenntnisse in bezug auf die Untersuchungsmethodik soll liier berichtet werden. E s b e s t a n d zunächst die Aufgabe, eine rationelle Prospektionsmethode für das Aufsuchen von Buntmetallen, besonders Kupfer, Blei und Zink, in rotliegenden Eruptivgesteinen des Thüringer Waldes auszuarbeiten. D a s vorgesehene, über 4 k m 2 große Prospektionsgebiet liegt etwa 600—800 m über N N , ist wald- und wiesenreich und h a t ein kräftiges Relief (örtlich über 30° Hangneigung). An den Hängen sind Schuttmächtigkeiten von mehreren Metern bekannt. Die hydrographischen Verhältnisse sind in den flachwelligen Hochgebieten unübersichtlich (örtlich Sumpfund Moorbildung), zu den Haupttälern hin erfolgt über größere, durch Wiesenflächen gekennzeichnete Einzugsgebiete eine kräftige Entwässerung durch Rinnsale und Bäche. F ü r eine detaillierte geochemische E r k u n d u n g bot sich die biogeochemische (mit Pflanzenproben) und pedogcocliemische (mit Bodenproben) Methode 1 ) an. Die besonderen geologischen Verhältnisse (starke Schuttbildung und kräftige flache bis oberflächliche Entwässerung) ließen die biogeochemische Methode als vorteilhaft erscheinen, da mehrjährige Pflanzen (im Untersuchungsgebiet Fichtenbestände) durch ihr Wurzell ) Der Ausdruck „pedogeochemische Prospektion" wird liier, soweit mir bekannt, erstmalig in der deutschen Literatur verwendet. Ich schlage ilm als Synonym für „geochemische Prospektion mit Bodenproben" vor, um einen gleichwertigen kurzen Ausdruck in Ergänzung der gängigen Begriffe „biogeochemische" und „hydrogeochemische Prospektion" zur Verfügung zu haben. I n der amerikanischen Literatur ist das Wort „pedogcochcmical" bereits eingeführt (W. OESTHEICIX 1066).

system bis in die C-Horizonte reichen und eine bessere Widerspiegelung der Elemente des Untergrundes erwarten ließen. 2. Biogcochemisehc Prospcktionsvcrsuche Die Durchführung einer biogeochemischen Prospektion setzt normalerweise die Verbreitung e i n e r Pflanzenart über das gesamte Untersuchungsgebiet voraus. Diese Bedingung war für etwa 8 0 % der Gesamtfläche durch den Fichtenbestand gegeben. Auf die Vermessung der Wiesengebiete mit ihrer bekannten Tendenz zur Bildung „ f a l s c h e r " geochemischer Anomalien hätte m a n notfalls verzichten können. Das Alter des Fichtenbestandes war jedoch sehr unterschiedlich. Neben großen Hochwaldflächen (Alter 60—80 J a h r e ) sind Fichtenschonungen (Alter 3—30 J a h r e ) und Kahlschläge mit noch jüngeren Anpflanzungen und natürlichem Anflug vorhanden. Gebiete, in denen Fichtenproben nicht genommen werden konnten, waren außerhalb der Wiesengebiete also praktisch nicht vorhanden bzw. waren für die L ö s u n g der A u f g a b e unwesentlich. E s war also zu klären, inwieweit der Spurenelementgehalt der Fichten an einem bestimmten Probenahmep u n k t in Abhängigkeit von deren Alter schwankt und wie groß die Schwankungsbreite der interessierenden Elemente innerhalb einer Fichte is t. Wären diese Unterschiede gering, so wäre eine biogeochemische Prospektion grundsätzlich durchführbar. Dies sollte an Proiiiserien, die über eine bekannte Vererzungszone gelegt wurden, überprüft werden. Die Untersuchungsergebnisse seien an mehreren Beispielen dargelegt. Vorausgeschickt werden einige allgemeine und analytische Angaben. 2.1 Allgemeine und analytische Angaben

2.11 P f l a n z e n p r o b e n a h m e Die Rindenproben -werden mit einem kleinen scharfen Beil an mindestens 2 Stellen das B a u m e s in stets gleicher Höhe genommen. Größe der Proben etwa 10 cm i m Q u a d r a t . Bei einiger Ü b u n g erhält m a n die R i n d e praktisch holzfrei. F ü r alle Pflanzenproben sind z u m T r a n s p o r t Papievtüten völlig ausreichend. H e f t k l a m m e r n zum Verschließen der T ü t e n sind zu empfehlen. Zur Probenahme von Zweigen empfiehlt sich eine geschärfte Beißzange oder eine Baumschere. Auch hier werden die Zweige mindestens von zwei verschiedenen Ästen, möglichst in gleicher Höhe, genommen. Alle Proben, die iij diesem Bericht unter „ Z w e i g e " laufen, sind bei ¡'ilter als etwa dreijährigen Pflanzen (v. a. Fichten) ca. 10 cm von der äußersten Spitze der Zweige entfernt genommen worden.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Helt 12 566

RÖSLER / Zur Methodik geocliemischer Prospektionsarbeiten

2.12 V o r b e r e i t u n g z u r A n a l y s e Die E r m i t t l u n g von Spurenelementen in Pflanzenproben erfolgt durch die Analyse der Pflanzenaschen. Vorteilhaft ist es, das Material vor der Veraschung zu trocknen. Es ist durchaus möglich, dies sofort in denProbe tüten selbst vorzunehmen. Diese werden etwas geöffnet und auf die Seite gelegt, um Staubverschmutzung zu vermeiden. Ist die Analyse eilig, kann man a n s t a t t der üblichen Trocknung auf Horden ges teilen eine solche gut auf Zentralheizung oder in großen Trockenschränken vornehmen. Zwei bis drei Tage genügen meist. Von den Zweigproben werden die Nadeln entfernt, da diese fast stets sehr viel geringere Spurenelementgehalte aufweisen und nur verdünnend wirken. Von den Rindenproben werden größere Mengen noch anhaftenden Holzes möglichst entfernt. Die Rinden- und Zweigproben werden in etwa cm-große Stücke gebrochen. Die Veraschung des zerkleinerten Materials erfolgt in Porzellanschälchen unter dem Abzug. Die Probe wird durch ein Glasschälchen, das auf Glashaken liegt, vor Verschmutzung geschützt. Die Veraschung geschieht mit offener Flamme (Bunsenbrenner), wobei mittlere Temperaturen ausreichen, um eine Probe in 15 — 30 Minuten vollständig zu veraschen. Es ist empfehlenswert, die „Deckgläser" von Zeit zu Zeit zu reinigen, damit die sich absetzende Teersubstanz nicht in die Porzellanschale zurücktropft. Man kann mindestens fünf Proben gleichzeitig veraschen. Bei guter Arbeitsvorbereitung und genügendem Platz unter dem Abzug kann die Zahl auf zehn erhöht werden.

weichen. Um einen Anhaltspunkt in dieser Richtung zu haben, wurden die Hauptkomponenten einer Asche von Fichtenzweigen chemisch mit folgendem Ergebnis analysiert:

2.13 A n a l y s e Die Analyse der Asche- und auch Bodenproben wurde spektrochemiscli mit dem UV-Glas-Spektrographen FD-U von ROW durchgeführt. Eingehende Versuche wurden unternommen, um die Möglichkeit zu prüfen, ob eine Anregung der festen Proben in F u n k e n mit ausreichender Nachweisempfindlichkeil durchzuführen ist. Versuchsreihen zeigten, daß die Funkenspektrogramme einer einzelnen Aschen- (und Boden-)probe gut reproduzierbar sind, der Fehler also relativ gering ist. Leider sind die Nachweisgrenzen von Pb, Zn und Ag für Boden-, IIolz- und Zweigproben nicht ausreichend, z. T. auch nicht einmal für Cu. Auch die Verwendung weicher empfindlicher Platten verbessert das Resultat nicht wesentlich. Dagegen lassen sich abgefunkte Aschen von Rindenproben meist gut auf Cu und Zn auswerten. Da von vornherein die Gehalte in den Proben nicht abzuschätzen sind, wurden alle Proben im Gleichstromdauerbogen angeregt. Die Nachweisgrenzen waren für Bogen und Funken wie folgt (Agfa-Spekti'alplatte „ R o t extra hart"): Anregung Bogen Funken

Cu %

Pb %

Zn %

0,0003 0,01

0,01 0,1

0,01 0,1

Ag % 0,0003 0,003

Aufnahmedaten: Bogen: anodische Schaltung, Belichtungszeit 20 sec (ohne Sektor), 8 Amp., Elektrodenabstandkontrolle über Zwischenblende. Funken: 24 juF; 0,08 m H , Belichtung 2,5 min, FeußnerFunkenerzeuger.

Als Probeträger wurden T-3-Spektralkohlen des V E B Elektrokohle Berlin-Lichtenberg benutzt. Wir verwendeten normale selbstgedrehte Lochkohlen mit verminderter Außenwandstärke. Alle Kohlen wurden mit ICN0 3 gepuffert, um Blei im Cyanbandenbereich auswerten zu können. Die belichteten Platten wurden 5 Minuten mit Rodinal entwickelt. 2.14 A n a l y s e n a u s w e r t u n g Die erhaltenen Spektrogramme wurden durchweg photometrisch ausgewertet. Die absoluten Gehalte wurden über Eichkurven der einzelnen Elemente bestimmt. Die zur Konstruktion der Eichkurvcn benutzten Konzentrations- bzw. Schwärzungswerte sind jeweils der Durchschnitt von 5 Spektralaufnahmen. Bei der Zusammenstellung der Grundsubstanz für die Eichmischung sollte m a n bedenken, daß Pflanzenaschen oft eine sehr schwankende Zusammensetzung haben und von normalen silikatischen Vergleichsmischungen erheblich ab-

Tabelle 1. Chemische Analyse der Aschc von Fiehlenzweigen (Gehaltein Gew.-°/ 0 , Anal. LIPPOLD) 3,5 24,7 3,1 0,3 11,5 18,0 1,5 0,8 1,4 10,3

SiOa Al2Oa JTesO, MnO MgO CaO Ka 2 0 KbO Ci SO» Summe Best z. B. TiOo> C0 2 ,

93,1 andere komplexe Anionen usw.

2.2 Spurenelement Verteilung in mehrjährige n Flehten (Gehaitc in g/t in der Asche) 2.21 F i c h t e n h o c h s t a m m , lange abgebrochene

24 m l a n g Spitze)

(ohne 3 m

Zu

Ag

Tabelle 2 Probe

Cu

_

Boden Wurzel

5 55

(500)

9

Binde 0 m ,, 5m „ 10 m „ 15 m 20 m 24 m

130 130 45 35 130 140

3000 3000 4000 3400 4500 1800

2 2 1 2 2 A

Zweige 24 m Zapfen 24 m

240 100

900 «00

5 1

30 75

750 1100

7 4

Holz 0 m Holz 24 m

Die Anreieherungstendenzen verlaufen bei den einzelnen Elementen unterschiedlich. Die Wurzel hat bei Cu und Zn geringe, bei Ag Maximalgehalte. Holz hat gegenüber Rinde fast stets geringere Gehalte an Cu und Zn. Die Schwankungen der Gehalte in der Rinde in Abhängigkeit von der Höhe sind bei Cu und Ag bedeutend. 2.22 F i c h t e , 4 m h o c h , A l t e r 13 J a h r e , a u f hai d e

Erz-

Tabelle 3 Holz Höhe cm

Cu

Ag

Zweige Zn

50 60 4,3 950 100 1400 24 1700 150 200 400 10 1500 250 300 40 1,5 700 350 400 410

PI)

10 90

Cu

*) Vom bleichen Standort

4,2 0 5 0 5,0 4,4 1,8

Zn

Pb

Cn

Ag

Zn

Pb

1300 750 1200 G 1200 000 1900 1500 200 2,5 1300 800 1800 750 2500 900 500 4,3 900 1000 1800 750 110 050 500 4 1100 750 1200 400 500 1.5 750 150 100 1,7 800 150

1200 1900 1500 15 1200 100 10 1500 300

Zapfen'1100 1,5 1000 180 Gras") 220 1,5 1000 100

Ag

llinde

Zeitschrift lür angewandte Geologie ( 1 9 5 9 ) Heft 12

567

RÖSLER / Z u r M e t h o d i k geochemischer Pi'ospektionsarbeiten

2.23 F i c h t e , 3,5 m h o c h , A l t e r 10 J a h r e Tabelle 4 Holz Kühe cm 50 100 150 200 250 300 350 o

Cil

Zweige Zn

PI)

Cu

Ag

550 2,6 1400 1100

300

0,4 1300

J 200 5,3 1700 1700 1100 7,8 4000 1100

500

5

600 2,0 2000 1200

250

3,4 1000 1500

200 1,8 lfiOO 1000

800

1,7

Ag

Pb

300 5,4 2000 2000

050 12

3

1000 4000

Cn

Ag

Zn

Binde Zn

Pb 600

100 1100

950

800

eoo 9,4 4500 1100

S «s ^: 5 ) Vom gleichen Standort

Auch aus diesen beiden „Baumprofilen" ist zu ersehen, daß die Konzentrationen aller untersuchten Elemente in Abhängigkeit von der Probenahmehöhe erheblich schwanken können. Eine gewisse Gesetzmäßigkeit ist insofern abzulesen, als sowohl bei Holz als auch bei Rinde und Zweigen die unteren Baumteile durchschnittlich höhere Gehalte aufweisen. Ein grundlegender Unterschied zwischen Profil 2 (aus ,,Erzzone" auf Halde) und Profil 3 (außerhalb der ,,Erzzone") ist nicht festzustellen! 2.24 E l e r n e n t v e r t e i l u n g i n u n e r h a l b v o n t e n z w e i g e n (Fichte 15 jährig)

unter den untersuchten Pflanzenproben aufweisen. Ein Übergang von Fichtenzweigen zu Gräsern bei der Prospektion innerhalb eines Profils ist also nicht möglich. Dagegen ist die Abweichung der Gehalte von Birken- und Buchenzweigen geringer und liegt im Streubereich einer Pflanzenart (z. B. Fichte). Meist liegen die Gehalte der beiden Laubholzzweige etwas tiefer. 2.4 Profile mit Pflanzenproben

Nachdem im vorhergehenden Abschnitt die Schwankungsbreite der Elemente innerhalb einer Pflanze festgestellt wurde, sollte in zwei profilmäßig genommenen Probenreihen über eine „Erzzone" (Pingenzone) überprüft werden, ob die durch verdeckte Erzhorizonte erfolgte Anreicherung von Elementen in den Pflanzen über diesen Pegel hinausreicht. DieErgebnisse dieser geochemischen Profile, die örtlich nicht zusammenfallen, sind

Fich-

Tabelle 5 Bei >piel 1 (in 1 m S aimuhül e)

Probe

Zweiganfang Zweigmitte Zweigende

Cu

Ag

Zn

Pb

750 2000 1200

19 17 4,2

1400 1800 1300

900 700 750

Bei; piel 2 (in 0, 5 m Staminhö lie) Ag Zn Pb Cu 1100 450 550

8 3,7 2,6

1900 1300 1400

650 1400 1100

Die Gehalte an Cu, Ag, Zn und Pb schwanken selbst innerhalb der Probenahmepunkte an einem Zweig beträchtlich. Irgendwelche gesetzmäßigen Entwicklungen sind, außer beim Silber, nicht zu erkennen. 2 . 3 Vergleich der Spurenelementgehalte verschiedener Pflanzenarten von e i n e m Standort ( G e h a l t e in g / t )

2.31 S t a n d o r t 1 Probe Zweige 5jähr. Fichte „ 2 jähr. Birke Gras

Cu

Ag

Zn

600 550 110

4 3 1,5

1800 2000 1500

Profils ü b e r eine P i n g e n z o n e

2.41 P r o f i l m i t F i c h t e n z w e i g e n (Abb. 1) Die Pingen- bzw. Haldenzone wird gut durch eine Cu-Anomalie widergespiegelt, beim Zink und Silber ist dies weniger deutlich der Fall. Auffallend ist eine für alle drei Elemente, besonders aber für Cu und Zn nachgewiesene weitere Anomalie außerhalb der Pingenzone etwa bei Profilpunkt 200 m. Diese Anomalie konnte bei der späteren pcdogeochemischen Prospektion bestätigt werden.

2.32 S t a n d o r t 2 Probe Zweige 0jii.hr. Fichte „ Birke Gras

Cu

Ag

Zn

900 250 .100

5 6 2

4(500 3000 1300

2.33 S t a n d o r t 3 Probe Buchenzweige Fichtenzweige 2 jähr. Tanne

Cn 170 150 ISO

Diese Zusammenstellungen von Proben, die an einem P u n k t dicht nebeneinander genommen wurden, zeigen, daß die Aschen von Gräsern bei allen Elementen gegenüber denen von Zweigen weitaus die geringsten Gehalte

A b b . 2. V e r t e i l u n g d e r K u p f e r - , Z i n k - u n d S i l b e r g e h a l t e i n den Aschen von Fichtenzweigen und Fichtenrinden längs e i n e s 5 2 0 b z w . 720 m l a n g e n P r o f i l s ü b e r e i n e P i n g e r i z o n e "

2.42 P r o f i l m i t F i c h t e n r i n d e n u n d F i c h t e n z w e i g e n (Abb. 2) In diesem Profil wurden Fichtenrinden von Hochstämmen und Zweigen von maximal 5 jährigen Fichten

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 (15159) H e f t 1 2

568

RÖSLER / Zur Methodik geochemischer Prospektionsarbeiten

parallel genommen und in der Abb. 2 die Analysenwerte getrennt profilmäßig dargestellt. Bei den F i c h t e n r i n d e n gehen Cu und Ag weitgehend parallel, während Zn meist eigene Anreicherungstendenzen zeigt. Bei Cu und Ag sind zwei deutliche Maxima östlich (links) der eigentlichen vermuteten Erzzone festzustellen. Die „ E r z z o n e " selbst hat trotz Malachitspuren auf den Halden die niedrigsten Gehalte, während am westlichen Proiiiende nochmals eine geochemische „ U n r u h e " bemerkbar ist. Bei den F i c h t e n z w e i g e n sind die Verhältnisse etwas unklarer. Die Cu-Werte sind nicht so gut differenziert, zeigen aber die gleichen Maxima in den ersten 200 m des Profils. Diese letzteren Anomalien werden bei den Zweigen auch durch Zn abgebildet. Wie vorsichtig man jedoch bei diesem Element sein muß, zeigen die völlig entgegengesetzten Werte bei Proiiipunkt 100 m, deren Richtigkeit überprüft wurde. Aus der vergleichenden Betrachtung aller Kurven sind geocliemisch anomale Verhältnisse im Bereich von 0—200 m des Profils festzustellen. Auch diese Anomalie konnte durch die spätere pedogeochemische Prospektion sicher bestätigt werden. Die Pingenzonc ist nicht einwandfrei nachweisbar.

geochemischen Profile, besonders für Cu, gleichmäßig eine Anomalienzone, die östlich (in den Abbildungen links) an die angenommene und eingetragene „Pingenzone" angrenzt und die durch später durchgeführte pedogeochemische Prospektionsarbeiten bestätigt werden konnte. Die neuesten lagerstättenkundlichen Untersuchungen zeigen, daß die Verteilung der Pb-, Zn- und Cu-Erze und ihr Mengenverhältnis zueinander nicht gleichmäßig ist, so daß ein Zusammenfallen der entsprechenden Anomalien gar nicht zu erwarten ist.

2.5

Zusammenfassung

Die systematischen Untersuchungen zeigen, daß mehrjährige Pflanzen (Sträucher, Bäume) eine ci'hebliclie Schwankungsbreite der Elemente Cü, Pb, Zn und Ag- in ihren verschiedenen Teilen aufweisen. Um diese Schwankungsbreite zu überdecken, bedarf es räumlich begrenzter und quantitativ erheblicher Elcmentkonzentrationen im Boden. Diese sind im untersuchten Bereich meist nur unklar zu erkennen. DerZinkpegcl in der Pflanze liegt so hoch, daß bei dem offensichtlich niedrigen Angebot an diesem Element seine möglichen Anomalien nur undeutlich in Erscheinung treten. Ahnliches gilt für Silber, wobei die relativ sehr starke „Streuung" dieses Elements in der Pflanze hinderlich ist. Verschiedentlich fallen jedoch Anomalien von Cu und Ag zusammen. Bei mehrjährigen Pflanzen (in diesem Falle Fichten) speichern-normalerweise die ältesten Teile der Pflanze die höchsten Gehalte, so die Rinde und die unteren Stammteile. Hier tritt allerdings auch die größte Schwankungsbreite in der Elementkonzentration auf. Geringere Gehalte haben meist die Zweig- und Baumspitzen sowie das Holz (trotz geringsten Aschengehalts!). Zweige von Fichten, Buchen und Birken des gleichen Standortes haben ähnliche Gehalte, Gräser dagegen fast stets wesentlich niedrigere. Es sei nochmals betont, daß die Schwankungen der Elementgehalte sich auf die festgestellten Gehalte in den Aschen der entsprechenden Pflanzenteile beziehen. Es ist also durchaus möglich und z.T. sogar wahrscheinlich, daß die Gehalte in der unveraschten Substanz viel geringer variieren. Jedoch würde die Bestimmung des Aschegehalts jeder Probe die biogeochemische Prospektionsmethode sehr erschweren, wenn nicht unrationell machen. Profile mit paralleler Untersuchung von Hochwaldrinden und Zweigen jüngerer Fichten weisen nach, daß die Hauptentwicklung der Elemente (v. a. Cu) häufig parallel geht, daß aber die schwankenden Gehalte der Rinden eine einwandfreie Parallelisierung der Anomalien oft verhindern. Immerhin zeigen alle bio-

3. Pcdogcochcmischc Prospektion 5.1 l'iospcktionsversnrhc

Nachdem sich die Durchführung biogeocliemischer Methoden als unzweckmäßig erwiesen hat, wurden Voruntersuchungen mit Bodenproben durchgeführt. Bei einem 500 m langen Profil senkrecht zum Streichen der durch alte Bergbauspuren kenntlichen Zone wurden in Abständen von 20 m Bodenproben aus 40 cm Tiefe (B-H*orizont) mit einer Spitzhacke gewonnen. Spektralanalytisch im Bogen wurde eine Fraktion von 60—100 (i der getrockneten Probe analysiert. Die Ergebnisse für die Elemente Cu und Pb sind in Abb. 3 dargestellt. Es ist zu ersehen, daß neben der Anomalie über der durch alte Halden gekennzeichneten Zone eine zweite kräftige geochemische Anomalie auftritt. Die Anomalien bei Kupfer sind wesentlich homogener als bei den Pflanzenproben. Das ist eine Folge der gleichmäßigen Dispergierung dieses Elements in flachen Bodenhorizonten. 3 . 2 W e i t e r e B e m e r k u n g e n z u r M e t h o d i k der p e d o g c o c h e n i i s c h e n l'rnspektion

Bei der inzwischen abgeschlossenen systematischen Flächenprospektion wurde organisatorisch und methodisch mit z. T. vom üblichen Verfahren abweichenden Arbeitsmethoden gearbeitet. Da die vorliegenden Ergebnisse deren gute Brauchbarkeit erweisen, seien hier einige Erfahrungen mitgeteilt. 3.21

Probenahme

Die Probenahme im gebirgigen bewaldeten Gelände ist mit erheblichem Arbeitsaufwand verknüpft. Eine zweckmäßige Organisation dieser Arbeiten kann erhebliche Mittel einsparen. Normalerweise ist es üblich, daß Vermessungs- und Probenahmetrupp getrennt arbeiten (das gilt sinngemäß auch für geophysikalische Detailvermessung). Eine dauerhafte und klare Kennzeichnung der Profile und Probeentnahmepunkte vom Vermessungstrupp ist dabei erforderlich. Wir gehen so vor, daß beide Arbeitsgänge komplex von einem kombinierten Trupp erledigt werden. Der Truppführer mißt mit einem geübten Gehilfen mittels Kompaß bzw. Bussole und Bandmaß Basis- und Profillinien ein und legt an den Profilpunkten, an denen die Proben entnommen werden sollen, Probesäckchen einschließlich des mit allen notwendigen Angaben über den Probenahmepunkt ausgefüllten Probezettels aus. Die beiden meist am gleichen Tage folgenden Probenchmer haben nur noch die genommene Probe einzufüllen und einzusammeln. An Hand einer guten Kartenunterlage lassen sich evtl. geringe Abweichungen beim Profileinmessen in bestimmten Abständen (an Wegen, Waldbegrenzungen usw.) korrigieren. Auch im stärksten Dickicht sind die Abweichungen erträglich. Gehen sie bei längeren Strecken über das vertretbare Maß (einige Meter) hinaus, so wird die auf Grund

Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 13 RÖSLER / Zur Methodik geochemischer Prospektionsarbeiten

569 B o d e n p r o f i l 2 (Grenze feuchte Wiese — Kahlschlag, Grasbedeckung) 0,0—0,2 in humoser Boden, oben schwarz, unten graubraun werdend, lehmig und etwas steinig, durcliwurzelt 0,2—0,9 m brauner, lehmiger, feinsteiniger Boden mit einzelnen größeren Brocken, Durchwurzelung bis 0,9 m 0,9 - 1 , 2 ni grauer und toniger werdend, kräftige Zunahme grober Gesteinsbrocken (maximal mehrere dm 0 )

Tabelle 10 Probe

längs eines 700 m langen Profils über eine Pingenzone

des genau eingemessenen Endpunktes festlegbare „wahre" Profillinie (gegenüber der „projektierten") als Grundlage für die Eintragung des Probenahmepunktes in der Karte benutzt. Mit dieser Methode entfällt, bei allerdings schwerer körperlicher Arbeit des Trupps im oft dichten Gehölz, des Schneisenschlagen, Verpflocken usw., so daß auch infolge geringeren Personalbedarfs und zügiger Erledigung des Probenahmeprogramms die Kosten erheblich unter den sonst normalen Sätzen liegen. Da die Vermessung in stark bergigem Gelände natürlich ständig Entfernungskorrckturen gegenüber den auf die Ebene projizierten Profilpunktabständen verlangt, die bei dieser Methode nur überschlagsmäßig berücksichtigt werden, ist natürlich eine gewisse Erfahrung Voraussetzung. Wird das geochemisch prospektierte Gebiet auch geophysikalisch vermessen, ist es jedoch von Vorteil, wenn die Vermessungsarbeiten von einem speziellen Vermessungstrupp für beide Erkundungsverfahren gemeinsam ausgeführt werden. Die Probenahme selbst erfolgt mit Bohrstock und Hammer nach der sog. Dreipunktmethode, d. h., es werden um den festgelegten Entnahmepunkt im maximalen Abstand von 2 m im Umkreis mindestens 3 Einstiche vorgenommen. Die Probenahmetiefe wurde mit 70—80 cm festgelegt und liegt damit im Normalfall an der Untergrenze des B-Horizontes. Die meist darunterliegenden Geröll- und Breccienhorizonte sind für die Gewinnung von feinkörnigem Probegut ungeeignet. Zur Klärung der Verteilung der gesuchten Elemente im Bodenprofil wurden an zwei Stellen Schürfe angelegt und je vier Proben aus verschiedener Teufe genommen. Von diesen Proben wurde der pn-Wcrt (in KCl und H 2 0)"und die Gehalte an Cu und Zn bestimmt. Letztere werden hier durch den Logarithmus der Schwärzung (log S) der photoinetrierten Kupfcrund Zinklinien als relative Werte angegeben. B o d e n p r o f i l 1 (Kahlsclilag mit Grasnarbe und rielitenanflug) 0,0—0,1m schwarzer bis schwartgrauer, stark huinoser lehmiger Boden steinig, durchwurzelt 0,1—0,6 ni brauner, lockerer, lelnnig-feinsteinigcr Boden, oberer Teil durchwurzelt 0,0-1,2111 grauer, toniger Boden; kompakt, weniger, aber gröber steinig (bis 5—7 cm 0 ) , zentimeterstarke schlierige Einlagerung bräunlicher lehmiger Zonen

Tabelle 9 Probe

Relative Gehalte (log S)

Pjj-Wert

Nr.

Teufe m

ili KCl

in 11,0

Differenz

1 2 3 4

0,10 0,50 1,00 1,20

3,20 3,85 3,89 3,30

3,40 4,10 4,25 4,20

0,2 0,25 0,30 0,90

Cu 80 118 122 107

Zu 15 15 10 8

Relative Gehalte (log S)

Pg-Wert

Nr.

Teufe in

in KCl

in HjO

Differenz

Cu

Zn

1 2 3 4

0,1-0,2 0,5 1,0 1,2

3,30 3,55 3,60 3,45

3,65 4,25 4,30 4,45

0,35 0,70 0,70 1,00

96 88 90 106

10 9 7 1 mm) wird zur Feststellung der Gesteinsart des Untergrundes binokular durchgesehen. 3.23 A n a l y s e In der Fraktion < 1 0 0 [ i fallen bei einem Gesamtgewicht der Ausgangsprobe von 100—300 g Probemengen von 2—20 g an. Diese Mengen reichen in jedem

Zeltschrift für angewandte Geologie (1969) Hctt 12

RÖSLER / Zur Methodik gcochemischer Prospektionsarbeiten

570 Fall für eine größere Anzahl von Analysen auf spektrochemischem und kolorimetrischem Wege a u s . D a die Dithizonmethode schon eine weitgehende Standardisierung erreicht hat, soll hiev nur auf die Spektralanalyse eingegangen werden. F ü r die spektrocliemisclie Analyse Tausender von Bodenproben Abb. 4. Photographie eines k o m m t nur ein mit erGerätes zur Bearbeitung von Spektralkohlen („Spektralträglichem Aufwand kolilenformer") etwas verkleidurchzuführendes Vernert; s. auch Abb. 5 fahren in F r a g e . Wir arbeiten wie f o l g t : Die feinste Fraktion der Bodenproben wird in eine relativ billige, normal gereinigte, 5 m m starke Spektralkohle mit 2 m m Lochdurchmesser, 4 m m Lochtiefc und durch Abdrehen auf 3,3 m m verringerten Außendurchmesser gestopft, und zwar jeweils von jeder Probe 2 Kohlen. Der hohe Bedarf an bearbeiteten Spektralkohlen erfordert natürlich eine zeitsparende Vorrichtung zu deren Herstellung. In Anlehnung an frühere, leider meist vergessene Vorbilder, wurde im Mineralogischen L a b o r des Geologischen Dienstes J e n a die in den A b b . 4 und 5 dargestellte Vorrichtung gebaut. Dieses Spektralkohlenbearbeitungsgerät ermöglicht in Verbindung mit einer Uhnnacherdrehbank die Herstellung beliebiger Spektralkohlenformen in einem Arbeitsgang. Die von uns verwendeten Dreh- und Bohrstähle „ s t e h e n " im Durchschnitt 500—1000 Kohlen, bevor sie neu bearbeitet werden müssen (Dauer wenige Minuten). Neben dem Vorteil der unbedingten Gleichmäßigkeit der bearbeiteten Kohlen ist die Zeiteinsparung bedeutend. Der A b b r a n d der Proben erfolgt 20 sec lang ohne Sektor im Gleichstromdauerbogen bei 8 A. Da auf jegliche Zumischung von Leitelementen aus Zeitersparnis verzichtet werden muß, ist die E i n h a l t u n g der Anregungsbedingungen besonders wichtig. Sehr vorteilhaft erweist sich hier die Gleichartigkeit der Zusammensetzung der i aus Tonmineralen a u f g e b a u t e n Feinfraktion, die größere Fehler von dieser Seite her ausschließt. Mindestens ebenso wichtig wie die E i n h a l t u n g der Anregungsbedingungen ist diejenige der Entwicklungsbedingungen der Spektralplatte, da keine im Elemcntgehalt definierten Vergleichsproben mit auf die P l a t t e aufgenommen werden. U m jegliche Fehlerquelle bei diesem Arbeitsgang auszuschalten, haben wir die Entwicklung folgendermaßen mechanisiert (vgl. A b b . 6): Die Schale mit dem Entwickler ist in einen K a s t e n eingehängt, der über zwei Ansatzstutzen und Schläuche mit einem Thermostaten in Verbindung steht. Dieser bringt den Wasserinhalt des K a s t e n s auf die festgelegte T e m p e r a t u r und hält sie konstant. Der K a s t e n mit eingesetzter Entwicklerschale wird auf einen Untersatz gestellt, dessen Deckel durch einen kleinen Motor (Scheibenwischermotor) über einen Exzenter langsame, einseitige Hubbewegungen (1 H u b => 2—3 sec) a u s f ü h r t .

3.24 A u s w e r t u n g Die Auswertung der entsprechenden Spektrallinien erfolgt • photometrisch. Vor der Vermessung der Linien werden unter dem Spektrenprojektor alle die Spektren vermerkt und ausgeschieden, die auf Grund eines abnormalen Gesamteindrucks die V e r m u t u n g einer fehlerhaften Anregung aufkommen lassen. Betrifft dies beide Spektren einer Probe, wird die Probe wiederholt. Schwanken die Photometerwerte einer A u f n a h m e über ein bestimmtes Maß, wird die Probe gleichfalls noch einmal aufgenommen. E t w a 9 0 % aller Proben zeigten eine gute Ubereinstimmung der Werte, so daß der errechnete Mittelwert der Linienschwärzung zweier Probt n als Grundlage für die kartenmäßige Darstellung dienen kann. Die Darstellung der Analysenergebnisse erfolgt über die a m Zeiss-Schnellphotometer direkt gemessenen Logarithmen der Schwärzungswerte jedes E l e m e n t s . Dadurch ist es leicht möglich, jedem Schwärzungsintervall über eine Eichkurve Hen absoluten Gehalt zuzuordnen. Von der Fraktion < 100 fj. einer Bodenmischprobe wurde eine chemische Analyse der H a u p t k o m p o n e n t e n durchgeführt, u m einen Anhalt für die Zusammenstellung der Eichmischung zu haben. Tabelle 11. Chemische Zusammensetzung der leinen Fraktion < 1 0 0 n vonbraunem Waldboden (ThüringerWald), in Gcw.% SiO, A1,0,

FCjOJ reo MnO MgO CaO Ha,0 K,0

62,3 14,8 2,3 2,1 0,0

3,9 2,5 0,2

3,2

Summe 91,9 Best Wasser, P a 0 6 , CO., andere Anionen

3.25 Z e i t b e d a r f u n d

Kosten

Die vorstehend beschriebene Prospektionsmethode h a t den Vorteil, daß alle Arbeitsgänge zeitlich gut aufeinander a b g e s t i m m t sind. Der kombinierte Vermessungs- und P r o b e n a h m e t r u p p in S t ä r k e v o n vier Mann n i m m t a m T a g 50—60 Proben. Die gleiche Zahl wird von zwei Aufbereitern je T a g getrocknet, gesiebt und umgefüllt. Eine Spektrallaborantin n i m m t diese 60 Proben auf drei Spektralplatten gleichfalls an einem T a g e auf (einschließlich Kohlestopfen). Voraussetzung ist

Abb. 5. Bauskizze des „Spektralkohlenformers" von Abb. 4

Zeitschrltt für angewandte Geologie (1069) lieft 13 HESSMANN / Erfolgreiche Erdgassuche

571

Ulm Thermostat

Stecker für 120 V

breiteten Meinung nicht über, sondern eher unter denen einer geophysikalischen elektrischen Vermessung im gleichen Maßstab. 3.26 G e n a u i g k e i t Trotz aller Vereinfachung des gesamten Verfahrensganges ist auf Grund der geschilderten Vorsichtsmaßnahmen die Genauigkeit für den Zweck der geochemischen Prospektion als gut zu bezeichnen. Alle Wiederholungs- und Kontrollanalysen brachten keine nicht vertretbaren Abweichungen. Die Karte der Linien gleichen Gehalts bzw. der Linien gleicher Schwärzung (bei spelctrochemischen Analysen mit Photometerauswertung) läßt alle erwarteten und unbekannten geochemischen Anomalien klar hervortreten. Darüber wird in einer weiteren Arbeit berichtet. 4. Zusammenfassung Es wird auf gewisse Schwierigkeiten hingewiesen, die einer biogeochemischen Prospektion auf schwache Buntmetallvererzungen entgegenstehen. Trotz grundsätzlicher Möglichkeit der Prospektion mit Pflanzenproben sind im beschriebenen Beispiel die geochemischen Indikationen bei Verwendung von Bodenproben eindeutiger. Für pedogeochemische Prospektionsarbeiten werden mehrere methodische Hinweise gegeben. Literatur

Schalter

Abi). G. Grund- und Aufriß eines mechanischcn Entwicklungsgerätes tür Spektralplatten

dabei allerdings eine weitgehende Mechanisierung der Aufnihmetechnik (alle Vorgänge über Zeitschaltgeräte sowie elektrischen Kassettentransport). Die drei aufgenommenen Spektralplatten können von einem Auswcrter an einem Tag auf mindestens zwei, oft drei Elemente photometrisch ausgewertet werden. Damit werden die schnellsten Verfahren auf Ditliizonbasis übertroffen. Die Kosten des Verfahrens liegen entgegen einer weit ver-

1IAWKES, H . E . : Principles of geochemical prospectiug. — Geological Survey, Bulletin 1000-F. LANGE-FABIAN", B.: Geocliemisclie Prospektionsarbeiten auf Blei-ZinkGänge im Freiberg-Brander-ltevier und bei Mittweida. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956. L E U T WEHST, F. & L. P F E I F F E R : Ergebnisse und Anweudungsmöglichkeiten geochemischcr Prospektionsmethoden auf hydrosilikatische Kickelerze. - „Geologie", Bd. 3 (1954), S. 9 5 0 - 1 0 0 8 . L E U T W E I N , F . & H . J . IIÖSLÜB: Geocliemische Untersuchungen an paläozoischen und mesozoischen Kohlen Mittel- u n d Ostdeutschlands. — Freiberger Forschungshefte, Bd. C 10, 1956. OBSTREICH, W . : Hydrogeochemische "Untersuchungen a n Stollen- u n d Grubenwässern des Freiberger Erzbezirkes. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956. STARKE, R . : Geocliemische Prospektion auf Selen-Mineralien im Ostharz. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956.

Erfolgreiche Erdgassuche - Beweis für neue theoretische Anschauungen WOLF HESSMANN,

Gommern

Bis zum Jahre 1957 wurde die Erdgas- und Erdölsuclie im Hauptdolomit des thüringischen Zechsteins durch die von F. DEUBEL (1948/1954) aufgestellten Hypothesen und Theorien stark beeinflußt. Die Erdgasvorkommen sollten danach an eine bestimmte oolithisch-scliaumig-poröse Fazies des Ilauptdolomits gebunden sein (sog. „Forslberg-Fazies" nach der Lagerstätte bei Mühlhausen). Eine demgegenüber dichte Fazies (sog. „Volkenrodaer Fazies", benannt nach dem Kaliwerk Volkenroda) sollte nur nach vorwiegend künstlicher Auflockerung und Spaltenbildung durch Abbauwirkung in unversetzten Grubenbauen der Kalischächte Gas und Ol ergeben. In den letzten Jahren wurden von wissenschaftlichen Mitarbeitern des VEB Erdöl und Erdgas, und zwar vor allem des Stützpunktes Gotha, umfangreiche Untersuchungen über den Hauptdolomit durchgeführt. Sie umfaßten makro- und mikroskopische, physikalische (Porositäts- und Permeabilitätsbestimmungen) sowie chemische Untersuchungen.

Durch die jahrelange wissenschaftliche Tätigkeit im Stützpunkt Gotha kam man zu folgender Einschätzung der Gas- und Ölvorkommen der Thüringer Lagerstätten: Nicht die in sehr willkürlich abgetrennten „Faziesbereichen" auftretenden schaumig-porösen Dolomite sind für die Lagerstättenbildung, d. Ii. für die Akkumulation von Kohlenwasserstoffen ausschlaggebend. Genausowenig spricht eine dichte Fazies g e g e n Gas- oder Ölvorkommen. Nach den neu gewonnenen Ansichten ist Art und Stärke der tektonischen Zerrüttung, Spaltenbildung und Auflockerung für die Speicherung entscheidend. Es liegen also typische Kluftlagerstätten vor. Die schaumig-porösen Ausbildungen des Hauptdolomites können bei entsprechender Permeabilität nur eine zusätzliche Speicherung bewirken. Jedoch sind auch ohne diese Gesteinsausbildungen Lagerstätten in tektonisch aufgelockertem Bereich zu erwarten. Auf Grund dieser theoretischen Vorstellungen wurden im Bereich des Schlotheimer Grabens die Bohrungen Kirchheilingen 2,4, 5 und 6 ausgearbeitet und projek-

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breiteten Meinung nicht über, sondern eher unter denen einer geophysikalischen elektrischen Vermessung im gleichen Maßstab. 3.26 G e n a u i g k e i t Trotz aller Vereinfachung des gesamten Verfahrensganges ist auf Grund der geschilderten Vorsichtsmaßnahmen die Genauigkeit für den Zweck der geochemischen Prospektion als gut zu bezeichnen. Alle Wiederholungs- und Kontrollanalysen brachten keine nicht vertretbaren Abweichungen. Die Karte der Linien gleichen Gehalts bzw. der Linien gleicher Schwärzung (bei spelctrochemischen Analysen mit Photometerauswertung) läßt alle erwarteten und unbekannten geochemischen Anomalien klar hervortreten. Darüber wird in einer weiteren Arbeit berichtet. 4. Zusammenfassung Es wird auf gewisse Schwierigkeiten hingewiesen, die einer biogeochemischen Prospektion auf schwache Buntmetallvererzungen entgegenstehen. Trotz grundsätzlicher Möglichkeit der Prospektion mit Pflanzenproben sind im beschriebenen Beispiel die geochemischen Indikationen bei Verwendung von Bodenproben eindeutiger. Für pedogeochemische Prospektionsarbeiten werden mehrere methodische Hinweise gegeben. Literatur

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Abi). G. Grund- und Aufriß eines mechanischcn Entwicklungsgerätes tür Spektralplatten

dabei allerdings eine weitgehende Mechanisierung der Aufnihmetechnik (alle Vorgänge über Zeitschaltgeräte sowie elektrischen Kassettentransport). Die drei aufgenommenen Spektralplatten können von einem Auswcrter an einem Tag auf mindestens zwei, oft drei Elemente photometrisch ausgewertet werden. Damit werden die schnellsten Verfahren auf Ditliizonbasis übertroffen. Die Kosten des Verfahrens liegen entgegen einer weit ver-

1IAWKES, H . E . : Principles of geochemical prospectiug. — Geological Survey, Bulletin 1000-F. LANGE-FABIAN", B.: Geocliemisclie Prospektionsarbeiten auf Blei-ZinkGänge im Freiberg-Brander-ltevier und bei Mittweida. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956. L E U T WEHST, F. & L. P F E I F F E R : Ergebnisse und Anweudungsmöglichkeiten geochemischcr Prospektionsmethoden auf hydrosilikatische Kickelerze. - „Geologie", Bd. 3 (1954), S. 9 5 0 - 1 0 0 8 . L E U T W E I N , F . & H . J . IIÖSLÜB: Geocliemische Untersuchungen an paläozoischen und mesozoischen Kohlen Mittel- u n d Ostdeutschlands. — Freiberger Forschungshefte, Bd. C 10, 1956. OBSTREICH, W . : Hydrogeochemische "Untersuchungen a n Stollen- u n d Grubenwässern des Freiberger Erzbezirkes. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956. STARKE, R . : Geocliemische Prospektion auf Selen-Mineralien im Ostharz. — Diplomarbeit (unveröffentl.), Mineralogisches Institut der Bergakademie Freiberg, Freiberg 1956.

Erfolgreiche Erdgassuche - Beweis für neue theoretische Anschauungen WOLF HESSMANN,

Gommern

Bis zum Jahre 1957 wurde die Erdgas- und Erdölsuclie im Hauptdolomit des thüringischen Zechsteins durch die von F. DEUBEL (1948/1954) aufgestellten Hypothesen und Theorien stark beeinflußt. Die Erdgasvorkommen sollten danach an eine bestimmte oolithisch-scliaumig-poröse Fazies des Ilauptdolomits gebunden sein (sog. „Forslberg-Fazies" nach der Lagerstätte bei Mühlhausen). Eine demgegenüber dichte Fazies (sog. „Volkenrodaer Fazies", benannt nach dem Kaliwerk Volkenroda) sollte nur nach vorwiegend künstlicher Auflockerung und Spaltenbildung durch Abbauwirkung in unversetzten Grubenbauen der Kalischächte Gas und Ol ergeben. In den letzten Jahren wurden von wissenschaftlichen Mitarbeitern des VEB Erdöl und Erdgas, und zwar vor allem des Stützpunktes Gotha, umfangreiche Untersuchungen über den Hauptdolomit durchgeführt. Sie umfaßten makro- und mikroskopische, physikalische (Porositäts- und Permeabilitätsbestimmungen) sowie chemische Untersuchungen.

Durch die jahrelange wissenschaftliche Tätigkeit im Stützpunkt Gotha kam man zu folgender Einschätzung der Gas- und Ölvorkommen der Thüringer Lagerstätten: Nicht die in sehr willkürlich abgetrennten „Faziesbereichen" auftretenden schaumig-porösen Dolomite sind für die Lagerstättenbildung, d. Ii. für die Akkumulation von Kohlenwasserstoffen ausschlaggebend. Genausowenig spricht eine dichte Fazies g e g e n Gas- oder Ölvorkommen. Nach den neu gewonnenen Ansichten ist Art und Stärke der tektonischen Zerrüttung, Spaltenbildung und Auflockerung für die Speicherung entscheidend. Es liegen also typische Kluftlagerstätten vor. Die schaumig-porösen Ausbildungen des Hauptdolomites können bei entsprechender Permeabilität nur eine zusätzliche Speicherung bewirken. Jedoch sind auch ohne diese Gesteinsausbildungen Lagerstätten in tektonisch aufgelockertem Bereich zu erwarten. Auf Grund dieser theoretischen Vorstellungen wurden im Bereich des Schlotheimer Grabens die Bohrungen Kirchheilingen 2,4, 5 und 6 ausgearbeitet und projek-

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W O L F S O N & ICUSNEZOW

tiert. Bereits mit der Bohrung Kiroliheilingen 2 wurde ein nichtporöses, aber durch die Nähe der Schlotheimer Grabenstörung stark zerklüftetes Dolomitprofil angetroffen. Auf der I. Ökonomischen Konferenz der Staatlichen Geologischen Kommission konnte im Oktober 1958 in Leipzig über sehr starke Ölspuren und Gasfündigkeit dieser Sonde berichtet werden. In der Zwischenzeit wurde Erdgas auch auf den anderen 3 Sonden angetroffen. Wie richtig angenommen war, zeigte hierbei die

/ Strukturabhängigkeit verborgener Erzkörper

direkt im Graben angesetzte Bohrung Kirclihcilingen 5 die besten Ergebnisse. Der hier erfolgte sehr starke Gasausbruch ist bei den Erdgas- und Erdölvorkommen aus dem Zechstein unserer Republik in diesem Ausmaß bisher nie beobachtet worden. Damit kann für das Thüringer Becken die Ansicht, daß hier die Gas- und Ölvorkommen hauptsächlich an klüftiges Gebirge gebunden sind, als bewiesen und die Theorie von den unbedingt notwendigen schaumigporösen Faziesbereichen für eine Produktion als widerlegt angesehen werden.

Zur Strukturabhängigkeit verborgener Erzkörper polymetallisdier Lagerstätten in Kalken F . I. W O L F S O N & K . F . K U S N E Z O W

Das Problem des Aufsuchens verborgener Erzkörper polymetallischer Lagerstätten in Kalken wurde mehrfach in der ausländischen Literatur behandelt. Speziell LOVERING verallgemeinerte auf der Basis der Untersuchung hydrothermal veränderter Nebengesteine die Erfahrungen bei der Erkundung verborgener Erzkörper im Grubengebict von Tintic. In der letzten Zeit hält es SHNELLMAN für rationell, in England Sucharbeiten auf verborgene Erzkörper in Gebieten mit Kalksteinen, die in Antiklinalfalten gelegt sind, durchzuführen; er will Schächte bis zu 1 km Teufe und mehr niederbringen und dann ein Erkundungssystem mit horizontalen bergmännischen Aufschlüssen ansetzen. Die Vorstellungen SHNELLMANs beruhen auf der allgemein bekannten Gesetzmäßigkeit, daß die polymetallische Vererzung an Antiklinalstrukturen gebunden ist. Derartige Empfehlungen sind offensichtlich nur in Ländern möglich, in denen ein starkes Defizit an Bleierzen besteht. In der U d S S R war bis in die jüngste Zeit die Frage des Aufsuchens der verborgenen polymetallischen Vererzung noch nicht so akut, da die Möglichkeit bestand, durch Erkundungsarbeiten eine große Anzahl von Erzobjektcn zu erfassen, die an der Oberfläche ausbeißen. In Zusammenhang damit wurde diese Frage in der sowjetischen Literatur nicht ausführlich behandelt. Zugleich beginnt jedoch das Aufsuchen der verborgenen Vererzung sowohl in den gegenwärtig exploitierten Grubenfeldern als auch beim Aufsuchen neuer Lagerstätten immer größere Bedeutung zu gewinnen. Das bezieht sich besonders auf Gebiete, in denen polymetallische Lagerstätten der Skarnformation auftreten (Karamasar, Fernöstliches Küstengebiet), ferner auch auf Gebiete, in denen Mittel- und Niedertemperaturlagerstätten von Pb—Zn in Kalken auftreten (Lagerstätten von Osttransbaikalien und des Karatau). Die Verfasser führten Untersuchungen im Erzfeld von K a n s a j (Rayon Karamasar) und im Erzfeld von Nertschinsk-Sawodsk (Osttransbaikalien) durch. E s gelang, in beiden Erzfeldern eine Reihe Strukturelemente festzustellen, welche die Lokalisation der verborgenen Erzkörper kontrollieren. In der vorgelegten Zusammenfassung wurden auch die neuen, von W. A. SATOLOKINA bei der Erkundung der tiefen Horizonte von Lagerstätten des Erzfeldes Atschissaj ermittelten Daten verarbeitet. ') Aus dem Buch: „Materialien zur Allunioiisbeiatung usw.".

In der Lagerstättengruppe von K a n s a j besitzen die sclilotförmigen Erzkörper die größte industrielle Bedeutung; sie liegen in Kalken der Stufe D 3 — C j und treten in Bereichen auf, wo Scherstörungen mit nordöstlichem und nordwestlichem Streichen, die von Pyroxen-Granat und Karbonattrümernbegleitet werden, zusammentreffen. Die seitlichen Apophysen, ebenso die schlotartigen Formen, treten auf den Ficderspalten auf und schließen sich an die Hauptstörungen in verschiedener Tiefe an. E s sind mehrere Schlote bekannt, die an die Tagesoberfläche ausgehen; mit ihnen wurden auch die verborgenen Erzkörper aufgefunden. Die letzteren wurden bis jetzt zufällig in Kalken unter Phlögopitskarnen aufgefunden, in welche die erzführenden Fugen vordringen, aber eine Vererzung entwickelt sich nicht, längs dieser Fugen. Einer der verborgenen Erzkörper, „ S l e p o j " , wurde in einer Teufe von 200 m entdeckt und 100 m nach oben bis zu den Phlogopitskarnen verfolgt. Der zweite — „Tsehotka 2 " — wurde in einer Teufe von 350 m angefahren, dann nach oben bis 270 m verfolgt, wo er praktisch auskeilte. Die erkundete Teufe der Haupterzkörper der eigentlichen Lagerstätte K a n s a j ist heute über 450 m hinausgegangen. Die Lagerstätten von K a n s a j sind morphologisch den sclilotförmigen Lagerstätten des Erzfeldes von Nertschinsk-Sawodsk ähnlich. Sie liegen in unterpaläozoischen Kalken und sind an Stellen gebunden, wo sich flacheinfallende nordwestliche und steilcinfallcnde nordöstliche Scherstörungen kreuzen, ferner an Bereiche, wo die flacheinfallenden nordwestlich streichenden Scherspalten mit Nord-Süd streichenden Bruchspalten zusammentreffen. An der Tagesoberfläche sind nur die schlotförmigen Körper aufgeschlossen, die an die Kreuzungsstellen der Scherstörungen gebunden sind; die übrigen sind verborgen. Die nordwestlichen Abselierungen begrenzen die Ausbreitung der Vererzung in Richtung Oberfläche, sie wirken als semipermeable Hindernisse für die Erzlösungen. Die Bruclispalten dienen den erzführenden Lösungen als Aufstiegswege und zerschlagen sich dabei nach oben und keilen aus. An den erzführenden Scherspalten tritt Verquarzung auf, die bereits im Paläozoikum abgeschlossen wurde. Das hohe Alter der Verquarzung wird durch die Tatsache bestätigt, daß Bruchstücke von Mikroquarziten in jurassischen Konglomeraten gefunden wurden.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1969) Heft 12 572

W O L F S O N & ICUSNEZOW

tiert. Bereits mit der Bohrung Kiroliheilingen 2 wurde ein nichtporöses, aber durch die Nähe der Schlotheimer Grabenstörung stark zerklüftetes Dolomitprofil angetroffen. Auf der I. Ökonomischen Konferenz der Staatlichen Geologischen Kommission konnte im Oktober 1958 in Leipzig über sehr starke Ölspuren und Gasfündigkeit dieser Sonde berichtet werden. In der Zwischenzeit wurde Erdgas auch auf den anderen 3 Sonden angetroffen. Wie richtig angenommen war, zeigte hierbei die

/ Strukturabhängigkeit verborgener Erzkörper

direkt im Graben angesetzte Bohrung Kirclihcilingen 5 die besten Ergebnisse. Der hier erfolgte sehr starke Gasausbruch ist bei den Erdgas- und Erdölvorkommen aus dem Zechstein unserer Republik in diesem Ausmaß bisher nie beobachtet worden. Damit kann für das Thüringer Becken die Ansicht, daß hier die Gas- und Ölvorkommen hauptsächlich an klüftiges Gebirge gebunden sind, als bewiesen und die Theorie von den unbedingt notwendigen schaumigporösen Faziesbereichen für eine Produktion als widerlegt angesehen werden.

Zur Strukturabhängigkeit verborgener Erzkörper polymetallisdier Lagerstätten in Kalken F . I. W O L F S O N & K . F . K U S N E Z O W

Das Problem des Aufsuchens verborgener Erzkörper polymetallischer Lagerstätten in Kalken wurde mehrfach in der ausländischen Literatur behandelt. Speziell LOVERING verallgemeinerte auf der Basis der Untersuchung hydrothermal veränderter Nebengesteine die Erfahrungen bei der Erkundung verborgener Erzkörper im Grubengebict von Tintic. In der letzten Zeit hält es SHNELLMAN für rationell, in England Sucharbeiten auf verborgene Erzkörper in Gebieten mit Kalksteinen, die in Antiklinalfalten gelegt sind, durchzuführen; er will Schächte bis zu 1 km Teufe und mehr niederbringen und dann ein Erkundungssystem mit horizontalen bergmännischen Aufschlüssen ansetzen. Die Vorstellungen SHNELLMANs beruhen auf der allgemein bekannten Gesetzmäßigkeit, daß die polymetallische Vererzung an Antiklinalstrukturen gebunden ist. Derartige Empfehlungen sind offensichtlich nur in Ländern möglich, in denen ein starkes Defizit an Bleierzen besteht. In der U d S S R war bis in die jüngste Zeit die Frage des Aufsuchens der verborgenen polymetallischen Vererzung noch nicht so akut, da die Möglichkeit bestand, durch Erkundungsarbeiten eine große Anzahl von Erzobjektcn zu erfassen, die an der Oberfläche ausbeißen. In Zusammenhang damit wurde diese Frage in der sowjetischen Literatur nicht ausführlich behandelt. Zugleich beginnt jedoch das Aufsuchen der verborgenen Vererzung sowohl in den gegenwärtig exploitierten Grubenfeldern als auch beim Aufsuchen neuer Lagerstätten immer größere Bedeutung zu gewinnen. Das bezieht sich besonders auf Gebiete, in denen polymetallische Lagerstätten der Skarnformation auftreten (Karamasar, Fernöstliches Küstengebiet), ferner auch auf Gebiete, in denen Mittel- und Niedertemperaturlagerstätten von Pb—Zn in Kalken auftreten (Lagerstätten von Osttransbaikalien und des Karatau). Die Verfasser führten Untersuchungen im Erzfeld von K a n s a j (Rayon Karamasar) und im Erzfeld von Nertschinsk-Sawodsk (Osttransbaikalien) durch. E s gelang, in beiden Erzfeldern eine Reihe Strukturelemente festzustellen, welche die Lokalisation der verborgenen Erzkörper kontrollieren. In der vorgelegten Zusammenfassung wurden auch die neuen, von W. A. SATOLOKINA bei der Erkundung der tiefen Horizonte von Lagerstätten des Erzfeldes Atschissaj ermittelten Daten verarbeitet. ') Aus dem Buch: „Materialien zur Allunioiisbeiatung usw.".

In der Lagerstättengruppe von K a n s a j besitzen die sclilotförmigen Erzkörper die größte industrielle Bedeutung; sie liegen in Kalken der Stufe D 3 — C j und treten in Bereichen auf, wo Scherstörungen mit nordöstlichem und nordwestlichem Streichen, die von Pyroxen-Granat und Karbonattrümernbegleitet werden, zusammentreffen. Die seitlichen Apophysen, ebenso die schlotartigen Formen, treten auf den Ficderspalten auf und schließen sich an die Hauptstörungen in verschiedener Tiefe an. E s sind mehrere Schlote bekannt, die an die Tagesoberfläche ausgehen; mit ihnen wurden auch die verborgenen Erzkörper aufgefunden. Die letzteren wurden bis jetzt zufällig in Kalken unter Phlögopitskarnen aufgefunden, in welche die erzführenden Fugen vordringen, aber eine Vererzung entwickelt sich nicht, längs dieser Fugen. Einer der verborgenen Erzkörper, „ S l e p o j " , wurde in einer Teufe von 200 m entdeckt und 100 m nach oben bis zu den Phlogopitskarnen verfolgt. Der zweite — „Tsehotka 2 " — wurde in einer Teufe von 350 m angefahren, dann nach oben bis 270 m verfolgt, wo er praktisch auskeilte. Die erkundete Teufe der Haupterzkörper der eigentlichen Lagerstätte K a n s a j ist heute über 450 m hinausgegangen. Die Lagerstätten von K a n s a j sind morphologisch den sclilotförmigen Lagerstätten des Erzfeldes von Nertschinsk-Sawodsk ähnlich. Sie liegen in unterpaläozoischen Kalken und sind an Stellen gebunden, wo sich flacheinfallende nordwestliche und steilcinfallcnde nordöstliche Scherstörungen kreuzen, ferner an Bereiche, wo die flacheinfallenden nordwestlich streichenden Scherspalten mit Nord-Süd streichenden Bruchspalten zusammentreffen. An der Tagesoberfläche sind nur die schlotförmigen Körper aufgeschlossen, die an die Kreuzungsstellen der Scherstörungen gebunden sind; die übrigen sind verborgen. Die nordwestlichen Abselierungen begrenzen die Ausbreitung der Vererzung in Richtung Oberfläche, sie wirken als semipermeable Hindernisse für die Erzlösungen. Die Bruclispalten dienen den erzführenden Lösungen als Aufstiegswege und zerschlagen sich dabei nach oben und keilen aus. An den erzführenden Scherspalten tritt Verquarzung auf, die bereits im Paläozoikum abgeschlossen wurde. Das hohe Alter der Verquarzung wird durch die Tatsache bestätigt, daß Bruchstücke von Mikroquarziten in jurassischen Konglomeraten gefunden wurden.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1059) lieft 12 SCHLEGEL & W I E F E L / Die B e m u s t e r u n g oberclevomsclier Roteisenerze

Verborgene E r z k ö r p e r innerhalb des b e t r a c h t e t e n Erzfeldes von N e r t s c h i n s k - S a w o d s k sind a u c h gewisse schichtförmige lind linsenförmige Lager, e n t s t a n d e n durch V e r d r ä n g u n g von Zwischenlagen tektoniscl) zu Linsen u m g e f o r m t e r K a l k e in einer Folge paläozoischer Schiefer, die von einer m ä c h t i g e n Zone t e k t o n i s c h e r B r e k z i e n zerschnitten werden. An der Tagesoberfläche t r i t t eine a r m e polymetallische Vererzung nur in dieser t e k t o n i s c l i e n Zone auf. E s wurden auch Ausbisse unbedeutender erzführender Linsen registriert, die m i t wachsender Tiefe im Streichen in der Mächtigkeit schnell z u n a h m e n , verbunden m i t einer entsprechenden Größenz u n a h m e der Zwischenlagen der in Linsen umgeformten K a l k e , auf deren Kosten sich die Vererzung entwickelte. N a c h den Angaben von W . A. SATOLOKINA h a b e n sich zahlreiche, dem W e s e n n a c h sulfidische polymetallische Erzlager von den tiefen Horizonten der polymetallischen L a g e r s t ä t t e Atsehissaj als verborgen erwiesen; sie liegen im Horizont der F u n k e n d o l o m i t e . Diese K ö r p e r sind an eine Serie durchörternder Spalten gebunden, die etwas in den darüberliegenden T u r l a n e r Horizont und den darunterliegenden B a s a l h o r i z o n t der schiefrigen K a l k e vordringen. Die Analyse der behandelten D a t e n g e s t a t t e t es, einige allgemeine E r w ä g u n g e n über die strukturellen und

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litliologischen K r i t e r i e n auszusprechen, welche die Lokalisation einer verborgenen polymetallischen Vererzung in morphologisch komplizierten Gebieten beeinflussen. a) E i n e verborgene Vererzung t r i t t auf, wenn abwärts im Profil für die Verdrängung durch Erzmineralien ungünstige silikatische Gesteine (Phlogopitskarne, Porphyre, Schiefer u. a.) durch k a r b o n a t i s c h e Gesteine abgelöst werden. b) Verborgene E r z k ö r p e r können sich in einer Quetschungszone befinden, die sich an silikatischen Gesteinen verfolgen l ä ß t und Zwischenlagen von in Linsen umgewandelten k a r b o n a t i s c h e n Gesteinen e n t h ä l t . c) Verborgene schlotförmige E r z k ö r p e r werden an Stellen lokalisiert, wo Scher- und teilweise B r u c h s p a l t e n sich kreuzen oder z u s a m m e n l a u f e n ; diese S p a l t e n sind gewöhnlich erheblich früher als die Vererzung angelegt, und ihre Ausbreitung nach der Oberfläche hin wird nicht selten durch flacheinfallende Scherzonen oder durch Gesteine begrenzt, die sich durch hohe plastische E i g e n s c h a f t e n und geringe Zerbrechung auszeichnen. Das Auffinden verborgener E r z k ö r p e r in mineralisierten Feldern ist daher in Bereichen möglich, wo lithologische und strukturelle F a k t o r e n in günstiger K o m b i n a t i o n vorliegen.

Die Bemusterung oberdevonischer Roteisenerze des Schleizer Gebietes und ihre Auswertung GERHARD SCHLEGEL & HEINZ W I E F E L ,

Jena

In den l e t z t e n J a h r e n wurden im B e r e i c h der oberdevonischen R o t e i s c n e r z l a g e r s t ä t t e n des Schleizer Troges ausgedehnte E r k u n d u n g s a r b e i t e n durchgeführt, die A n l a ß zu eingehenden geologisch-stratigraphischen und n i i n e r a l o g i s c h - l a g e r s t ä t t e n k u n d l i c h e n Arbeiten gegeben h a b e n ( G R Ä B E 1 9 5 2 , 1 9 5 6 ; SCHLEGEL 1 9 5 6 ; D E C K E R 1 9 5 5 ; S T E I N I K E 1 9 5 7 ) . I m R a h m e n dieser Arbeiten wurden drei U n t e r s u c h u n g s s c h ä c h t e m i t mehreren Sohlen aufgefahren und eine große Anzahl von Bohrungen n i e d e r g e b r a c h t , die die Grundlage zur L a g e r s t ä t t e n b e r e c h n u n g bildeten. Ubertageaufschlüsse k a m e n für die B e m u s t e r u n g k a u m in F r a g e , da in früheren B e r g b a u p e r i o d e n die zutage t r e t e n d e n L a g e r s t ä t t e n t e i l e bereits weitgehend a b g e b a u t worden sind und an anderen Stellen, besonders im B e r e i c h von Hochflächen, der E r z a u s s t r i c h durch m ä c h t i g e lehmige Verwitterungsund S o l i f l u k t i o n s s c h u t t d e c k e n verhüllt wird. Die E r z t y p e n und ihre Verbreitung' B e s o n d e r e Schwierigkeiten b e r e i t e t e der E r k u n d u n g die regionale V e r b r e i t u n g des Erzlagers. E s h ä l t sich zwar im allgemeinen r e c h t k o n s t a n t an die obere Grenze bzw. den h ö c h s t e n T e i l der E r u p t i v s e r i e des tieferen Oberdevons, v e r t r e t e n durch D i a b a s m a n d e l s t c i n e m i t den dazugehörigen sehr verschiedenartigen Tuffen, j e d o c h ist das L a g e r auf eine Anzahl mehr oder weniger großer E r z l i n s e n b e s c h r ä n k t , deren L a g e in enger B e ziehung m i t dem bei der S e d i m e n t a t i o n des Erzes vorhanden gewesenen R e l i e f s t e h t , worauf bereits GRÄBE ( 1 9 5 6 ) hinweisen k o n n t e . Die starke Gliederung des S e d i m e n t a t i o n s r a u m e s dürfte in erster Linie die sehr r a s c h e n S c h w a n k u n g e n der M ä c h t i g k e i t , A u s b i l d u n g und des C h e m i s m u s des E r z l a g e r s bedingen. Auf den durch den intensiven D i a b a s v u l k a n i s m u s ge-

schaffenen, z. T . subaerischen Hochgebieten fehlt das E r z l a g e r und teilweise auch noch die im Hangenden folgenden K a l k e des höheren Oberdevons. An ihren F l a n k e n setzt das E r z l a g e r m i t nach der T i e f e hin zunehmender Mächtigkeit ein. In lokalen, flacheren B e c k e n zwischen einzelnen höher aufragenden Zonen erreicht es M a x i m a l m ä c h t i g k e i t e n und nach den nordwestlich des Schleizcr Troges gelegenen tieferen B e c k e n teileu der Ziegenrücker Mulde hin keilt es aus oder geht in K a l k k n o t e n s c h i e f e r über. In enger Beziehung zu dem v o r h a n d e n gewesenen Relief s t e h t auch die fazielle Ausbildung des Erzlagers. Alle bisherigen B e a r b e i t e r unterschieden,' m i t unwesentlichen Abweichungen, drei verschiedene E r z f a z i e s : die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e , die kieselig-(magnetitisch-)hämatitisclie und die chloritiscli-magnetitische Lagerfazies, die durch U b e r g ä n g e m i t e i n a n d e r v e r b u n d e n sind und von S T E I N I K E (1957) n a c h der speziellen m i n e r a logischen Ausbildung in weitere T y p e n gegliedert, wurden. Die einzelnen Erzfazies zeigen eine t y p i s c h e zonare Verbreitung. I m P ö r m i t z e r Gebiet ergibt sich im allgemeinen eine ellipsenförmig-konzentrische An-, Ordnung der verschiedenen Erzfazies, indem in den R a n d z o n e n der Erzlinsen die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e Fazies (sog. Scheckerierz) a u f t r i t t , nach innen sich die kieselig( m a g n e t i t i s c h - ) h ä m a t i t i s c h e Fazies anschließt und i m Zentrum ein kleines Gebiet in chloritiscli-magnetitischer Fazies vorliegt. I m Görkwitzer Gebiet ist ein streifenförmiger Verlauf der verschiedenen Erzfazies zu beo b a c h t e n . Die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e Fazies beschränkt, sich auf eine wechselnd breite R a n d z o n e des B e c k e n s . In kleinen r a n d n a h e gelegenen S e n k e n t r i t t in u n bedeutenden Linsen die magnetitisch-chloritisclie F a z i e s auf. R a n d f e r n e r ist die k i e s e l i g - ( m a g n e t i t i s c h - ) h ä m a -

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Verborgene E r z k ö r p e r innerhalb des b e t r a c h t e t e n Erzfeldes von N e r t s c h i n s k - S a w o d s k sind a u c h gewisse schichtförmige lind linsenförmige Lager, e n t s t a n d e n durch V e r d r ä n g u n g von Zwischenlagen tektoniscl) zu Linsen u m g e f o r m t e r K a l k e in einer Folge paläozoischer Schiefer, die von einer m ä c h t i g e n Zone t e k t o n i s c h e r B r e k z i e n zerschnitten werden. An der Tagesoberfläche t r i t t eine a r m e polymetallische Vererzung nur in dieser t e k t o n i s c l i e n Zone auf. E s wurden auch Ausbisse unbedeutender erzführender Linsen registriert, die m i t wachsender Tiefe im Streichen in der Mächtigkeit schnell z u n a h m e n , verbunden m i t einer entsprechenden Größenz u n a h m e der Zwischenlagen der in Linsen umgeformten K a l k e , auf deren Kosten sich die Vererzung entwickelte. N a c h den Angaben von W . A. SATOLOKINA h a b e n sich zahlreiche, dem W e s e n n a c h sulfidische polymetallische Erzlager von den tiefen Horizonten der polymetallischen L a g e r s t ä t t e Atsehissaj als verborgen erwiesen; sie liegen im Horizont der F u n k e n d o l o m i t e . Diese K ö r p e r sind an eine Serie durchörternder Spalten gebunden, die etwas in den darüberliegenden T u r l a n e r Horizont und den darunterliegenden B a s a l h o r i z o n t der schiefrigen K a l k e vordringen. Die Analyse der behandelten D a t e n g e s t a t t e t es, einige allgemeine E r w ä g u n g e n über die strukturellen und

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litliologischen K r i t e r i e n auszusprechen, welche die Lokalisation einer verborgenen polymetallischen Vererzung in morphologisch komplizierten Gebieten beeinflussen. a) E i n e verborgene Vererzung t r i t t auf, wenn abwärts im Profil für die Verdrängung durch Erzmineralien ungünstige silikatische Gesteine (Phlogopitskarne, Porphyre, Schiefer u. a.) durch k a r b o n a t i s c h e Gesteine abgelöst werden. b) Verborgene E r z k ö r p e r können sich in einer Quetschungszone befinden, die sich an silikatischen Gesteinen verfolgen l ä ß t und Zwischenlagen von in Linsen umgewandelten k a r b o n a t i s c h e n Gesteinen e n t h ä l t . c) Verborgene schlotförmige E r z k ö r p e r werden an Stellen lokalisiert, wo Scher- und teilweise B r u c h s p a l t e n sich kreuzen oder z u s a m m e n l a u f e n ; diese S p a l t e n sind gewöhnlich erheblich früher als die Vererzung angelegt, und ihre Ausbreitung nach der Oberfläche hin wird nicht selten durch flacheinfallende Scherzonen oder durch Gesteine begrenzt, die sich durch hohe plastische E i g e n s c h a f t e n und geringe Zerbrechung auszeichnen. Das Auffinden verborgener E r z k ö r p e r in mineralisierten Feldern ist daher in Bereichen möglich, wo lithologische und strukturelle F a k t o r e n in günstiger K o m b i n a t i o n vorliegen.

Die Bemusterung oberdevonischer Roteisenerze des Schleizer Gebietes und ihre Auswertung GERHARD SCHLEGEL & HEINZ W I E F E L ,

Jena

In den l e t z t e n J a h r e n wurden im B e r e i c h der oberdevonischen R o t e i s c n e r z l a g e r s t ä t t e n des Schleizer Troges ausgedehnte E r k u n d u n g s a r b e i t e n durchgeführt, die A n l a ß zu eingehenden geologisch-stratigraphischen und n i i n e r a l o g i s c h - l a g e r s t ä t t e n k u n d l i c h e n Arbeiten gegeben h a b e n ( G R Ä B E 1 9 5 2 , 1 9 5 6 ; SCHLEGEL 1 9 5 6 ; D E C K E R 1 9 5 5 ; S T E I N I K E 1 9 5 7 ) . I m R a h m e n dieser Arbeiten wurden drei U n t e r s u c h u n g s s c h ä c h t e m i t mehreren Sohlen aufgefahren und eine große Anzahl von Bohrungen n i e d e r g e b r a c h t , die die Grundlage zur L a g e r s t ä t t e n b e r e c h n u n g bildeten. Ubertageaufschlüsse k a m e n für die B e m u s t e r u n g k a u m in F r a g e , da in früheren B e r g b a u p e r i o d e n die zutage t r e t e n d e n L a g e r s t ä t t e n t e i l e bereits weitgehend a b g e b a u t worden sind und an anderen Stellen, besonders im B e r e i c h von Hochflächen, der E r z a u s s t r i c h durch m ä c h t i g e lehmige Verwitterungsund S o l i f l u k t i o n s s c h u t t d e c k e n verhüllt wird. Die E r z t y p e n und ihre Verbreitung' B e s o n d e r e Schwierigkeiten b e r e i t e t e der E r k u n d u n g die regionale V e r b r e i t u n g des Erzlagers. E s h ä l t sich zwar im allgemeinen r e c h t k o n s t a n t an die obere Grenze bzw. den h ö c h s t e n T e i l der E r u p t i v s e r i e des tieferen Oberdevons, v e r t r e t e n durch D i a b a s m a n d e l s t c i n e m i t den dazugehörigen sehr verschiedenartigen Tuffen, j e d o c h ist das L a g e r auf eine Anzahl mehr oder weniger großer E r z l i n s e n b e s c h r ä n k t , deren L a g e in enger B e ziehung m i t dem bei der S e d i m e n t a t i o n des Erzes vorhanden gewesenen R e l i e f s t e h t , worauf bereits GRÄBE ( 1 9 5 6 ) hinweisen k o n n t e . Die starke Gliederung des S e d i m e n t a t i o n s r a u m e s dürfte in erster Linie die sehr r a s c h e n S c h w a n k u n g e n der M ä c h t i g k e i t , A u s b i l d u n g und des C h e m i s m u s des E r z l a g e r s bedingen. Auf den durch den intensiven D i a b a s v u l k a n i s m u s ge-

schaffenen, z. T . subaerischen Hochgebieten fehlt das E r z l a g e r und teilweise auch noch die im Hangenden folgenden K a l k e des höheren Oberdevons. An ihren F l a n k e n setzt das E r z l a g e r m i t nach der T i e f e hin zunehmender Mächtigkeit ein. In lokalen, flacheren B e c k e n zwischen einzelnen höher aufragenden Zonen erreicht es M a x i m a l m ä c h t i g k e i t e n und nach den nordwestlich des Schleizcr Troges gelegenen tieferen B e c k e n teileu der Ziegenrücker Mulde hin keilt es aus oder geht in K a l k k n o t e n s c h i e f e r über. In enger Beziehung zu dem v o r h a n d e n gewesenen Relief s t e h t auch die fazielle Ausbildung des Erzlagers. Alle bisherigen B e a r b e i t e r unterschieden,' m i t unwesentlichen Abweichungen, drei verschiedene E r z f a z i e s : die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e , die kieselig-(magnetitisch-)hämatitisclie und die chloritiscli-magnetitische Lagerfazies, die durch U b e r g ä n g e m i t e i n a n d e r v e r b u n d e n sind und von S T E I N I K E (1957) n a c h der speziellen m i n e r a logischen Ausbildung in weitere T y p e n gegliedert, wurden. Die einzelnen Erzfazies zeigen eine t y p i s c h e zonare Verbreitung. I m P ö r m i t z e r Gebiet ergibt sich im allgemeinen eine ellipsenförmig-konzentrische An-, Ordnung der verschiedenen Erzfazies, indem in den R a n d z o n e n der Erzlinsen die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e Fazies (sog. Scheckerierz) a u f t r i t t , nach innen sich die kieselig( m a g n e t i t i s c h - ) h ä m a t i t i s c h e Fazies anschließt und i m Zentrum ein kleines Gebiet in chloritiscli-magnetitischer Fazies vorliegt. I m Görkwitzer Gebiet ist ein streifenförmiger Verlauf der verschiedenen Erzfazies zu beo b a c h t e n . Die k a l k i g - h ä m a t i t i s c h e Fazies beschränkt, sich auf eine wechselnd breite R a n d z o n e des B e c k e n s . In kleinen r a n d n a h e gelegenen S e n k e n t r i t t in u n bedeutenden Linsen die magnetitisch-chloritisclie F a z i e s auf. R a n d f e r n e r ist die k i e s e l i g - ( m a g n e t i t i s c h - ) h ä m a -

Zeitschrift liir angewandte Geologie (1969) Heft 12 SCHLEGEL & WIEFEL/ Die Bemusterung oberdevonischer Roteisenerze

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A b b . 1. Graphische Darstellung einer Reihe Vollanalysen und Fc-Bestimmungen eines Profils durch 'die Pörmitzer Eisenerzlagerstätte. Das Profil liegt verhältnismäßig randnah, deshalb ist die chloritisch-magnetitische Fazies nicht m i t erfaßt und die kieselig-(magnetitisch-)hämatitische Fazies zeigt große Schwankungen im Chemismus. L ä n g e des Profils etwa 600 m.

titische Fazies verbreitet, die nach dem Beckentiefsten, zur Ziegenrücker Mulde hin, vertauht und in Kalkknotenscliiefer übergeht. Die Faziesdifferenzierung spiegelt sich im Chemismus des Erzlagers wider. Das Erzlager in der kalkig-hämatitischen Fazies besteht überwiegend aus einer Wechsellagerung von Zentimeter- bis dezimetermächtigen Scheckenerz- und mehr oder weniger tuffitischen Kalkbänken bzw. -bändern. Somit ergibt sich ein sehr hoher CaO-Gehalt von durchschnittlich 30—40%. Lokal kann der Kalk weitgehend durch Dolomit vertreten sein, wodurch sich ein MgO-Gehalt bis zu 15% einstellt. Die Fe- und Si0 2 -Gehalte sind relativ niedrig, der FcGehalt schwankt zumeist zwischen 12 und 18%, der Si0 2 -Gehalt liegt je nach dem Anteil des tuffogenen Materials zwischen 3 und 12%. Das kieselig-(magnetitisch-)hämatitische Erz zeigt einen wesentlich einheitlicheren, geschlosseneren Aufbau als das Scheckenerz. E s ist als derber Roteisenstein ausgebildet, der in wechselnder Häufigkeit und Größe Eisenkieselnester und tuffitische Einlagerungen enthält. Nach der Häufigkeit der Tuffit- und Eisenkieseleinschaltungen schwankt der Chemismus dieses Erzes. Der CaO-Gehalt ist bedeutend niedriger als beim Scheckenerz. Er liegt im allgemeinen unter 15% und erreicht nur im Görkwitzer Gebiet 20%. Dagegen ist der Si0 2 -Gehalt erheblich angestiegen und beträgt je nach Eisenkieselanteil 20—40%. Die Fe-Gehalte liegen ebenfalls höher; im Pörmitzer Gebiet betragen sie 25—45%, im Görkwitzer Gebiet liegen sie durchschnittlich etwas niedriger. Die chloritisch-magnetitische Lagerfazies unterscheidet sich im Chemismus kaum von der kieselig(magnetitisch-)hämatitischen Fazies. Im Görkwitzer Gebiet treten in einer Folge von grobbrekziösen Diabastuffen mit Diabasmandelsteinbomben, Lapilli und feinkörnigen, teilweise gebänderten Diabastuffen, in denen sich geringmächtige Effusivdecken von Diabasmandelstein einschalten, mehrere Erzlager auf (Abb. 3).

Die Bemusterung Die Streckenführung in den Untersuchungsschächten war von vornherein auf die Bemusterung der Lagerstätte ausgerichtet. Die im Streichen aufgefahrenen Untersuchungsstrecken wurden nach Möglichkeit im Erzlager vorgetrieben, wodurch sich in tektonisch stärker gestörten Gebieten ein kurvenreicher Streckenverlauf ergab. Nur in ausgedehnteren Störungszonen und bei schwierigen hydrologischen Verhältnissen wurde auf eine Auffahrung im Erzlager verzichtet. Wenn es bei größeren Erzmächtigkeiten und bei ungünstigen tektonischen Bedingungen nicht möglich war, das gesamte Lager von der Liegend- bis zur Hangendgrenze in den streichenden Strecken zu erfassen, wurden in Abständen von 15—20 m Tastquerschläge aufgefahren. Dort, wo mehrere Erzlager ausgebildet waren, dienten diese zur Aufschließung der gesamten Erzlagerzone, da die streichenden Strecken stets nur ein Lager erfassen konnten. Um das Erzlager zwischen den einzelnen Sohlen bzw. zwischen der obersten Sohle und über Tage zu erkunden, wurden Überhaue aufgefahren. Nach Möglichkeit wurden stets mehrere Überhaue auf einem Querprofil angesetzt, das z. T. noch durch Bohrungen erweitert wurde. Die einzelnen Querprofile und Sohlen dienten dann zur Ausblockung der Vorräte. Im Laufe der Erkundungsarbeiten wurden zahlreiche Bohrungen niedergebracht, die unter verschiedenen Gesichtspunkten angesetzt wurden. Die ersten Bohrungen hatten die Aufgabe, die Verbreitung, Mächtigkeit und Ausbildung des Erzlagers in großen Zügen zu erkunden. Später wurden die Bohrungen planmäßig auf Querprofilen angesetzt und mit den inzwischen geschaffenen Grubenaufschlüssen koordiniert. Zur Erkundung tieferer Muldenteile, die durch Auffahrungen nicht erreicht werden konnten, wurden im Pörmitzer Grubengebiet unter den gleichen Gesichtspunkten Untertagebohrungen durchgeführt. In den Grubenbauen erfolgte die Bemusterung der Lagerstätte ausschließlich durch Schlitzproben. In den

Zeitschrift für angewandte Geologie f l 9 5 9 ) Heft 12 SCHLEGEL & W I E F E L / Die

Bemusterung oberdevonischer Roteisenerze

streichenden Strecken wurden sie an der Firste genommen, in den Querschlägen teilweise auch am Stoß. BeiderStoßbemusterung konnten die Schlitze auch bei flacher Lagerung senkrecht zum Streichen und Fallen angelegt werden, während dies bei der Firstenbemusterung nur 1QSO ) 0,00 bis 0,20 m 0,20 m Mutterboden 0,20 bis 5,20 m 5,00 m Geschiebemergel, gelb 6,20 bis 5,80 ni 0,60 in Saud, gelb, scharf

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Zeitschrift für angewandte Geologie (1959) Heft 12

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Nachrichten und Informationen EMILE SCHNEIDER („Rheinischer M e r k u r " K ö l n v . ' 26. 6. 59) schlug f ü r den E i t r a n s p o r t aus d e n p r a k t i s c h u n e r s c h ö p f l i c h e n E r z l a g e r s t ä t t e n v o n K a n a d a u n d Venezuela den B a u v o n S p e z i a l t r a n s p o r t s c h i f f e n bis zu 60 000 B R T v o r . „ D a m i t wird das Eisenerz ebenso wie das E r d ö l zu einer int,ernationalen H a n d e l s w a r e , die n i c h t m e h r auf regionale Absatzwege b e s c h r ä n k t ist. . . . E u r o p a b r a u c h t also auf weite Sicht k e i n e n Mangel a n Eisenerz zu b e f ü r c h ten." E. Kohle un