Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 6, Heft 2 Februar 1960 [Reprint 2021 ed.] 9783112552742, 9783112552735

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ZEITSCHRIFT FÜR A N QE WANDTE QEOLOQIE

XXI. Internationaler Geologenkongreß Kopenhagen, 15. bis 25. August I960

AUS DEM INHALT

W. I. Smirnow Evolution der endogenen Eribilduni;

HERAUSQEQEBEN VON DER STAATLICHEN Q E O L O Q I S C H E N

KOMMISSION

W. I. Gerassimowski Geochemie der seltenen Erden

U N D D E R Z E N T R A L E N VO R RATS K OM M I S S I O N

I. O. Brod

DER D E U T S C H E N

Diagnostische Anzeichen für die Bildung von Bitumen, Erdöl und Erdgas

DEMOKRATISCHEN

REPUBLIK

H. Mau Asche, ein reüente» Sediment K. Dette Tonvorkommen in Nordalbanien H. Hohl & L. Eissmann W asserbohrungen im nord- and mittelsächsischen Porphyrgebiet R. Köhler & A. Thomas Vorläufer moderner Baugrundkarten

AKADEMIE

- VE R L A Q

• BERLIN

BAND 6 / H E F T F E B R U A R 1960 SEITE 4 9 - 9 6

INHALT Evolution

W . I. SMIRNOW

COflEPJKAHHE

der endogenen

Erz-

9B0JH0IIHH SHfloreHHoro pyjjooG-

bildung W. I.

GERASSIMOWSKI

CONTENTS

pa30BaHHH

Geochemie der seltenen Erden

Organisation der Erkundungs-

reoxHMHH penK03eMejibHLix 3jie-

COCTOHHHG H

53

Organisation of exploration work on bitumen, oil and gas in the Sovjet-Union

JENIKEJEW &

arbeiten auf Erdöl und Erdgas in der U d S S R

H HG(¡)Tb

Bildung von Bitumen,

The geochemistry of the rare

nanpaBaoHHe reo-

0 . P . GRAZIANOWA

Diagnostische Anzeichen für die

49

earthea

jioropa3BeAOHHLix paSoT Ha r a s

1. O . B R O D

ore

formation

MeHTOB I. P . SUBOW, P . N .

Evolution of endogene

J(HarHOCTHHecKHe npH3HaKn npo-

Diagnostic indications of the

ijeccoB 6nTyMoo6pa30BaHHH H

genesis of bitumen, oil and

He$Tera3006pa30BaHHH

natural gas

Erdöl

und Erdgas

58

63

H . MAU

Asche, ein rezentes Sediment

30Jia — COBpGMGHHHñ OCaAOK

Ash, a recent sediment

67

K. DETTE

Tonvorkommen in Nordalbanien

MecTopow/ieHHH rann B ceBepHoö

Occurrence of clay in North

71

AjiSaHHH Über die Lage von Flächen-

H . BRÜHL

L. EISSMANN

Strukturen

T yp

structures

BypeHHH Ha BOAy B ceBeprio- H

inclined

the North- and

gebiet

oSjiacTH

saxon porphyry area

Baugrund-

npeameCTBeHHHKH COBpGMGHHblX

HOBOCTH

B

78

Middle-

Forerunners of modern buil-

81

ding ground maps

KapT CTpoHTGJibHoro r p y H T a

HGKOTOpbie

76

fold

Drilling upon water within

CPEHHECAKCOHCKOFL N 0 P $ H P 0 B 0 I I

SypOBOft

Some news on technics of oil

85

drilling

TeXHHKe H a H6(J)Tb

bohrtechnik L . K . SAWRASOW

on

mittelsächsischen Porphyr-

Einige Neuigkeiten in der Erdöl-

R . MEINHOLD

On the position of plane elements

karten

A . THOMAS

nojiOHíGHHH noBepxHOCTeñ y HaKHOHHblX CKJiaAMaTLIX CTpyK-

Vorläufer moderner

R . KÖHLER &

Albania

elementen an geneigten Falten-

Wasserbohrungen im nord- u n d

R. HOHL &

O

.

Geländeerprobung des Vibrations-

IIojieBbie HcnHTaHHH BiiGpoycTa-

gerätes Lengiprotrans WUL-2

iioBKH neHrHnpoTpaHca BYJI-2

Employment of the vibrational 85 drilling apparatus Lengiprotrans WUL-2

N. K . TSCHEBOTAREW

Vibrationsbohrgerät

EWBU-20

Bn6po6ypoBaa

ycTaHOBKa

Vibrational drilling apparatus

für die Erkundung von Seifen-

9BBY-20 HJiH pa3BG»KH poc-

EWBU-20

for

lagerstätten

CHnHblX MeCTOpOHtAGHHft

exploration of placer depo-

86

the

sits 88-96

Lesesteine, Besprechungen und Referate, Nachrichten und Informationen, Kurznachrichten

Die

ZEITSCHRIFT- FÜR ANGEWANDTE G E O L O G I E

berichtet ständig ausführlich über folgende Arbeitsgebiete: Geologische Grundlagen-

forschung und Lagerstättenforschung / Methodik der geologischen Erkundung / 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 Lagerstättenkunde im Ausland / Bibliographie, Verordnungen, Richtlinien, Konferenzen, Persönalnachrichten Dem Redaktionskollegium gehören a n : Prof. Dipl.-Berging. B Ü H R I G , N o r d h a u s e n - P r o f . Dr. HECK, S c h w e r i n - Prof. Dr. H O H L , Freiberg/Sa. - Prof. Dr. KAUTZSCH, Berlin Prof. Dr. LANGE, Berlin -

Dr. MEINHOLD, Leipzig -

Dr. N O S S K E , Leipzig -

Prof. Dr. PIETZSCH, Freiberg

Dr. R E H , J e n a — Prof. Dr. SCHÜLLER, 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 LANGE, Berlin

Die Z E I T S C H R I F T

FÖR A N G E W A N D T E G E O L O G I E

ist kein Organ einer engen Fachgruppe. Auf ihren Seiten können alle strittigen Fragen

der praktischen Geologie behandelt werden. Die Autoren übernehmen für ihre Aufsätze die übliche Verantwortung.

GEOLOGISCHE GESELLSCHAFT IN DER DEUTSCHEN DEMOKRATISCHEN REPUBLIK

Fotowettbewerb Die Geologische Gesellschaft in der DDR veranstaltet in Verbindung mit der Zentralen Kommission Fotografie in der DDR aus Anlaß ihrer 7. Jahrestagung vom 31. Mai bis 4. Juni 1960 im demokratischen Sektor von Groß-Berlin einen Fotowettbewerb, verbunden mit einer Fotoausstellung während der Tagung. Die ausgestellten Bilder sollen die Bedeutung der Fotografie auf dem gesamten Gebiet der Geologie klar erkennen lassen. Vorbildliche Aufnahmen sollen zeigen, daß die dokumentarische Aussagekraft durch fotographisch-künstlerische Erfassung des dargestellten Objektes erhöht wird. Ziel der Ausstellung ist es u. a., das Niveau der Abbildungen in Veröffentlichungen durch anregende Beispiele zu erhöhen.

Teilnahmebedingungen : T e i l n e h m e r k r e i s : Zur Teilnahme berechtigt sind die Mitglieder der Geologischen Gesellschaft in der DDR, ferner alle Angehörigen geologischer Institutionen (Staatliche Geologische Kommission, Hoch- und Fachschul-lnstitute, Institute der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin u. ä. Einrichtungen). Ausgeschlossen von der Teilnahme sind Fachfotografen. Motive: Zur Einsendung können gelangen: Landschaftsaufnahmen mit deutlicher geologischer Aussage, Aufschlußbilder, Aufnahmen unter Tage, ferner Lupen- und Mikroaufnahmen von Fossilien, Gesteinen, Mineralien o. dgl. Auch Fotos, die den. Geologen bei seiner Arbeit zeigen, sind erwünscht. Die genannten Beispiele sollen das Thema nicht begrenzen, sie sind nur als Anregung gedacht. E i n s e n d u n g e n : Zugelassen sind je Einsender 5 Schwarzweiß-Vergrößerungen, deren längste Seite mindestens 30 cm, jedoch nicht über 60 cm betragen soll. Die Vergrößerungen dürfen fototechnisch keine Mängel aufweisen. Die Art der Bearbeitung (z. B. Hochglanz, Velvet o. dgl.) bleibt jedem Teilnehmer überlassen. E i n s e n d e t e r m i n : Die Einsendungen müssen bis zum 20. April 1960 (Datum des Poststempels) unter der Anschrift: Fotowettbewerb der Geologischen Gesellschaft i. d. DDR, z. Hd. v. Dr. G. Möbus, Geotektonisches Institut der DAW, Berlin W 8, Otto-Nuschke-Straße 22/23, eingegangen sein. B i l d a n g a b e n : Auf der Rückseite jedes Fotos ist anzugeben: 1. 2. 3. 4. 5.

Vor- und Zuname des Bildautors, Genaue Anschrift und Dienststelle des Bildautors, Verwendete Kamera, Verwendetes Filmmaterial, Bildtitel.

Jeder Einsendung ist unabhängig davon eine Aufstellung sämtlicher eingesandten Fotos beizufügen. A u s w e r t u n g : Die eingesandten Fotografien werden nach Ablauf der Einsendefrist einer Jury vorgelegt. Diese wählt die zur Ausstellung gelangenden Bilder aus. Die Jury besteht aus: einem Vertreter des Vorstandes der Geol. Ges. i. d. DDR, einem Vertreter der Zentralen Kommission Fotografie der DDR, einem Vertreter der Fachfotografen an den Geologischen Institutionen. Die Autoren der ausgestellten Fotos erhalten eine Urkunde. Darüber hinaus ist beabsichtigt, eine Auswahl der eingesandten Fotos in einem Bildband zu veröffentlichen. Kurze Bildunterschriftstexte werden von den betreffenden Autoren durch eine besondere Benachrichtigung erbeten. R ü c k s e n d u n g : Die Rücksendung der zur Ausstellung und Veröffentlichung nicht angenommenen Bilder erfolgt umgehend nach der Auswertung in den Monaten Mài und Juni I960. Die angenommenen Fotos verbleiben zur Verfügung der Geologischen Gesellschaft i. d. DDR.

Allgemeine Bestimmungen : 1. Die Jury entscheidet unanfechtbar unter Ausschluß des Rechtsweges. 2. Der Einsender muß alleiniger Urheber der Aufnahmen sein und die Genehmigung evtl. abgebildeter Personen für die Veröffentlichung besitzen. 3. Das Urheberrecht bleibt dem Einsender erhalten, jedoch stehen dem Veranstalter alle eingesandten Bilder für die Ausstellung in Berlin und für alle damit in Zusammenhang stehenden Veröffentlichungen zur Verfügung 4. Die Rücksendung erfolgt in zweckmäßiger Verpackung zu Lasten des Veranstalters. Die Fotos werden mit größter Sorgfalt behandelt, jedoch haftet der Veranstalter nicht für Beschädigungen und Verluste, die auf dem Transportwege auftreten. 5. Mit der Einsendung erkennt der Teilnehmer die vorstehenden Bedingungen unwiderruflich an.

Geologische Gesellschaft in der DDR Dipl.-Min.

J. L a m p r e c h t

Wissenschaftlicher Sekretär

Dipi.-Geoi.

Dr. G. M ö b u s

Beauftragter für die Fotoausstellung

Sekretariat der Geologischen Gesellschaft in der DDR, Berlin N 4, Invalidenstraße 44. Tel. 2206 2666 (84) Aj

145/60/DDR 2 1 2 0

ZEITSCHRIFT FÜR ANQEWANDTE QEOLOQIE

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

B A N D 6 • F E B R U A R 1960 • H E F T 2

Evolution der endogenen Erzbildung1) W . I. SMIRNOW, M o s k a u

Bei der Sicherstellung der mineralischen Rohstoffbasis der Sowjetunion kommt den geologischen Wissenschaften eine besondere Stellung zu. Ihre Bedeutung ist dann besonders groß, wenn es gilt, Lagerstätten in größeren Teufen zu erschließen. F ü r das Aufsuchen von solchen Lagerstätten muß man das Wesen ihrer Bildungsprozesse und die Gesetzmäßigkeiten ihrer Verbreitung kennen. Besondere Aufmerksamkeit richten die Wissenschaftler auf die endogenen Lagerstätten. Diese Lagerstätten bildeten sich im Erdinnern aus magmatischen Schmelzen, deren Gasen und Dämpfen. In die Gruppe der endogenen Lagerstätten gehören die wichtigsten Vorkommen der seltenen und Buntmetalle sowie der Edel- und radioaktiven Metalle. Die Klärung der geologischen Bedingungen bei der Entstehung dieser Lagerstätten und die Untersuchving der Evolution des Prozesses der Erzbildung, von der ältesten bis zur jüngsten Epoche, weiterhin die Gesetzmäßigkeiten der Verteilung dieser Vorkommen auf dem Gebiet der UdSSR sind die wichtigsten und bedeutendsten Probleme für wissenschaftlich begründete Sucharbeiten auf neue Erzlagerstätten. Mit der Untersuchung der geologischen Bildungsverhältnisse endogener Erzlagerstätten und deren räumlicher Verteilung beschäftigen sich in der UdSSR viele bekannte Geologen. Die Untersuchungen beschränkten sich aber bisher fast immer nur auf einzelne Provinzen und erfaßten nicht das Territorium der UdSSR in seiner Gesamtheit. Die Analyse der Erzführung des gesamten Territoriums der UdSSR hat vor allem in Hinsicht auf die endogene Vererzung besondere Bedeutung. Die endogenen Lagerstätten sind hauptsächlich in Faltenzonen konzentriert, die die Randgebiete der Russischen und Sibirischen Plattform bilden. Ebenfalls kommt es in den unteren Strukturstockwerken dieser Plattformen zu einer Konzentration von Vererzungen. Verschiedentlich nähern sich diese Strukturen der Erdoberfläche, wie z. B. auf dem Baltischen, Ukrainischen, Aldanischen Schild u. a. Auf dem Territorium der UdSSR kam es in der vergangenen geologischen Zeit mehrfach zu endogenen Erzbildungen. Man kennt folgende Hauptepochen der endogenen Erzlagerstättenbildung (in den weiteren Ausführungen bezeichnen wir diese Epochen als metallogenetische Epochen): Archaikum vor mehr als Algonkium ,, ,, ,, Kaledonische Epoche Kimmerische Epoche Alpidische Epoche

2 Mill. Jahren 1 „ „ 5 0 0 - 2 5 0 Mill. Jahre 1 0 0 - 60 „ bis 60 ,, ,,

Diese metallogenetisehen Epochen entsprechen den allgemeinen Zyklen der Formierung der oberen Erdkruste. Sie stehen aber mit den geosynklinalen Zonen in unmittelbarer Verbindung. Eine große Bedeutung für die Herausbildung der Struktur der oberen zehn km der Erdkruste hatten die schon erwähnten Geosynklinalgebiete oder auch beweglichen Zonen, die die stabilen Gebiete (Schilde) der Erdoberfläche umgeben. Die Geosynklinalen sind sich linear erstreckende Gebiete. Durch Einwirken verschiedener Prozesse über einen größeren Zeitabschnitt kam es in diesen Gebieten zu Bildungen von Gebirgszügen, in denen viele magmatische Gesteinskorpér auftreten. Mit diesen Intrusionen stehen, dem Charakter der Gesteine entsprechend, endogene Lagerstätten in Verbindung. In der Anfangsperiode einer Geosynklinale kommt es durch Absenkung zur Bildung eines riesigen Sammelbeckens, in dem sich sehr mächtige Sedimente ablagern. Später setzen große tektonische Bewegungen ein, Magma dringt in das Sedimentgestein, und es bilden sich Faltengebirge. Wenn wir auf dem Territorium der UdSSR die Umrisse der Geosynklinalen festlegen und gleichzeitig die mit den verschiedenen geologischen Zyklen verbundenen endogenen Lagerstätten, können wir auf diesem Gebiet die verschiedenen metallogenetisehen Provinzen von inander abgrenzen. Endogene Vererzungen einer metallogenetisehen Epoche sind gewöhnlich für die Gebiete charakteristisch, in denen sich schon in einem vorherigen geologischen Zyklus Lagerstätten gebildet haben. Es ist also richtig, die Erzprovinzen nach der Verbreitung von Lagerstätten der letzten metallogenetisehen Epoche festzulegen. Die metallogenetische Einteilung des Territoriums der UdSSR nach dem angeführten Prinzip zeigt, daß alle Erzprovinzen der UdSSR in Faltengebieten liegen oder aber der Hauptteil der Provinz durch mehrere Zyklen überprägt ist (Abb. 1). Berücksichtigt man nur die entscheidende Epoche der Vererzung, kann man sie in Provinzen mit zwei- und dreifachen Zyklen einteilen. Zu den ersten gehören folgende Provinzen: Ferner Nordosten (mit Lagerstätten der kimmerischen und alpidischen Epoche), Transbaikalien (mit Lagerstätten der herzynischen und kimmerischen Epoche), Kasachstan, Mittelasien und der Ural (mit Lagerstätten der kaledonischen und herzynischen Epoche), Altai-Sajan (mit Lagerstätten der kaledonischen Epoche und des Proterozoikums). ') Aua „Priroda", H. 4, 1959, S. 17-22, Ubers.: FEIBE1!.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Hclt S

SMIRNOW / E v o l u t i o n der endogenen Erzbildung

50

Verbreitungsgebiete I V v, I Mesozoische~\wieUnkst I Aipidische der Lagerstätten ver- I VS VM Herzynische fTaft/geb. I Mesozoische ESO Verbreitungsgebiet i il a u Herzynischetvariskische} >schiedenermetaliogenetischer [pochen der der Treppe und der mit ""H fa/edon/sche O D O Proterozoische geosynklinalen Zyklen ihnen verbundenen I I Archaische " Lagerstätten

Abb. 1. Metallogenetische Karte der U d S S R Gebiete mit drei ausgeprägten Zyklen sind der K a u k a s u s ( L a g e r s t ä t t e n der herzynischen, kimmerischen und alpidischen Epoche), der Baltische Schild (Lagers t ä t t e n des Archaikums, der proterozoischen und herzynischen Epoche), der Aldanische Schild (mit Lagers t ä t t e n des Archaikums, der proterozoischen und kimmerischen Epoche). Berücksichtigt m a n die unbedeutenden Vererzungen der Provinzen, so vergrößert sich die Zahl der Epochen für die obenangeführten Provinzen. U b e r t r ä g t m a n auf eine K a r t e mit eingezeichneten endogenen Vererzungen einige metallogenetische Epochen, so erkennt m a n einige sehr interessante Gesetzmäßigkeiten zwischen den j ü n g s t e n und den vorangegangenen Vererzungen sowie die allgemeine Evolution der Erzbildung, von den ältesten bis zu den j ü n g s t e n geologischen Perioden. Vor der Beschreibung der Charakteristik der Evolution endogener Vererzungen in der allgemeinen geologischen Entwicklung der E r d k r u s t e ist es erforderlich, nochmals auf die Gruppen der E r z l a g e r s t ä t t e n hinzuweisen, die nach ihren Bildungsbedingungen zusammengefaßt sind. Gegenwärtig unterscheidet m a n m a g m a t i s c h e , pegmatitische, pneumatolytische (Greisen), skarn- und hydrothermale genetische K l a s s e n der endogenen Lagerstätten. Magmatische L a g e r s t ä t t e n e n t s t r h ° n unmittelbar a u s der Schmelze des in der Tiefe erstarrenden M a g m a s . Als Vertreter dieser Gruppe sind die TitanEisen- und Kupfer-Nickel-Erze des U r a l s , der Halbinsel K o l a und Sibiriens bekannt. P e g m a t i t l a g e r s t ä t t e n bilden sich aus den sogenannten mit Gasen angereicherten Restschmelzen hauptsächlich granitischer Z u s a m m e n s e t z u n g .

Bei der Durchgasung saurer Plutone k a n n es nach metasomatischen Prozessen (Topasierung, Turmalinisierung usw.) durch mineralisierte überkritisch-fluide Gase zu L a g e r s t ä t t e n b i l d u n g kommen. E s werden dabei Greisenlagerstätten mit Sn, W und Mo gebildet. S k a r n l a g e r s t ä t t e n entstehen durch K o n z e n t r a t i o n von silikatischen und metallischen Verbindungen i m K o n t a k t g e b i e t v o m M a g m a z u m Nebengestein. D a s Nebengestein ist in den meisten Fällen von k a r b o n a tischer Z u s a m m e n s e t z u n g (Kalkstein, Dolomit usw.). In dieser Gruppe finden wir die größten Erzkörper von P b , Zn, W , Cu und F e . Als Beispiel sei hier Gora Magnitnaja im Ural angeführt, weiterhin die erst unlängst erschlossenen L a g e r s t ä t t e n bei Sokolowsk u n d S a r b a i s k im Gebiet v o n K u s t a n a i . Genetisch ähnlich sind auch die a m Ufer des Jenissei und der A n g a r a erschlossenen L a g e r s t ä t t e n . In diesen Gebieten werden neue Zentren der Hüttenindustrie entstehen. Zu den hydrothermalen L a g e r s t ä t t e n gehören G ä n g e und Erzkörper. Sie bildeten sich aus zirkulierendem, mineralisiertem Wasser. Diese Gruppe ist die verbreitetste innerhalb der endogenen L a g e r s t ä t t e n . In L a g e r s t ä t t e n dieses T y p e s finden wir Cu, Bi, P b , Zn, Au, Ag, Ni, Co, Sb, As, H g , U und Th. Die Untersuchung der Verbreitung dieser G r u p p e n in Verbindung mit der E n t w i c k l u n g der E r d k r u s t e zeigt auf dem Gebiet der U d S S R interessante Besonderheiten (Abb. 2). E s ergab sich bei den Untersuchungen, daß sich magmatische L a g e r s t ä t t e n bis einschließlich der herzynischen Epoche formierten. S p ä t e r k a m es zu keinerlei m a g m a t i s c h e n Lagerstättenbildungen mehr. Die P e g m a t i t l a g e r s t ä t t e n sind

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Heft 2

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SMIRNOW / Evolution der endogenen Erzbildung

rend für den K a u k a s u s Blei, Zink, K u p f e r und M o l y b d ä n in ihrer E n t s t e h u n g sehr alt, jedoch bildeten sich bis charakteristisch s i n d ; in K a s a c h s t a n herrschen K u p f e r , zur herzynischen E p o c h e hauptsächlich nur glimmerBlei, Zink, Molybdän und W o l f r a m vor und im Fernen führende Varietäten und erst nach der herzynischen Osten und Nordosten Zinn und Gold. E p o c h e treten mit den P e g m a t i t e n Lagerstätten seltener Metalle auf. Ähnlich ist dieses Bild für GreisenDie Metalle sind in den genannten Gebieten in Lagerl a g e r s t ä t t e n . Hier tritt dieselbe Erscheinung in der s t ä t t e n mit bedeutender Konzentration vorhanden und kimmerischen und herzynischen E p o c h e auf. können als typisch bezeichnet werden. Der Grund für d a s A u f t r e t e n bestimmter Metalle in Die ersten schwach entwickelten hydrothermalen b e s t i m m t e n Gebieten ist den sowjetischen WissenL a g e r s t ä t t e n liegen im Proterozoikum und in der kaleschaftlern noch nicht restlos klar, der F a k t aber als donischen Epoche. Einen großen R a u m nehmen diese solcher muß berücksichtigt werden. L a g e r s t ä t t e n in der herzynischen, kimmerischen und alpidischen E p o c h e ein. Die S k a r n l a g e r s t ä t t e n sind Einige Geologen, die sich mit der U n t e r s u c h u n g aus allen E p o c h e n bekannt. endogener L a g e r s t ä t t e n in verschiedenen Gebieten der U d S S R beschäftigten, erkannten eine Wiederholung Die genetischen K l a s s e n der endogenen L a g e r s t ä t t e n der L a g e r s t ä t t e n typischer Metalle, beginnend bei den entsprechen in einem b e s t i m m t e n U m f a n g einigen Bejüngsten bis zu den ältesten Epochen der Erzbildung. sonderheiten der chronologischen E n t w i c k l u n g großer Diese Besonderheiten wurden vom Mitglied der A k a Anreicherungen verschiedener Metalle. Einen besondemie der Wissenschaften in der U d S S R , D. A. deren P l a t z n i m m t hierbei die herzynische metalloSCHTSCHERBAKOW, für den K a u k a s u s erkannt. S p ä t e r genetische E p o c h e ein. Innerhalb dieser E p o c h e entging N . A. B E L J Ä J E W S K I auf diese Besonderheit des wickelten sich in breitem U m f a n g L a g e r s t ä t t e n aller Fernen Ostens und F . D. KARPOW auf Mittelasien genetischen K l a s s e n und aller Metalle. Mit der herzyein. nischen E p o c h e vergrößerte sich die Anzahl der Neubildungen endogener L a g e r s t ä t t e n auf dem TerriDie a n g e f ü h r t e Gesetzmäßigkeit der E n t w i c k l u n g v o n t o r i u m der U d S S R bedeutend. L a g e r s t ä t t e n typischer Metalle h a t große und allgemeine B e d e u t u n g . Besonders gut ist diese GesetzDie endogenen E r z l a g e r s t ä t t e n k a n n m a n in sechs mäßigkeit in den Gebieten zu beobachten, die erst in Gruppen einteilen. Die L a g e r s t ä t t e n der ersten G r u p p e den jüngeren Epochen Vererzung aufweisen, und in den formierten sich v o m Proterozoikum bis z u m Alpidikum Gebieten mit L a g e r s t ä t t e n älterer Vererzungsepochen, ohne Unterbrechung. Zu diesen „ D u r c h l ä u f e r n " gewelche kimmerisch und alpidisch ü b e r p r ä g t wurden. hören L a g e r s t ä t t e n des U r a n s , Goldes und Molybdäns. So sind z. B . für den K a u k a s u s die L a g e r s t ä t t e n des In der zweiten G r u p p e sind E r z l a g e r s t ä t t e n v o m Cu, Mo, P b , Zn und A s typisch. B e k a n n t sind hier CuProterozoikum bis zur herzynischen E p o c h e vereinigt L a g e r s t ä t t e n der kaledonischen (Urup), herzynischen (Fe, Ti, Ni). ( K y s y l - K o l ) , kimmerischen (Alaverdi, S a n g e s u r ) und Die dritte G r u p p e u m f a ß t die Cr- und P t - L a g e r s t ä t t e n alpidischen E p o c h e ( K a d s h a r a n , Agaraki). der herzynischen E p o c h e . L a g e r s t ä t t e n der herzynischen Die Bildung der Molybdänlagerstätten fällt in die u n d der folgenden E p o c h e n bis einschließlich des Alpid i k u m s (Cu, P b , Zn, S b , Sn) werden der vierten Gruppe kaledonische (Blyb), herzynische (Beljagidon), kimmerische (Tyrnv-Aus) und alpidische E p o c h e (Paragatschai). zugeordnet. B e k a n n t sind in diesem Gebiet auch herzynische Pb-ZnZur f ü n f t e n G r u p p e gehören L a g e r s t ä t t e n , die nur für L a g e r s t ä t t e n (Elbrus) und ähnliche L a g e r s t ä t t e n der die herzynische u n d kimmerische E p o c h e charakterikimmerischen (Sadon) und alpidischen E p o c h e (Kwaisi). stisch sind (W, B e , Li, T a , Nb, Ce, Se). In Transbaikalien und dem K ü s t e n g e b i e t sind die Die L a g e r s t ä t t e n der sechsten G r u p p e sind alpiZinnlagerstätten die typischen Vertreter der metallodischer B i l d u n g (Hg). In den polyzyklischen Erzgenetischen Provinz. Innerhalb dieses Gebietes wurden provinzen der U d S S R b e o b a c h t e t m a n eine b e s t i m m t e Zinnlagerstätten des P r ä k a m b r i u m s und wahrscheinZ u n a h m e der Intensität von endogenen Erzbildungen lich des mittleren P a l ä o z o i k u m s gefunden. In den gegen E n d e einer jeden Epoche, sowohl den j ü n g s t e n Aureolen der granitischen E r h e b u n g e n liegen Zinnerzals a u c h den ältesten Epochen. Gleichzeitig b e o b a c h t e t lagerstätten der herzynischen E p o c h e . Weit verm a n eine A b n a h m e der m a g m a t i s c h e n T ä t i g k e i t v o n breitet sind die Zinnlagerstätten der kimmerischen den älteren zu den jüngeren Epochen. D a r a u s ergibt (Transbaikalien) und der alpidischen (Mikojanowskoje, sich folgende R e g e l : I m Verlaufe der geoloMetaligruppen Genetische laaerstättentypen gischen Entwicklung von tonar, WvUògma Prème sohertyniscfi Epoche te une/ S/fi/'C/'SCd Geosynklinalen und deren rücfie merm&e ZO'SCh mititf (Cr. Pf) (Hg) (Fe, Ti. Ni) Tä.Hb.TR) V e r f a l t u n g während der Orogenese n i m m t die T ä t i g k e i t alpidische der Intrusion a b , die Intensität der endogenen Erzbildung aber zu und k a n n einen s p r u n g h a f t e n Charakter annehmen.

1

F ü r alle Erzprovinzen der U d S S R sind L a g e r s t ä t t e n bes t i m m t e r Metalle charakteristisch. So sind z. B . im Ural die L a g e r s t ä t t e n des E s i e n s , T i t a n s , Chroms, K u p f e r s und Goldes vorherrschend, wäh-

Hl

Abb. 2. Zyklen der endogenen Erzbildung in der U d S S R

Zeitschrift f ü r angewandte Geologie (i960) Hett 2

52 Solnetschnoje und die Gruppe Sichote—Alin) metallogenetischen Epoche. Die Gold- und Zinnlagerstätten sind typisch für den Fernen Nordosten. Der größte Teil der Goldlagerstätten dieser Provinz liegt in den kleinen Intrusionen oberjurassischen Alters. Außerdem ist auch Gold in Lagerstätten bekannt, die mit den Graniten des KolymaKomplexes des Oberen J u r a , mit Granodioriten des ochotskischen Komplexes der Kreide und mit den jungen alpidischen Graniten des omsuktschanischen Komplexes assoziieren. Für diese Provinz sind zwei große Epochen mächtiger Zinnvererzungen bekannt, und zwar die oberjurassische Vererzung der Greisen und die hydrothermale Vererzungyon der Oberkreide bis zum Tertiär. Ähnlich bestätigt sich auch die Reihenfolge der Zusammensetzung von Lagerstätten älterer metallogenetischer Provinzen. Als Beispiel sei hier der Ural angeführt, für den die Lagerstätten des Fe typisch sind. In diesem Gebiet sind große Anreicherungen präkambrischer und auch kaledonischer Fe-Ti-Erze bekannt (Kusinskoje). Bei den früheren Stadien des herzynischen Zyklus t r i t t Fe mit Cr auf. Es bildeten sich sehr große Chromitlagerstätten (Donskoje, Seranowskoje). In dieser Zeit formierte sich eine neue Serie von Fe-Ti-Erzen (Katschkanar). Später, im Oberen Silur bis zum Unteren Devon, bildeten sich in Verbindung mit den Na-Graniten Intrusions-Skarnlagerstätten mit Magnetiterzen (Wyssokaja, Blagodat). Noch später, im Endstadium des herzynischen Zyklus, in Verbindung mit den GranitUnd Granodioritintrusionen, bildete sich auf der Ostseite des Urals eine zweite Gruppe großer Skarnlagerstätten mit Magnetit (Magnitnaja, Sokolow-koje, Sarbai). Bemerkenswert ist, daß die große Konzentration endogener Erzbildungen des Fe im Ural bedeutenden sedimentären Anreicherungen des Metalles entspricht, die in allen stratigraphischen Profilen des Gebirges bek a n n t sind, beginnend bei den präkambrischen bis einschließlich der paläogenen Schichtenkomplexe. Bei Wiederholung der geologischen Bedingungen, die zu den Erzbildungen in dieser oder jener Provinz führten, wiederholten sich nicht nur die Lagerstätten der typischen Metalle, sondern auch deren genetische Klassen. Als Beispiele seien hier die äußerst komplizierten proterozoischen und herzynischen Ti-Fe-Lagerstätten des Urals, die kaledonischen, herzynischen, kimmerischen und alpiden Kupferkieslagerstätten des Erzkaukasus, die polymetallischen Ganglagerstätten des Paläozoikums, Mesozoikums, Känozoikums dieser Provinzen, die Sprenkelerzlagerstätten von Cu und Mo der kaledonischen (Boschtschekul) und herzynischen Epoche (Kounrad) in Kasachstan usw. angeführt. In diesen Fällen kann man nicht nur von einer einheitlichen Abfolge der metallischen Zusammensetzung ) sondern auch von einer einheitlichen Abfolge genetischer Klassen endogener Lagerstätten der typischen Metalle sprechen. Ändern sich die geologischen Bedingungen, bilden sich verschiedene Klassen dieser Lagerstätten, was sehr häufig der Fall ist. Im Kaukasus t r i t t z. B. Molybdän in Quarzgängen als Molybdänit und in hydrothermal veränderten kleinen Intrusionen saurer Gesteine als Kupfer-MolybdänSprenkelerz und als molybdänführende Skarne auf.

S m i r n o w / Evolution der endogenen Erzbildung

Die Verteilung der endogenen Lagerstätten im Rahmen der Erzprovinzen unterliegt häufig dem Gesetz der regionalen Zonen. Dieses Gesetz besagt, daß die Erzlagerstätten bestimmter mineralischer Zusammensetzung in Form von Gürteln längs der Faltenstrukturen liegen. Veränderungen treten in Querrichtung zu den Gürteln auf. Es sei hier das Beispiel des Großen Kaukasus angeführt, wo man die Zonen in folgender Reihenfolge vorfindet: Die polymetallische Zone des Vorkaukasus, die sich südlich anschließende Kupferzone, die Zone der seltenen Metalle im Achsenteil des Kaukasus, die Zone der jungen Mo-, As-, Sb-, und Hg-Vererzung im oberen Teil des Transkaukasus und die polymetallische Zone des unteren Teils des Transkaukasus. Die verschiedenen Lagerstätten einer Zone des Großen Kaukasus bildeten sich in verschiedenen metallogenetischen Epochen. Man beobachtet eine auffallende Beständigkeit der Zusammensetzung des Erzes der Lagerstätten bestimmter Zonen, unabhängig von der Zeit ihrer Bildung. So bildeten sich die Lagerstätten des W-Teiles des polymetallischen Gürtels des Vorkaukasus in der herzynischen metallogenetischen Epoche, während sich die Lagerstätten im O-Teil in der kimmerischen Epoche formierten. Im Bereich eines Streifens vulkanogener Gesteine des Vorgebirgszuges unterscheiden sich die Kupferkieslagerstätten des unteren Paläozoikums, des Devons und Karbons in ihrem Typ nicht. Längs der Achse des Hauptgebirgszuges treten mit den kaledonischen und herzynischen Graniten in Pegmatiten, Greisen und hydrothermalen Quarzgängen Molybdän-, Arsen-, Zinn- und Wolframminerale auf. Im Transkaukasus kommen kimmerische und alpidische Blei-Zink-Lagerstätten vor. Im Großen Kaukasus und im Bereich einzelner Erzzonen sind Lagerstätten verschiedener metallogenetischer Epochen bekannt, die nicht selten gleiche Zusammensetzung der Erze zeigen. Ähnliche Ergebnisse liegen auch aus anderen Erzprovinzen der U d S S R und anderen Ländern vor. Den Prozeß der Formierung junger Lagerstätten kann man in der Mehrzahl aller Fälle keinesfalls in Abhängigkeit mit der Umlagerung von Stoffen älterer Lagerstätten bringen, wie es der deutsche Geologe SCHNEIDERHÖHN anführte. Im Widerspruch dazu stehen die gewöhnlich kleinen Maßstäbe der älteren Lagerstätten. Demgegenüber stehen die in der Regel größeren jüngeren Lagerstätten. Außerdem schließen die Untersuchungen der isotopischen Zusammensetzungen der Elemente der Minerale von Lagerstätten (z. B. die Bleiisotope) die Umlagerung der Stoffe aus. Nur in einzelnen seltenen Fällen trifft die Umlagerung durch eine Mobilisation der Stoffe von Lagerstätten älterer Epochen und eine Regeneration in jüngeren Epochen zu. Wir haben nur die allgemeinsten Gesetzmäßigkeiten der Bildung von endogenen Lagerstätten und deren räumliche Verbreitung im großen Maßstab beschrieben und betrachteten weiterhin die Änderungen im Laufe der geologischen Geschichte unserer Erde. Für das Auffinden von Erzkörpern ist neben den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten ein genaueres, detailliertes Wissen der Bildungsbedingungen von Erzlagerstätten und deren räumliche Verbreitung in allen erzführenden Gebieten erfosderlich. Die Wissenschaftler

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auf dem Gebiet der Geologie geben den Praktikern, den Erkundern des L a n d e s , d a m i t wichtige Mittel in die Hand. Znsammenfassung Der Verfasser beschreibt die Evolution der endogenen Evzbildung. Art und Charakter der Erzgenese in den verschiedenen Erzprovinzen der U d S S R während der bekannten metallogenetischen Epochen der Erdgeschichte werden behandelt. Dabei wird besonders auf die Bedeutung der Geosynklinalgebiete und der mit ihnen in Verbindung stehenden Intrusionen für die Erzgenese hingewiesen. Fußend auf den genetischen Klassen der endogenen Lagerstätten, werden verschiedene Erzprovinzen der U d S S R eingehender beschrieben. Auf den polyzyklischen Charakter vieler derselben und seine Bedeutung für die Lagerstättenerkundung wird hingewiesen. Pc3WJie ABTOP ONHCMBAET 3BOJIMI}HK> BHfloreHHoro pyROOÖpaDOBamiH. PaccMaTpHBaioTCH Büß H xapaKTep reHe3iica pyx

B pa3HBIX pyAHBIX npOBHHUHHX CCCP BO BpeMH H3BecTHbIX MeTajmoreHHHecKHx snox HCTOPHH 3eMjm. IIpH STOM ocoSeHHoe BHHMaHHe yAeimeTCH 3Ha N d > La > P r ) anders als im Apatit

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Heft 2 GERASSIMOWSKI / Geochemie der seltenen Erden aus N e p h e l i n s y e n i t e n (Ce > L a > Nd > P r ) . I m A p a t i t aus einem G a b b r o h e r r s c h t Y t t r i u m s t a r k gegenüber L a n t h a n v o r ( 5 0 0 0 g/t Y und 1 0 0 0 g/t L a ) , w ä h r e n d i m A p a t i t aus einem Granodiorit L a n t h a n gegenüber Yttrium La)

vorherrscht

( 5 0 0 — 7 0 0 g/t Y ,

(NOCKOLDS & MITCHELL

2 0 0 0 — 3 0 0 0 g/t

1952).

E s wurde festgestellt, d a ß das Verhältnis der seltenen E r d e n zueinander i m Monazit aus P e g m a t i t e n verschiedener G e b i e t e unterschiedlich ist. In m a n c h e n Monaziten (Ukraine, J a k u t i e n , K o r e a ) ist das Verhältnis der seltenen E r d e n wie in den G r a n i t e n (Ce > L a > Nd > P r > S m > Gd) (s. L i t . „ B e r i c h t e " 1 9 5 5 ) , in anderen wiederum (Brasilien u. a.) ist eine A b n a h m e des Gehaltes von L a n t h a n und Cer und eine merkliche A n r e i c h e r u n g m i t S a m a r i u m und anderen seltenen E r d e n m i t g r o ß e m A t o m g e w i c h t zu b e o b a c h t e n . Die Monazite von h y d r o t h e r m a l veränderten P e g m a t i t e n , v o n K a r b o n a t - und Quarzgängen h a b e n einen sehr hohen Cer- und L a n t h a n g e h a l t und einen sehr geringen S a m a r i u m g e h a l t . Interesse verdienen die A n g a b e n , welche über die Z u s a m m e n s e t z u n g der seltenen E r d e n in den Mineralien von L a g e r s t ä t t e n mineralischer Rohstoffe vorliegen (HABERLANDT 1 9 5 2 ) . In einem z u s a m m e n m i t Bleiglanz und Zinkblende a u f t r e t e n d e n F l u ß s p a t ( E n g l a n d ) wurden bis 4 • 10~ 4 g E u pro 1 g des Minerals festgestellt, während in einem in P a r a g e n e s e m i t R a u c h quarz vorliegenden F l u ß s p a t (Schweiz) etwa 10~ 4 g Y t t e r b i u m b e s t i m m t wurden. I m Scheelit aus sauren G r a n i t p e g m a t i t e n und granitischen Restlösungen findet man die E l e m e n t e der Y t t r i u m g r u p p e Terbium, Dysprosium und E r b i u m , während i m Scheelit aus L a g e r s t ä t t e n in basischen Gesteinen E u r o p i u m und Samarium auftreten. Das S t u d i u m der W e c h s e l v e r h ä l t n i s s e der seltenen E r d e n in den Gang- und E r z m i n e r a l i e n der L a g e r s t ä t t e n mineralischer Rohstoffe ist für die E r k e n n u n g der B i l d u n g s v e r h ä l t n i s s e der L a g e r s t ä t t e n v o n großem Interesse. Die Mikroparagenesen dieser Elemente dienen als Diagnostizierungsmerkmale, die für die B i l d u n g s v e r h ä l t n i s s e der Mineralien sehr c h a r a k t e r i stisch s i n d ; diese Merkmale können auch bei den S u c h und. E r k u n d u n g s a r b e i t e n in w e i t e m Maße ausgewertet werden. Die H a u p t q u e l l e der seltenen E r d e n , das Mineral Monazit — (Ce, L a , Y , T h ) P 0 4 , m i t 5 2 — 7 2 % (Ce, L a ) 2 0 3 , 1 , 1 5 - 5 , 0 8 % Y 2 0 3 und 6 - 1 2 % T h 0 2 wird a u s den S t r a n d s e i f e n Indiens, Brasiliens, Ceylons, Australiens u. a. gewonnen, ferner aus alluvialen (fluviatilen) Seifen in den U S A ( I d a h o , Nord- und Südk a r o l i n a ) , in M a l a y a und Indonesien, schließlich zu einem Teil auch aus primären L a g e r s t ä t t e n . Die größten M o n a z i t l a g e r s t ä t t e n a u ß e r h a l b der S o w j e t u n i o n befinden sich in Indien (besonders in T r a v a n c o r e ) . Die Sande dieser L a g e r s t ä t t e n e n t h a l t e n 3 — 1 0 % Monazit. Die G e s a m t v o r r ä t e an Monazit werden auf ü b e r 1 Mio t g e s c h ä t z t . Den zweiten P l a t z n i m m t B r a silien ein ( S t a a t B a h i a , E s p i r i t o s S a n t o s , R i o de J a n e i r o ) . V o n den großen primären M o n a z i t l a g e r s t ä t t e n ist die L a g e r s t ä t t e i m Gebiet von Reinsdorp ( K a p provinz, S ü d a f r i k a n i s c h e Union) hervorzuheben. Sie b e s t e h t aus Quarz-Monazit-Gängen. Die H a u p t l i e f e r a n t e n des Monazits waren Indien und Brasilien. So wurden z. B . i m Zeitraum von 1 8 9 3 — 1 9 4 5 1 3 0 0 0 0 t M o n a z i t k o n z e n t r a t e gewonnen, davon b e t r u g der E x p o r t aus Brasilien 7 0 0 0 0 t , aus Indien 5 2 0 0 0 t .

57 Augenblicklich n e h m e n die U S A den ersten P l a t z in der Monazitgewinnung ein. Hier dient neben dem Monazit a u c h der B a s t n ä s i t , das F l u o r k a r b o n a t der Cergruppe (Ce, L a ) ( C 0 3 ) F (TWENHOFEL & B u C K 1 9 5 6 ) , als Rohstoffquelle. In seiner Z u s a m m e n s e t z u n g sind 7 4 — 7 7 % (Ce, L a ) 2 0 3 e n t h a l t e n . Die i m A b b a u befindlichen B a s t n ä s i t l a g e r s t ä t t e n der U S A liegen in M o u n t a i n - P a ß ( S t a a t Kalifornien) und i m G e b i e t von Hallinas ( S t a a t Neu-Mexiko). I m S t a a t Kalifornien liegen die L a g e r s t ä t t e n seltener E r d e n ( B a s t n ä s i t ) zusammen m i t den L a g e r s t ä t t e n von B a r i u m ( B a r y t ) und T h o r i u m (Monazit, T h o r i t und T h o r o g u m m i t ) in einer 1 0 k m langen Zone in präk a m b r i s c h e n K a r b o n a t g e s t e i n e n ; sie hängen genetisch m i t kaliumreichen E r u p t i v g e s t e i n e n z u s a m m e n . I m S t a a t Neu-Mexiko k o m m t der B a s t n ä s i t in F l u o r i t l a g e r s t ä t t e n gemeinsam m i t B a r y t und G o e t h i t vor. Die F l u o r i t - B a s t n ä s i t - L a g e r s t ä t t e n e n t s t a n d e n aus h y drothermalen, m i t der I n t r u s i o n s t ä t i g k e i t z u s a m m e n hängenden Lösungen. Abbauwürdige B a s t n ä s i t l a g e r s t ä t t e n sind auch in B e l g i s c h - K o n g o b e k a n n t . W e l c h e Mineralien i m Ausland z u m gegenwärtigen Z e i t p u n k t die Hauptrohstoffquelle zur Gewinnung von seltenen E r d e n der Y t t r i u m g r u p p e sind, ist n i c h t b e k a n n t , in der L i t e r a t u r gibt es darüber keine zuverlässigen Angaben. Die Preise für Monazitsande bewegen sich in den U S A zwischen 4 0 und 150 Cent pro kg. I m März 1 9 5 5 k o s t e t e 1 kg metallisches Cer 4 0 Dollar, 1 kg L a 2 0 3 22 Dollar. W i r sehen, daß u n g e a c h t e t der auf dem G e b i e t der Geochemie der seltenen E r d e n durchgeführten großen A r b e i t e n noch vieles u n k l a r geblieben ist. Zukünftig müssen die A r b e i t e n in folgenden R i c h t u n g e n fortgesetzt w e r d e n : In den Mineralien und Gesteinen müssen der G e s a m t gehalt der seltenen E r d e n und die Mengenverhältnisse der einzelnen E l e m e n t e b e s t i m m t werden. Das ist a u c h für ihre industrielle Nutzung wichtig. Die Migrations- und K o n z e n t r a t i o n s v e r h ä l t n i s s e der seltenen E r d e n in den verschiedenen E t a p p e n der Mineralbildung (magmatische, p e g m a t i t i s c h e , hydrot h e r m a l e , sedimentäre u. a.) müssen studiert werden; ferner die Bedingungen, welche die B i l d u n g a b b a u würdiger L a g e r s t ä t t e n seltener E r d e n begünstigen. Das P r o b l e m der seltenen E r d e n als I n d i k a t o r e n geologischer Vorgänge m u ß gelöst werden. Zu diesem Zweck müssen die Mengenverhältnisse der seltenen E r d e n in Mineralien verschiedener Genese und verschiedenen Alters eingehend u n t e r s u c h t werden. Zu b e a c h t e n sind n i c h t nur die Mineralien der seltenen E r d e n , sondern a u c h solche Mineralien, die geringe und sehr geringe Mengen an seltenen E r d e n e n t h a l t e n . E r h e b l i c h e B e d e u t u n g h a t a u c h die F e s t s t e l l u n g der Mikroparagenesen der seltenen E r d e n in den Mineralien von L a g e r s t ä t t e n mineralischer Rohstoffe. Die D u r c h führung der erwähnten U n t e r s u c h u n g e n wird dazu beitragen, den genetischen Z u s a m m e n h a n g zwischen den verschiedenen Gesteinen aufzufinden, die bei der T ä t i g k e i t eines b e s t i m m t e n m a g m a t i s c h e n Herdes oder sedimentär e n t s t a n d e n sind. Außerdem wird es dann möglich sein, die Vererzung m i t seltenen E r d e n eines b e s t i m m t e n T y p s oder eine andere Vererzung m i t b e s t i m m t e n m a g m a t i s c h e n oder sedimentären Gesteinen in Z u s a m m e n h a n g zu bringen.

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Zusammenfassung Der Verfasser beschreibt die seltenen Erden vor allem geochemisch sowie mineralogisch und macht Angaben über ihre Lagerstätten und Gewinnung. Das Studium der wechselseitigen Verhältnisse der seltenen Erden in den Gang- und Erzmineralien der Lagerstätten mineralischer Rohstoffe ist für die Erkennung der Genese von Bedeutung. Die Mikroparagenesen der seltenen Erden können als Diagnostizierungsmerkmale, die für die Bildungsverhältnisse der Mineralien sehr charakteristisch sind, ausgewertet werden. Daher wird gefordert, die Forschungsarbeiten über die seltenen Erden als Indikatoren geochemischer Vorgänge zu vertiefen.

Organisation der Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas in der UdSSR ) I. P . SUBOW,

P . N . J E N I K E J E W & O . P . GRAZIANOWA,

Moskau

In den letzten zehn Jahren wurde in der Baschkirischen und der Tatarischen A S S R , in den Gebieten v o n Kuibyschew und Orenburg, in den Regionen von Krasnodar und Stawropol, in der Aserbaidshanischen und der Ukrainischen S S R sowie in anderen Teilen der U d S S R eine Anzahl neuer, außerordentlich großer 01und Gaslagerstätten entdeckt. In Verbindung damit hat sich die geographische Verteilung der Öl- und Gasindustrie in der U d S S R etwas verbessert; ihre größten Kapazitäten verlagerten sich aus dem Süden in die Zentralgebiete des Landes, an die Stellen, welche den größten Verbrauch an Ol und Gas zu verzeichnen haben.

320 Milliarden Kubikmeter zu steigern. Dementsprechend müssen auch die industriellen Vorräte an ö l und Gas erhöht werden. Für das Aufsuchen und Erkunden v o n Öl- und Gaslagerstätten werden in der U d S S R jährlich erhebliche Mittel bereitgestellt. Diese Mittel betragen etwa 4 0 % der Aufwendungen für geologische Erkundungsarbeiten auf alle mineralischen Rohstoffe 2 ). E t w a 3 0 % der für die Erdölerkundung aufgewandten Mittel werden für geologische Forschungen im Rahmen der Sucharbeiten (einschließlich regionaler Arbeiten), für Sucharbeiten und für die Vorbereitung neuer Felder (durch Erkundungsbohren) verausgabt.

Im Jahre 1958 erhöhte sich die Erdölförderung in der Sowjetunion im Vergleich zu 1913 auf das l l , 5 f a c h e und betrug 113 Millionen Tonnen; die Gasgewinnung erreichte 14 Milliarden Kubikmeter. Die industriellen Vorräte an Öl und Gas haben sich rasch erhöht.

Große Bedeutung bei der Erhöhung der Effektivität der geologischen Sucharbeiten i m bevorstehenden Siebenjahrplan besitzen die Regionaluntersuchungen, zu deren Aufgabe es gehört, die Perspektiven bestimmter Rayons im Hinblick auf die Öl- und Gasführung zu klären und die Richtung der weiteren Sucharbeiten auf Erdöl festzulegen. Die regionalen Arbeiten umfassen wissenschaftliche Untersuchungen zur Stratigraphie, Lithologie, Fazies

Vor den in der Erdölgewinnung Beschäftigten der Sowjetunion steht heute die Aufgabe, in den nächsten fünfzehn Jahren die jährliche Ölförderung auf 350 bis 400 Millionen Tonnen und die Gasförderung auf 270 bis J

) „Erdöl- und Erdgasgeologie" (russ.), Nr. 8, 1959, S. 1 - 7. Aus „Geologija nefti i gasa", H. 8, 1959, S. 1 - 7 , Ubers.: W. OESTREICH.

2 ) Im bevorstehenden Siebenjahrplan werden die Gesamtaufwenduugen für die geologischen Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas auf 50% erhöht.

Zeitschrift für angewandte Geologie (I960) lieft 2 Autorenkollektiv / Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas

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Zusammenfassung Der Verfasser beschreibt die seltenen Erden vor allem geochemisch sowie mineralogisch und macht Angaben über ihre Lagerstätten und Gewinnung. Das Studium der wechselseitigen Verhältnisse der seltenen Erden in den Gang- und Erzmineralien der Lagerstätten mineralischer Rohstoffe ist für die Erkennung der Genese von Bedeutung. Die Mikroparagenesen der seltenen Erden können als Diagnostizierungsmerkmale, die für die Bildungsverhältnisse der Mineralien sehr charakteristisch sind, ausgewertet werden. Daher wird gefordert, die Forschungsarbeiten über die seltenen Erden als Indikatoren geochemischer Vorgänge zu vertiefen.

Organisation der Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas in der UdSSR ) I. P . SUBOW,

P . N . J E N I K E J E W & O . P . GRAZIANOWA,

Moskau

In den letzten zehn Jahren wurde in der Baschkirischen und der Tatarischen A S S R , in den Gebieten v o n Kuibyschew und Orenburg, in den Regionen von Krasnodar und Stawropol, in der Aserbaidshanischen und der Ukrainischen S S R sowie in anderen Teilen der U d S S R eine Anzahl neuer, außerordentlich großer 01und Gaslagerstätten entdeckt. In Verbindung damit hat sich die geographische Verteilung der Öl- und Gasindustrie in der U d S S R etwas verbessert; ihre größten Kapazitäten verlagerten sich aus dem Süden in die Zentralgebiete des Landes, an die Stellen, welche den größten Verbrauch an Ol und Gas zu verzeichnen haben.

320 Milliarden Kubikmeter zu steigern. Dementsprechend müssen auch die industriellen Vorräte an ö l und Gas erhöht werden. Für das Aufsuchen und Erkunden v o n Öl- und Gaslagerstätten werden in der U d S S R jährlich erhebliche Mittel bereitgestellt. Diese Mittel betragen etwa 4 0 % der Aufwendungen für geologische Erkundungsarbeiten auf alle mineralischen Rohstoffe 2 ). E t w a 3 0 % der für die Erdölerkundung aufgewandten Mittel werden für geologische Forschungen im Rahmen der Sucharbeiten (einschließlich regionaler Arbeiten), für Sucharbeiten und für die Vorbereitung neuer Felder (durch Erkundungsbohren) verausgabt.

Im Jahre 1958 erhöhte sich die Erdölförderung in der Sowjetunion im Vergleich zu 1913 auf das l l , 5 f a c h e und betrug 113 Millionen Tonnen; die Gasgewinnung erreichte 14 Milliarden Kubikmeter. Die industriellen Vorräte an Öl und Gas haben sich rasch erhöht.

Große Bedeutung bei der Erhöhung der Effektivität der geologischen Sucharbeiten i m bevorstehenden Siebenjahrplan besitzen die Regionaluntersuchungen, zu deren Aufgabe es gehört, die Perspektiven bestimmter Rayons im Hinblick auf die Öl- und Gasführung zu klären und die Richtung der weiteren Sucharbeiten auf Erdöl festzulegen. Die regionalen Arbeiten umfassen wissenschaftliche Untersuchungen zur Stratigraphie, Lithologie, Fazies

Vor den in der Erdölgewinnung Beschäftigten der Sowjetunion steht heute die Aufgabe, in den nächsten fünfzehn Jahren die jährliche Ölförderung auf 350 bis 400 Millionen Tonnen und die Gasförderung auf 270 bis J

) „Erdöl- und Erdgasgeologie" (russ.), Nr. 8, 1959, S. 1 - 7. Aus „Geologija nefti i gasa", H. 8, 1959, S. 1 - 7 , Ubers.: W. OESTREICH.

2 ) Im bevorstehenden Siebenjahrplan werden die Gesamtaufwenduugen für die geologischen Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas auf 50% erhöht.

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Autorenkollektiv / Erkundungsarbeit.en auf Erdöl und Erdgas

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der S e d i m e n t g e s t e i n e , Paläogeographie, T e k t o n i k , Geochemie und Hydrogeologie eines R a y o n s . B e i der B e gründung der Aussichten für die Öl- und Gasführung ist, besonders in ü b e r d e c k t e n Gebieten den B a s i s b o h r u n g e n und den profilmäßig angesetzten S t r u k t u r b o h r u n g e n eine bedeutende Rolle zugewiesen, ferner den regionalen geologischen und geophysikalischen U n t e r s u c h u n g e n .

ganzen die Ergebnisse der geologischen und geophysikalischen A u f n a h m e n und g e s t a t t e n es, die Vorstellungen über das Profil, die geochemischen V e i h ä l t n i s s e , die während der S e d i m e n t a t i o n h e r r s c h t e n , die V e r t e i l u n g der verschiedenen F a z i e s und die t e k t o n i s c h e n F o r m e n erster Ordnung genauer zu fassen.

A ußer den a e r o m a g n e t i s c h e n und geologischen T r u p p s , die A u f n t h m e a r b e i t e n im M a ß s t a b 1 : 2 0 0 0 0 0 und kleiner durchführen, sind gegenwärtig etwa 2 0 aerom a g n e t i s c h e T r u p p s m i t regionalen A r b e i t e n in der U d S S R b e s c h ä f t i g t , die etwa 3 , 5 Millionen k m 2 pro J a h r im M a ß s t a b 1 : 2 0 0 0 0 vermessen, ferner 160 grav i m e t r i s c h e Abteilungen, die A u f n a h m e n n a c h dem 2-Milligal- und 5-Milligal-Net.z durchführen (darunter a u c h im M a ß s t a b 1 : 2 0 0 0 0 0 auf einer F l ä c h e v o n rd. 6 0 0 0 0 0 k m 2 ) . In Gebieten, die v o n einer m ä c h t i g e n D e c k e j u n g e r , wenig dislozierter S e d i m e n t e ü b e r d e c k t sind, gehören a u c h elektrische Erkundungsarbeiten, seismische E r k u n d u n g s a r b e i t e n , geomorphologische B e o b a c h t u n g e n und die B e s t i m m u n g der im W a s s e r gelösten Gase z u m K o m p l e x der U n t e r s u c h u n g e n . In der l e t z t e n Zeit wurde die Methode der seismischen Tiefensondierung e n t w i c k e l t ; diese Methode wird im Verein m i t flächenhaften regionalen geophysikalischen U n t e r s u c h u n g e n für die geotektonische R a y o n i e r u n g der zu lintersuchenden F e l d e r a n g e w a n d t . Die u n t e r Anwendung der seismischen Tiefensondierung im U r a l - W o l g a - E r d ö l g e b i e t durchgeführten A r b e i t e n , wobei Profile m i t einer G e s a m t l ä n g e v o n 8 5 0 lfd. k m geschossen wurden, g e s t a t t e n die F e s t legung des Vorsprunges des Sockels im Südosten der R u s s i s c h e n T a f e l und die genauere E r f a s s u n g der Nordgrenze der K a s p i s c h e n S e n k e . Ähnliche U n t e r s u c h u n g e n werden auf dem K a s p i s c h e n Meer und dem Ochotskischen Meer durchgeführt, und in Mittelasien (Turkmenien und U s b e k i s t a n ) wurde d a m i t begonnen. In T u r k m e n i e n erhielt m a n , vorwiegend n a c h den U n t e r lagen, welche die G r a v i m e t r i e , die Seismik und das Profilbohren geliefert h a t t e n , eine allgemeine Vorstellung von der T i e f e n t e k t o n i k ; es wurde ein S t r u k t u r s c h e m a e r a r b e i t e t , welches das Relief des Sockels des Tafelteiles im U n t e r s u c h u n g s g e b i e t c h a r a k t e r i s i e r t . U m die M ä c h t i g k e i t der s e d i m e n t ä r e n Folgen beurteilen zu k ö n n e n , zieht m a n a u c h öfter B e r e c h n u n g e n der L a g e r u n g s t e u f e v o n S t ö r m a s s e n h e r a n , welche Anomalien des F e l d v e k t o r s des Magnetfeldes hervorr u f e n ; diese S t ö r m a s s e n h ä n g e n m i t basischen und u l t r a b a s i s c h e n Gesteinen im S o c k e l der T a f e l n und in den i n t r a m o n t a n e n Trögen z u s a m m e n . In der letzten Zeit b e g a n n m a n in der S o w j e t u n i o n d a m i t , elektrische E r k u n d u n g s a r b e i t e n n a c h den Verfahren der Dipolsondierungen und der tellurischen S t r ö m e durchzuführen. A u ß e r d e m werden neue Modifikationen der elektrischen E r k u n d u n g entwickelt, u m die Lagerungstiefe und das Relief des dislozierten Untergrundes in großen T a f e l g e b i e t e n b e s t i m m e n zu k ö n n e n . Die regionalen A r b e i t e n geben daher die Möglichkeit, die M ä c h t i g k e i t der S e d i m e n t e , das V e r b r e i t u n g s g e b i e t v o n S e d i m e n t e n m i t erheblicher M ä c h t i g k e i t und die Abmessungen der v o n ihnen ausgefüllten S e n k e n zu b e u r t e i l e n ; sie geben ferner einen Ü b e r b l i c k über die H a u p t z ü g e des T i e f e n b a u s der u n t e r s u c h t e n Territorien. I m K o m p l e x der regionalen U n t e r s u c h u n g e n besitzen die Basisbohrungen eine besondere B e d e u t u n g . Sie er-

I n s g e s a m t wurden auf dem T e r r i t o r i u m der S o w j e t union 179 B a s i s b o h r u n g e n m i t c a . 3 8 0 0 0 0 lfd. m niederg e b r a c h t , darunter auf dem T e r r i t o r i u m der Russischen T a f e l 84, im K a u k a s u s und in T r a n s k a u k a s i e n 28, in der K a s p i s c h e n S e n k e 7, in Mittelasien 9, in Sibirien 42 und in den übrigen G e b i e t e n 9. Die E r g e b n i s s e der B a s i s b o h r u n g e n und der E r kundungsbohrungen ä n d e r t e n in vielen Gebieten, z. B . in den Zentralgebieten der R u s s i s c h e n T a f e l , die bisherigen Vorstellungen über die V e i h ä l t n i s s e in größerer Tiefe r e c h t wesentlich. Nach den E r g e b n i s s e n der Basisbohrungen wurde eine K a r t e der Oberfläche des kristallinen Untergrundes der zentralen R a y o n s der Russischen T a f e l z u s a m m e n g e s t e l l t ; Vorsprünge des Sockels wurden festgestellt und die Beziehungen dieser Vorsprünge zu den S t r u k t u r e n des P a l ä o z o i k u m s e r m i t t e l t ; die Faziesentwicklung der paläozoischen Gesteine wurde b e s t i m m t , darunter a u c h die der altpaläozoischen (vordevonischen) Gesteine. Diese F a z i e s e n t w i c k l u n g war v o r h e r nicht; bekannt. Diu auf die regionalen U n t e r s u c h u n g e n folgenden Arbeiten verfolgen das Ziel, höffige S t r u k t u r e n aufzusuchen und für die E r k u n d u n g s b o h r u n g e n vorzubereiten. D a f ü r werden n i c h t weniger als 7 0 % der Gesamtaufwendungen für geologische Sucharbeiten v e r a u s g a b t , d a r u n t e r 3 0 % für S t r u k t u r s u c h b o h r u n g e n und 3 2 % für die seismische E r k u n d u n g . Gegenwärtig gibt es in der U d S S R 4 0 0 S e i s m i k t r u p p s , die S u c h a r b e i t e n und F e i n a r b e i t e n ausführen. A u ß e r d e m sind bei diesen Arbeiten etwa 60 Abteilungen für die elektrische E r k u n d u n g und 3 0 Abteilungen für die gravimetrische E r k u n d u n g beteiligt, ferner 100 geologische T r u p p s (außer der S t a a t l i c h e n Geologischen A u f n a h m e ) , welche die A u f n a h m e im M a ß s t a b 1 : 1 0 0 0 0 bis 1 : 1 0 0 0 0 0 durchführen. Die geologischen A u f n a h m e n in Gebieten m i t bis 1 0 0 m Q u a r t ä r b e d e c k u n g erfolgen u n t e r Verwendung v o n K a r t i e r u n g s b o h r u n g e n , deren Umfang j ä h r l i c h 5 0 0 0 0 0 m a u s m a c h t . K o m b i n a t i o n und Reihenfolge der Methoden hängen v o n der k o n k r e t e n geologischen S i t u a t i o n a b . So bilden in T a f e l g e b i e t e n die E r g e b n i s s e der geologischen S t r u k t u r u n t e r s u c h u n g e n , welche das Auft r e t e n für die E r k u n d u n g günstiger S t r u k t u r e n feststellen, die Grundlage. Zur U n t e r s u c h u n g der S t r u k turen von tieferen Horizonten werden S t r u k t u r b o h rungen angesetzt, obgleich bei N i c h t e n t s p r e c h u n g der S t r u k t u r f o r m e n diese Methode zum Nachweis tief eing e b e t t e t e r S t r u k t u r e n nicht i m m e r ausreichend ist. In diesen F ä l l e n setzt m a n z u m Aufsuchen von S t r u k t u r e n die Reflexionsseismik ein, die seit den letzten zwei J a h r e n beginnt, die Schwierigkeiten zu meistern, die b e i m Nachweis wenig geneigter S t r u k t u r e n m i t geringer Amplitude (bis 50 m) bei hohen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der elastischen Schwingungen und inhomogenem B a u der oberen Teile des Profils auft r e t e n . B i s j e t z t ist j e d o c h in vielen Gebieten (in K a r s t zonen oder Gebieten m i t E r o s i o n s t ä l e r n , die m i t j u n gen S e d i m e n t e n erfüllt sind, bei kompliziertem R e l i e f der O r t l i c h k e i t , bei S t r u k t u r a m p l i t u d e n u n t e r 3 0 m) die E f f e k t i v i t ä t der seismischen E r k u n d u n g s a r b e i t e n

Zeitschrift für angewandte Geologie (I960) Heft 2

CO noch ungenügend, und das Aufsuchen begrabener Strukturen erfolgt faktisch durch Tiefbohrungen. In Gebieten junger Tafeln und in den überdeckten Gebieten von Yorgebirgssenken ist beim Aufsuchen von Strukturen die Reflexionsseismik, nach den Ergebnissen der Schwerkraftmessungen angesetzt, die führende Methode. Eine Ausnahme macht die voruralische Senke, wo zum Aufsuchen der begrabenen Riffe des Artinsk und der Antiklinalfalten lange Zeit Bohrungen verwendet wurden, deren Ansetzung sich nach den Ergebnissen der elektrischen und der gravimetrischen Erkundung richtete. Beim Auftreten stark ausgeprägter Antiklinalfalten mit großer Amplitude bei ausgeglichenem Relief und in Salzstockgebieten benutzt man zum Aufsuchen der Strukturen die gravimetrische Vermessung mit Erfolg. In Yorgebirgssenken, wo die Aufschlußverhältnisse für die Durchführung geologischer Aufnahmen ausreichen, eine umfassende Anwendung geophysikalischer Verfahren wegen des komplizierten Reliefs aber erschwert ist, werden die Strukturbohrungen hauptsächlich nach den Ergebnissen der geologischen Aufnahmen angesetzt. Die Effektivität der Erkundungsbohrungen auf den mit diesen Verfahren nachgewiesenen Strukturen hängt von dem Grad ab, in dem diese Strukturen vorbereitet worden sind. Bei der Vorbereitung von Strukturen für das Erkundungsbohren wird in der Regel eine reflexionsseismische Vermessung durchgeführt, die erforderlichenfalls durch eine vergleichende refraktionsseismische Vermessung vervollständigt wird. In der letzten Zeit lieferte die Methode des regulierbaren gerichteten Empfangs bei der Untersuchung von Scheiteln gestörter und kompliziert gebauter Antiklinalstrukturen positive Ergebnisse. Wegen der nicht in genügender Anzahl zur Verfügung stehenden Apparaturen hat diese Methode jedoch noch nicht die ihr gebührende Entwicklung erfahren. In manchen Fällen werden seismische Erkundung und Strukturbohrungen kombiniert, um die Lage der Faltenachsen in den oberen Horizonten und disjunktive Störungen genauer zu erfassen und gehobene Blöcke nachzuweisen. Wie effektiv die Vorbereitung der Strukturen durch die Seismik ist, kann durch folgende Zahlen belegt werden: Von der Gesamtzahl der im fünften Fünfjahrplan durch die Seismik für die Erkundungsbohrtätigkeit vorbereiteten Strukturen wurden 6 5 % der Strukturen in die industrielle Erkundung übergeführt, davon waren 4 3 % der Strukturen öl- oder gasführend. Die durch die seismische Erkundung erhaltenen Angaben über das Vorliegen einer selbständigen Struktur wurden auf 1 0 % der gesamten Felder nicht bestätigt. Diese Zahlen werden noch präzisiert werden müssen, da noch nicht auf allen Feldern die Erkundung abgeschlossen, auf einigen noch nicht begonnen ist, und eine Reihe von Strukturen wird erst in den nächsten Jahren abgebohrt. 1957 wurden 90 Strukturen durch die Seismik vorbereitet, diese Zahl ist jedoch nicht ausreichend; nur für 4 0 — 4 5 % aller Strukturen, die dann durch Tiefbohrungen erkundet werden, liegt eine seismische Begründung vor. Auf 1000 m Erkundungsbohrungen entfallen insgesamt 24 km seismische Profile (einschließlich der rekognoszierenden und der Sucharbei-

Autorenkollektiv / Erkunclungsarbeilen auf E r d ö l und E r d g a s

ten). Infolgedessen wird für die eingehenden Arbeiten ein großer U m f a n g an Strukturbohrungen eingesetzt. Der Bohrmeteraufwand der Strukturbohrungen erreichte bis jetzt 3,5 Millionen Meter und machte in den letzten Jahren in der Sowjetunion etwa 8 0 % der Meterzahl des Erkundungsbohrens aus. Ein erheblicher Teil des Volumens der Strukturbohrungen wird zur Vorbereitung der Strukturen für die industrielle Erkundung verbraucht. Gewöhnlich wird im Verlauf eines J a h r e s die Untersuchung von etwa 150 Feldern durch Strukturbohrungen abgeschlossen, von denen für 70—80 die Empfehlung gegeben wird, die weitere Erkundung durch Tiefbohrungen durchzuführen. In der letzten Zeit war die Tendenz zu verzeichnen, die Teufe der Struktursuchbohrungen zu erhöhen, der Mangel an Geräten ist aber maßgebend dafür, daß Suchbohrungen über 1200 m Teufe nur beschränkt möglich sind. Neben der Untersuchung des geologischen Baues und dem Nachweis von Öl- und Gasanzeichen führen die Strukturbohrungstrupps noch nebenbei Sucharbeiten auf andere mineralische Rohstoffe durch. Jährlich werden etwa 100 Felder in das Stadium des Erkundungsbohrens übergeführt, und in Erkundung befinden sich gleichzeitig über 400 Strukturen. Dies ermöglicht, pro J a h r 70—90 Lagerstätten und neue Lager von Ol und Gas auf alten Feldern zu entdecken und für die Gewinnung 25—30 neue Lagerstätten und Lager vorzubereiten. Auf die Erkundungsbohrungen entfallen jetzt 4,4 Millionen Meter, gleichzeitig nimmt die Zahl der Bohrungen mit mittleren Teufen zu. Die Kosten des Erkundungsbohrens bewegen sich in weiten Grenzen; im Durchschnitt kostet 1 lfd. Meter 1000 Rubel. Wegen der erheblichen Kosten der Erkundungsbohrungen ist es für eine Herabsetzung der Aufwendungen für die Vorbereitung einer Tonne Vorräte erforderlich, daß man mit der geringsten Zahl an Bohrungen erschöpfende Angaben zur Beurteilung eines Feldes erhält. Daher werden in vielschichtigen Lagerstätten alle Bohrungen bis zum unteren produktiven Horizont proj ektiert, und in den ersten Bohrungen werden nach Möglichkeit alle öl- und gasführenden Schichten getestet. Beim Erkundungsbohren erfolgt die Untersuchung des geologischen Tiefenbaus eines Feldes durch Kernentnahme und Karottageuntersuchungen; man kann dadurch die Profile stratigraphisch einordnen, die Speichereigenschaften der Schichten bestimmen und die Strukturschemata genauer fassen. Vom Gesamtvolumen des Erkundungsbohrens in der U d S S R betragen die Kernstrecken durchschnittlich 5 — 1 0 % . In den ersten Bohrungen eines neuen Feldes wird ein Kern von einzelnen Intervallen des gesamten Profils genommen (außer in dem durch Strukturbohrungen untersuchten Teil); diese Intervalle machen im ganzen 20—25% der Teufe der Bohrung aus. Die Karottage geht über das ganze Profil im Maßstab 1 :500; in den produktiven Folgen wird die B K S im Maßstab 1 : 200 ausgeführt. In vielen Rayons werden die Angaben der Elektrokarottage durch die Gamma-Karottage und die Neutronen-Gamma-Karottage ergänzt. In der letzten Zeit wurde die Methodik der Mikrokarottage zum Einsatz gebracht, welche gestattet, die Gliederung des Profils bei häufigem Wechsel sandiger und toniger Lagen zu präzisieren. In neuen Rayons werden auf den meisten Erkundungsbohrungen auch

Zeitschrilt f ü r a n g e w a n d t e Geologie ( 1 9 6 0 ) H e f t 2

Autorenkollektiv / Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas

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G a s k a r o t t a g e u n t e r s u c h u n g e n durchgeführt, die für den Nachweis ölführender Schichten in einem karbonatischen Profil großen Nutzen bringen. U n g e a c h t e t aller Anstrengungen ist jedoch d a s P r o b l e m der E r k u n d u n g (des Aushaltens) von Speichergesteinen in K a r b o n a t e n bis jetzt noch nicht zufriedenstellend gelöst. Der W i r k u n g s g r a d des E r k u n d u n g s b o h r e n s , berechnet nach der Zahl der Bohrungen, die d a n n Ol oder Gas lieferten, ist in den letzten J a h r e n etwa 5 0 % . Man muß aber berücksichtigen, daß hierzu auch die Umgrenzungsbohrungen (Verdichtungsbohrungen) gehören. Die Effekt i v i t ä t , gemessen a m Zuwachs der Erdöl- und E r d g a s vorräte (in U m r e c h n u n g auf die Brennstoffeinheit), pro m E r k u n d u n g s b o h r u n g bewegt sich in den verschiedenen R a y o n s in weiten Grenzen. A m höchsten ist die industrielle E f f e k t i v i t ä t des E r k u n d u n g s b o h r e n s im Wolga-Ural-Erdölgebiet und in den westlichen R a y o n s des N o r d k a u k a s u s ; eine geringe E f f e k t i v i t ä t ist in K a s a c h s t a n , Sibirien und einigen R a y o n s des E u r o p ä i s c h e n Teils der U d S S R zu verzeichnen (im. Uchta-Petschora-.Gebiet, in Belorußland u.a.). ._ . Die A u f g a b e der geologischen Such- und E r k u n d u n g s arbeiten auf E r d ö l und E r d g a s in den nächsten fünfzehn J a h r e n besteht darin, dem L a n d solche industriellen Vorräte an E r d ö l und -gas zur V e r f ü g u n g zu stellen, d i e nicht nur die im Volkswirtschaftsplan vorgesehene jährliche Steigerung der Ol- und Gasgewinnung restlos gewährleisten, sondern die auch ein weiteres erhebliches Anwachsen der Erdöl- und E r d g a s g e w i n n u n g in der U d S S R ermöglichen. F ü r die V o r a u s s e t z u n g dieser grandiosen A u f g a b e bedarf es eines langfristigen, m a x i m a l rationellen Planes für die D u r c h f ü h r u n g der Arbeiten und in erster Linie einer geologischen B e g r ü n d u n g dieses Planes, nämlich einer wissenschaftlich begründeten Prognose der Erdölund E r d g a s f ü h r u n g der U d S S R . Der Zweck der Prognose der Erdöl- und E r d g a s f ü h r u n g ist nicht nur eine qualitative, sondern auch eine einigermaßen genau b e s t i m m t e q u a n t i t a t i v e Beurteilung der Aussichten der Erdöl- und E r d g a s f ü h r u n g der U d S S R , da nur in diesem Fall mit aller Vollständigkeit die rationellsten R i c h t u n g e n , die aussichtsreichsten O b j e k t i v e u n d die in Zahlen a u s g e f ü h r t e n zu erwartenden E r g e b n i s s e der geologischen Such- u n d E r k u n d u n g s arbeiten b e s t i m m t werden können.

gewiesene industrielle Erdöl- und E r d g a s f ü h r u n g , und sei sie auch nur in einem R a y o n dieser Provinz nachgewiesen. Die prognostischen Vorräte gründen sich auf die Gesamtheit der Angaben, die über Geologie und Erdöl- und E r d g a s f ü h r u n g eines R a y o n s vorliegen (Vorhandensein v o n erdölproduzierenden Folgen, Speichergesteinen und verschiedenen Fallen f ü r dieAkkumulation von Erdöl). Zusammen mit der Berechnung der prognostischen Vorräte wurden in der U d S S R eine geologische und eine technisch-ökonomische Analyse v o r g e n o m m e n und der U m f a n g der Arbeiten berechnet, der erforderlich ist, u m die prognostischen -Vorräte in die industriellen Kategorien überzuführen. F ü r die nächsten J a h r e wurden die im folgenden angeführten zwei Hauptrichtungen der geologischen Such- und E r k u n d u n g s a r b e i t e n auf E r d ö l und E r d g a s in der U d S S R f e s t g e l e g t : Die erste R i c h t u n g h a t die Aufgabe, große industriell öl- und gasführende Territorien in neuen, noch nicht: erkundeten, aber in hohem Maße höffigen Gebieten der U d S S R aufzufinden. Dazu gehören: die nördlichen, nordwestlichen und südlichen R a y o n s des Wolga-Ural-Gebietes, die K a s p i s c h e Niederung, U s t - U r t , Mangyschlak, die Buchara-ChiwinNiederung, die W ü s t e K a r a k u m , der R a y o n Murgab, die zentralen und nördlichen R a y o n s der Westsibirischen Tiefebene, R a y o n s in J a k u t i e n , d a s Gebiet u m I r k u t s k u. a. E s ist vorgesehen, in diesen Territorien u m f a s s e n d e regionale Untersuchungen anzustellen. Sie u m f a s s e n thematische wissenschaftliche Forschungsarbeiten, geophysikalische Untersuchungen (Magnetik, Gravimetrie, Seismik, Elektrik — Messung der tellurischen S t r ö m e — u. a.), ferner d a s Niederbringen von tiefen Basisbohrungen. D a s gesamte, verallgemeinerte Material dieser Arbeiten liefert d a n n die wissenschaftlichen Grundlagen für die E n t f a l t u n g der geologischen Erkundungsarbeiten. Gleichzeitig ist vorgesehen, in früher nachgewiesenen höffigen Gebieten und R a y o n s , die innerhalb der obenerwähnten Territorien liegen, in großem U m f a n g tiefe E r k u n d u n g s b o h r u n g e n anzusetzen, u m öl- u n d gasführende Zonen und Ol- und G a s l a g e r s t ä t t e n aufzufinden. E s ist geplant, in den südlichen R a y o n s der Russischen Tafel und ferner in verschiedenen R a y o n s der epiherzynischen Tafel in den nächsten J a h r e n einen gewaltigen Zuwachs an industriellen Öl- und G a s v o r r ä t e n bei gleichzeitiger bedeutender Steigerung der F ö r d e r u n g zu erreichen. Eine weitere A u f g a b e besteht darin, industrielle Vorr ä t e auf der Westsibirischen und Ostsibirischen Tafel und im Fernen Osten soweit vorzubereiten, daß gegen E n d e der nächsten fünfzehn J a h r e in diesen Gebieten nicht nur ein erheblicher Zuwachs an industriellen Vorräten erreicht, sondern auch bereits die Organisation der F ö r d e r u n g v o n Öl und G a s gewährleistet ist.

D a es erforderlich ist, die P e r s p e k t i v i t ä t v o n in der H a u p t s a c h e neuen, wenig oder gar nicht erkundeten, m a n c h m a l a u c h geologisch noch nicht untersuchten Gebieten zahlenmäßig a u s z u d r ü c k e n , wurde das in der U d S S R geltende S y s t e m der Bilanzierung von Erdölund E r d g a s v o r r ä t e n durch eine neue Vorratskategorie — die K a t e g o r i e der prognostischen Vorräte — ergänzt, Diese V o r r a t s k a t e g o r i e drückt wie die K a t e g o r i e C 2 die möglichen Ol- und G a s v o r r ä t e a u s , die b e i m jetzigen S t a n d der Bohr- u n d Fördertechnik gewonnen weiden können, aber im Gegensatz zur K a t e g o r i e C 2 bezieht sie sich $uch auf perspektivische Territorien, deren industrielle Erdöl- u n d E r d g a s f ü h r u n g noch nicht nachgewiesen ist. Die K a t e g o r i e der prognostischen Vorräte, einschließlich der K a t e g o r i e C 2 , ist daher umfassender als letztere, da sie sich auf alle höffigen Gebiete bezieht. Als Begründung f ü r die Berechnung v o n Vorräten in der K a t e g o r i e C 2 in einer gegebenen Provinz dient die nach-

F ü r die L ö s u n g dieser A u f g a b e n ( E n t d e c k u n g großer industriell verwertbarer Ol- und Gasgebiete) ist vorgesehen, die Mittel f ü r die geologischen E r k u n d u n g s arbeiten in diesen R a y o n s zu erhöhen. Sie sollen 1965 6 0 % des G e s a m t v o l u m e n s der Aufwendungen betragen, die in der U d S S R f ü r die E r k u n d u n g von Öl und Gas vera u s g a b t werden. Die zweite R i c h t u n g der geologischen Such- und E r k u n d u n g s a r b e i t e n betrifft die industriellen Erdöl-

Zeitschritt tür angewandte Geologie ( 1 9 6 0 ) l l c f t 'J

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Autorenkollektiv / Erkundungsarbeiten auf Erdöl und Erdgas

und E r d g a s g e b i e t e , in erster Linie das W o l g a - U r a l G e b i e t und den K a u k a s u s . I m W o l g a - U r a l - G e b i e t besteht die H a u p t a u f g a b e im Aufsuchen und E r k u n d e n neuer großer L a g e r s t ä t t e n im Devon und K a r b o n . A u ß e r d e m ist hier geplant, neue Horizonte, F e l d e r und B l ö c k e in b e k a n n t e n Erdöllagern und L a g e r s t ä t t e n zu erforschen und zu E n d e zu erkunden. D a v o n erwartet man einen erheblichen Zuwachs an Ol- und G a s v o r r ä t e n .

In den n ä c h s t e n J a h r e n m u ß a u c h entschieden werden, wie der , K o m p l e x der geologischen S u c h a r b e i t e n in verschiedenen R a y o n s zu verändern ist. Z. B . m u ß schon i m Zentralteil der D n e p r - D o n e z - S e n k e , in dem die S t r u k t u r p l ä n e des oberen und des u n t e r e n S t o c k w e r k s einander n i c h t entsprechen, die Seismik a b e r hinreichend detailliert die "Strukturen n a c h den S c h i c h t e n des K a r b o n s b e s t i m m t , das S t r u k t u r b o h r e n nur in V e r b i n d u n g m i t der seismischen E r k u n d u n g durchgeführt werden. E i n e ähnliche Diskrepanz in den S t r u k t u r p l ä n e n der u n t e r e n und der oberen H o r i z o n t e ist auch in der W e s t s i b i r i s c h e n Tiefebene zu b e o b a c h t e n . Die seismischc E r k u n d u n g b e s t i m m t in diesem G e b i e t den F a l t e n b a u gut m i t Hilfe der u n t e r k r e t a z i s c h e n und jurassischen S c h i c h t e n , die erdöl- und erdgashöffig sind. E s ist daher unzweckmäßig, in derartigen R a y o n s Mittel für S t r u k t u r b o h r u n g e n zu verausgaben, u m die F e l d e r zur E r k u n d u n g vorzubereiten. Zugleich darf m a n a b e r neben der regionalen U n t e r s u c h u n g der ganzen W e s t s i b i r i s c h e n T a f e l durch Profilabbohren auf die S t r u k t u r b o h r u n g e n n i c h t v e r z i c h t e n . I m Z e n t r a l t e i l der Ferghana-Mulde kommen zuverlässige Reflexionshorizonte (Leithorizonte) in ü b e r 2 0 0 0 m T e u f e v o r . D a h e r darf m a n a u c h in diesem R a y o n zwecks, V o r b e reitung der F e l d e r zum E r k u n d u n g s b o h r e n in große T e u f e n keine S t r u k t u r b o h r u n g e n anwenden, sondern m u ß sie restlos durch die seismische E r k u n d u n g ersetzen, die den F a l t e n b a u n a c h dem P a l ä o g e n und dem H a n g e n den des Mesozoikums e r m i t t e l n k a n n .

W i c h t i g e A u f g a b e n sind die Intensivierung der Arbeiten zur B e m u s t e r u n g und E r k u n d u n g der K a r b o n a t k o m p l e x e im Profil des Paläozoikums und die K l ä r u n g der industriellen Ol- und Gasführung von stratigraphischen und lithologischen F a l l e n . In den vorläufigen Plänen für die E r k u n d u n g s a r b e i t e n im S i e b e n j a h r p l a n ist für die Lösung der aufgezählten Aufgaben vorgesehen, daß hier B o h r u n g e n m i t einem Anteil v o n 3 8 % des G e s a m t v o l u m e n s der E r k u n d u n g s b o h r u n g e n der U d S S R durchgeführt werden. I m N o r d k a u k a s u s gingen i m E r g e b n i s der E r k u n d u n g neuer großer Territorien bei kontinuierlichem W a c h s t u m des Volumens der geologischen Such- und E r k u n dungsarbeiten in der Erdölförderindustrie b e d e u t s a m e Veränderungen v o r sich. Auf großen Territorien wurde der hohe industrielle W e r t des Mesozoikums und neuer K o m p l e x e des P a l ä o g e n s festgestellt. U n t e r B e r ü c k s i c h t i g u n g des Gesagten ergeben sich in diesen R a y o n s folgende A u f g a b e n : E r k u n d u n g des Mesozoikums, wobei das H a u p t g e w i c h t der Arbeiten auf die T a f e l s t r u k t u r e n im nördlichen Kaukasusvorland zu legen i s t ; Intensivierung der m i t der U n t e r suchung der k a r b o n a t i s c h e n Speichergesteine zusammenhängenden Arbeiten und Beschleunigung der E r kundungsarbeiten für den Nachweis der Öl- und Gasführung dieser Speichergesteine. Auf F e l d e r n , aus welchen, bereits gefördert wird, ist die E r f o r s c h u n g und eingehende E r k u n d u n g einzelner B e r e i c h e , B l ö c k e und Horizonte vorgesehen. D e r Siebenj a h r p l a n der geologischen E r k u n d u n g s a r b e i t e n sieht vor, für die Lösung dieser Aufgaben 1 5 % der E r k u n dungsbohrungen, bezogen auf das G e s a m t v o l u m e n der E r k u n d u n g s b o h r u n g e n in der U d S S R , einzusetzen. In allen übrigen industriellen öl- und gasführenden R a y o n s der U d S S R werden die E r k u n d u n g s a r b e i t e n m i t dem Ziel, neue Horizonte, B e r e i c h e und B l ö c k e auf den in F ö r d e r u n g stehenden L a g e r s t ä t t e n aufzufinden und zu erkunden, fortgesetzt. F e r n e r läuft das Aufsuchen und E r k u n d e n neuer E r d ö l l a g e r s t ä t t e n aus den an die in F ö r d e r u n g stehenden L a g e r s t ä t t e n anschließenden F e l d e r weiter. Zur Lösung dieser Aufgaben ist eine E r k u n d u n g s b o h r t ä t i g k e i t m i t einem V o l u m e n v o n 1 2 % des G e s a m t v o l u m e n s der Erkundungsbohrungen der U d S S R geplant. I n s g e s a m t ist in der U d S S R in den n ä c h s t e n sieben J a h r e n eine Steigerung der E r k u n d u n g s b o h r t ä t i g k e i t um das dreifache und eine entsprechende E r h ö h u n g der Volumina der geologischen E r k u n d u n g s a r b e i t e n vorgesehen. Zur E r h ö h u n g der E f f e k t i v i t ä t der E r k u n d u n g s tiefbohrungen ist eine E r h ö h u n g der m i t t l e r e n T e u f e n der S t r u k t u r s u c h b o h r u n g e n und eine E r h ö h u n g des U m f a n g s der geophysikalischen Arbeiten, h a u p t s ä c h l i c h der seismischen, vorgesehen. Die Anzahl der i m E i n satz befindlichen S e i s m i k - E r k u n d u n g s a b t e i l u n g e n soll bis 1 9 6 5 auf 1 2 0 0 erhöht werden, die für die S t r u k t u r suchbohrungen v e r a n s c h l a g t e n Meter sollen bis dahin 6 Millionen Meter b e t r a g e n .

E i n e eingehende F e s t l e g u n g des Verlaufs von . S t ö rungen durch Verbindung v o n Strukturbohrungen geringer T e u f e und geochemischen U n t e r s u c h u n g e n k a n n ebenfalls die E f f e k t i v i t ä t der geologischen Suchund E r k u n d u n g s a r b e i t e n erhöhen. Hohe Anforderungen müssen an die geophysikalischen wissenschaftlichen F o r s c h u n g s i n s t i t u t e und d e P r o duktionsorganisationen gestellt werden, die .Methoden für eine detaillierte V o r b e r e i t u n g v o n S t r u k t u r e n des T a f e l t y p s m i t einer Amplitude u n t e r 3 0 m zu entwickeln. Das bezieht sich v o r allem auf die R a y o n s des Ural-W.olga-Gebiets, in denen die S t r i i k t u r p l ä n e des P e r m s , K a r b o n s und Devons n i c h t zusammenfallen. F ü r das Aufsuchen von S t r u k t u r e n i m D e v o n m u ß m a n j e t z t noch teure B o h r u n g e n bis 2 0 0 0 m Teufe und m e h r niederbringen. Neben der stärkeren B e a c h t u n g , die der B e a r b e i t u n g theoretischer F r a g e n in den wissenschaftlichen F o r schungsinstituten für geologische E r k u n d u n g gezollt werden sollte, müssen die F o r s c h u n g e n erheblich verb r e i t e r t werden, die sich m i t der .Präzisierung der geologischen Grundlage zur B e r e c h n u n g der prognostischen V o r r ä t e und der s a c h g e m ä ß e n .Wahl der R i c h t u n g der geologischen E r k u n d u n g s a r b e i t e n befassen. E i n e keinen Aufschub duldende Aufgabe auf dem Gebiet der Erdöl- und E r d g a s e r k u n d u n g b e s t e h t darin, die B o h r t e c h n i k b e i m Niederbringen tiefer S t r u k t u r such- und E r k u n d u n g s b o h r u n g e n m i t geringem Durchmesser durch E i n f ü h r u n g der A u t o m a t i s i e r u n g und Mechanisierung der Produktionsprozesse zu vervollk o m m n e n . F e r n e r müssen sehr e x a k t arbeitende geophysikalische A p p a r a t u r e n geschaffen werden. Die aufgezählten M a ß n a h m e n werden die Möglichkeit geben, die E f f e k t i v i t ä t der geologischen E r k u n d u n g s arbeiten erheblich zu erhöhen und die L ö s u n g der außerordentlich wichtigén Aufgaben hinsichtlich der Steigerung der Ol- und G a s v o r r ä t e zu gewährleisten.

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Heft 2

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BROD / Anzeichen für die B i l d u n g von Bitumen Zusammenfassung: Die V e r f a s s e r schildern den g e s a m t e n K o m p l e x geologischer und geophysikalischer E r k u n d u n g s a r b e i t e n auf Erdöl und E r d g a s , vor allem a n H a n d der E r f a h r u n g e n in den großen E r d ö l b e c k e n des U r a l — W o l g a - G e b i e t e s , Mittelasiens und anderer Bezirke. Dabei wird die Reihenfolge der verschiedenen E r k u n d u n g s a r b e i t e n beschrieben u n d ihr prozentualer Anteil an den G e s a m t a r b e i t e n angegeben. Durch neue geoelektrische E r k u n d u n g s v e r f a h r e n wurde versucht, das Relief des dislozierten Untergrundes der großen Tafelgebiete zu erforschen. I m K o m p l e x der regionalen U n t e r s u c h u n g e n k o m m t vor allem den B a s i s b o h r u n g e n große B e d e u t u n g zu. Die A u s w a h l und spezielle A n w e n d u n g der verschiedenen geophysikalischen Verfahren richtet sich nach der jeweiligen S t r u k t u r der zu untersuchenden Gebiete.

Summary B a s e d a b o v e all the experiences in the large petroleum basins of the Ural-Volga region, Central A s i a a n d other districts, the authors describe the whole complex of geological and geophysical exploration works involved. T h e description includes the succession of different exploration works carried out and the percentage they share in the works a t large. A t t e m p t s were m a d e to use new geoelectric m e t h o d s in the exploration of the relief characteristic of the dislocated subsoil of the v a s t tablelands. B a s i c boring occupy an i m p o r t a n t position in the complex of regional investigations. The selection and special use of the different geoelectric methods depend on the specific structure of the areas to be explored.

Diagnostische Anzeichen für die Bildung von Bitumen, Erdöl und Erdgas I. O . B R O D ,

Moskau

Bei der Bewertung der Perspektiven der Erdöl- und Gasführung großer Territorien muß gleichzeitig mit der Umgrenzung geschlossener Senkungsgebiete der Erdrinde, die man als öl- und gasführende Becken ansehen kann, jeder Horizont ausgeschieden werden, der möglicherweise regional öl- und gasführend ist. Von diesen letzteren können weitaus nicht alle als syngenetisch öl- und gasführende Schichten betrachtet werden. Um beweisen zu können, daß sich das Erdöl aus dem Ausgangsmaterial gebildet hat, muß eine genetische Verwandtschaft zwischen diesen Stoffen und den flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die die Lagerstätte bilden, festgestellt werden. Der gesetzmäßige Zusammenhang zwischen Erdöl- und Gasakkumulationen auf großen Territorien und bestimmten litliologisch-stratigraphischen Komplexen wurde schon im vorigen Jahrhundert festgestellt. Damals wurde die Vermutung ausgesprochen, daß sich Erdöl und Gas in Speichergesteinen durch den Austritt von Kohlenwasserstoffen aus dunklen tonigen Gesteinen, in denen sie sich in diffusem Zustand befinden, bilden. Das Studium der regional ölführenden Folgen des Miozänes, wie es in den J a h r e n 1925—1927 von A. D. A R C H A N G E L S K I im Nordkaukasus durchgeführt wurde, gab die Möglichkeit, den Begriff des Erdölmuttergesteins oder der ölproduzierenden Gesteine zu formulieren. In der ersten E t a p p e der Untersuchung toniger Gesteine, die als Erdölmuttergesteine angesehen wurden, wurde nur die Menge des in ihnen verteilten Kohlenstoffes bestimmt. Dabei wurde vorausgesetzt, daß der organische Kohlenstoff im allgemeinen in bituminösen Stoffen enthalteti ist, die aus Kohlenwasserstoffen bestehen und den Ölen, welche Lagerstätten in den Speichergesleinen desselben Schichtenpaketes bilden, verwandt sind. In Wirklichkeit stellte sich aber bald heraus, daß die organischen Stoffe, die zwischen den mineralischen Teilchen der tonigen Gesteine verstreut sind, hauptsächlich aus kohligen Verbindungen bestehen. Auf diese Weise war ein Grund zur Verneinung des genetischen Zusammenhanges zwischen dem feinverteilten organischen Material und den Erdölen aufgetaucht. In den Jahren 1947—1950 wurde im Vorkaukasus vom Lehrstuhl für Geologie und Geochemie brennbarer Bodenschätze an der Moskauer Universität weitgehend

die lumineszens-bituminologische Untersuchungsmethode angewandt, mit dem Ziel, den Bestand des in den mesozoischen und tertiären Schichten zerstreuten organischen Materials dem des Erdöls in denselben Schichtenpaketen gegenüberzustellen. Durch diese Untersuchungen wurde bewiesen, daß zwischen der Masse organischen Materials, das der Kohle verwandt ist, auch dem Ol verwandte bituminöse Stoffe enthalten sind. Die weiteren Untersuchungen haben gezeigt, daß die bituminösen Stoffe hauptsächlich aus Asphaltiten, Teeren und Ölen bestehen. Die Mengen und das gegenseitige Verhältnis der erwähnten Komponenten weichen in verschiedenen Gesteinen voneinander ab. Auf Grund des Studiums der 1 Gesetzmäßigkeiten in der Verbreitung feinverteilter Bitumina wurde auf eine Differenzierung des bituminösen Materials in Abhängigkeit vom lithologischen Bestand des Gesteins geschlossen. Dabei scheiden sich die leichtesten Komponenten, die Öle, in die Teile der tonigen Gesteine aus, die mit Schluff- und Sandteilchen angereichert sind. Wenn im Paket toniger Gesteine, das verteilte Bitumina enthält, Speichergesteinslagen enthalten sind, so ist in letzteren die größte Menge von Komponenten enthalten, die im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen besteht. Diese Schlußfolgerungen wurden durch die Untersuchungen, die im Vorkaukasus v o m Alluni ons-Wissenschaftlichen Geologischen Erdölforschungin^titut ( W N I G R I ) u n d ' von der K S K N E der Akademie der Wissenschaften der U d S S R sowie vom Erdölinstitut der Akademie der Wissenschaften der U d S S R , vom Institut für Geologie der Akademie der Wissenschaften der Aserbaidshanischen S S R , vom Allunions-Wissenschaftlichen Forschungsinstitut für geologische Erdölerkundung ( W N I G N I ) und von einer Reihe anderer Organisationen in verschiedenen Gebieten der U d S S R durchgeführt worden sind, bestätigt und in bedeutendem Maße weiterentwickelt nud vertieft. E s wurde festgestellt, daß alle durch Reduktionsbedingungen charakterisierten tonigen und tonig-schluffigen Gesteine, karbonatische und nichtkarbonatische, fast immer dem Erdöl verwandte Bitumina enthalten, die der Menge nach weit hinter den kohligen Stoffen stehen, welche zwischen den mineralischen Teilchen der tonigen Gesteine verstreut sind. Das Vorhandensein von bituminösen Stoffen, die dem Erdöl verwandt sind,

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Heft 2

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BROD / Anzeichen für die B i l d u n g von Bitumen Zusammenfassung: Die V e r f a s s e r schildern den g e s a m t e n K o m p l e x geologischer und geophysikalischer E r k u n d u n g s a r b e i t e n auf Erdöl und E r d g a s , vor allem a n H a n d der E r f a h r u n g e n in den großen E r d ö l b e c k e n des U r a l — W o l g a - G e b i e t e s , Mittelasiens und anderer Bezirke. Dabei wird die Reihenfolge der verschiedenen E r k u n d u n g s a r b e i t e n beschrieben u n d ihr prozentualer Anteil an den G e s a m t a r b e i t e n angegeben. Durch neue geoelektrische E r k u n d u n g s v e r f a h r e n wurde versucht, das Relief des dislozierten Untergrundes der großen Tafelgebiete zu erforschen. I m K o m p l e x der regionalen U n t e r s u c h u n g e n k o m m t vor allem den B a s i s b o h r u n g e n große B e d e u t u n g zu. Die A u s w a h l und spezielle A n w e n d u n g der verschiedenen geophysikalischen Verfahren richtet sich nach der jeweiligen S t r u k t u r der zu untersuchenden Gebiete.

Summary B a s e d a b o v e all the experiences in the large petroleum basins of the Ural-Volga region, Central A s i a a n d other districts, the authors describe the whole complex of geological and geophysical exploration works involved. T h e description includes the succession of different exploration works carried out and the percentage they share in the works a t large. A t t e m p t s were m a d e to use new geoelectric m e t h o d s in the exploration of the relief characteristic of the dislocated subsoil of the v a s t tablelands. B a s i c boring occupy an i m p o r t a n t position in the complex of regional investigations. The selection and special use of the different geoelectric methods depend on the specific structure of the areas to be explored.

Diagnostische Anzeichen für die Bildung von Bitumen, Erdöl und Erdgas I. O . B R O D ,

Moskau

Bei der Bewertung der Perspektiven der Erdöl- und Gasführung großer Territorien muß gleichzeitig mit der Umgrenzung geschlossener Senkungsgebiete der Erdrinde, die man als öl- und gasführende Becken ansehen kann, jeder Horizont ausgeschieden werden, der möglicherweise regional öl- und gasführend ist. Von diesen letzteren können weitaus nicht alle als syngenetisch öl- und gasführende Schichten betrachtet werden. Um beweisen zu können, daß sich das Erdöl aus dem Ausgangsmaterial gebildet hat, muß eine genetische Verwandtschaft zwischen diesen Stoffen und den flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die die Lagerstätte bilden, festgestellt werden. Der gesetzmäßige Zusammenhang zwischen Erdöl- und Gasakkumulationen auf großen Territorien und bestimmten litliologisch-stratigraphischen Komplexen wurde schon im vorigen Jahrhundert festgestellt. Damals wurde die Vermutung ausgesprochen, daß sich Erdöl und Gas in Speichergesteinen durch den Austritt von Kohlenwasserstoffen aus dunklen tonigen Gesteinen, in denen sie sich in diffusem Zustand befinden, bilden. Das Studium der regional ölführenden Folgen des Miozänes, wie es in den J a h r e n 1925—1927 von A. D. A R C H A N G E L S K I im Nordkaukasus durchgeführt wurde, gab die Möglichkeit, den Begriff des Erdölmuttergesteins oder der ölproduzierenden Gesteine zu formulieren. In der ersten E t a p p e der Untersuchung toniger Gesteine, die als Erdölmuttergesteine angesehen wurden, wurde nur die Menge des in ihnen verteilten Kohlenstoffes bestimmt. Dabei wurde vorausgesetzt, daß der organische Kohlenstoff im allgemeinen in bituminösen Stoffen enthalteti ist, die aus Kohlenwasserstoffen bestehen und den Ölen, welche Lagerstätten in den Speichergesleinen desselben Schichtenpaketes bilden, verwandt sind. In Wirklichkeit stellte sich aber bald heraus, daß die organischen Stoffe, die zwischen den mineralischen Teilchen der tonigen Gesteine verstreut sind, hauptsächlich aus kohligen Verbindungen bestehen. Auf diese Weise war ein Grund zur Verneinung des genetischen Zusammenhanges zwischen dem feinverteilten organischen Material und den Erdölen aufgetaucht. In den Jahren 1947—1950 wurde im Vorkaukasus vom Lehrstuhl für Geologie und Geochemie brennbarer Bodenschätze an der Moskauer Universität weitgehend

die lumineszens-bituminologische Untersuchungsmethode angewandt, mit dem Ziel, den Bestand des in den mesozoischen und tertiären Schichten zerstreuten organischen Materials dem des Erdöls in denselben Schichtenpaketen gegenüberzustellen. Durch diese Untersuchungen wurde bewiesen, daß zwischen der Masse organischen Materials, das der Kohle verwandt ist, auch dem Ol verwandte bituminöse Stoffe enthalten sind. Die weiteren Untersuchungen haben gezeigt, daß die bituminösen Stoffe hauptsächlich aus Asphaltiten, Teeren und Ölen bestehen. Die Mengen und das gegenseitige Verhältnis der erwähnten Komponenten weichen in verschiedenen Gesteinen voneinander ab. Auf Grund des Studiums der 1 Gesetzmäßigkeiten in der Verbreitung feinverteilter Bitumina wurde auf eine Differenzierung des bituminösen Materials in Abhängigkeit vom lithologischen Bestand des Gesteins geschlossen. Dabei scheiden sich die leichtesten Komponenten, die Öle, in die Teile der tonigen Gesteine aus, die mit Schluff- und Sandteilchen angereichert sind. Wenn im Paket toniger Gesteine, das verteilte Bitumina enthält, Speichergesteinslagen enthalten sind, so ist in letzteren die größte Menge von Komponenten enthalten, die im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen besteht. Diese Schlußfolgerungen wurden durch die Untersuchungen, die im Vorkaukasus v o m Alluni ons-Wissenschaftlichen Geologischen Erdölforschungin^titut ( W N I G R I ) u n d ' von der K S K N E der Akademie der Wissenschaften der U d S S R sowie vom Erdölinstitut der Akademie der Wissenschaften der U d S S R , vom Institut für Geologie der Akademie der Wissenschaften der Aserbaidshanischen S S R , vom Allunions-Wissenschaftlichen Forschungsinstitut für geologische Erdölerkundung ( W N I G N I ) und von einer Reihe anderer Organisationen in verschiedenen Gebieten der U d S S R durchgeführt worden sind, bestätigt und in bedeutendem Maße weiterentwickelt nud vertieft. E s wurde festgestellt, daß alle durch Reduktionsbedingungen charakterisierten tonigen und tonig-schluffigen Gesteine, karbonatische und nichtkarbonatische, fast immer dem Erdöl verwandte Bitumina enthalten, die der Menge nach weit hinter den kohligen Stoffen stehen, welche zwischen den mineralischen Teilchen der tonigen Gesteine verstreut sind. Das Vorhandensein von bituminösen Stoffen, die dem Erdöl verwandt sind,

Zeitschrift lür angewandte Geologie (19G0) Heft 2

64 wurde vom W N I G N I auch für die rezenten Sedimente nachgewiesen. Bis in die letzte Zeit wurde die chemische Gemeinsamkeit der durch die Lumineszenzanalyse bestimmten bituminösen Stoffe und des Erdöls in Zweifel gezogen. Diese Frage wurde durch die Untersuchung bituminöser Stoffe, die aus den Subkapillarporen toniger Gesteine gewonnen wurden, im chemischen Laboratorium des Lehrstuhls für Geologie und Geochemie brennbarer Bodenschätze der Moskauer Staatlichen Universität positiv gelöst. Im gegenwärtigen Moment haben viele Erdölgeologen die falsche Vorstellung, daß bewegliche Stoffe, wie Wasser und Bitumen, im Gestein entweder im freien Zustand vorhanden sind, so daß sie sich frei nach den Schwerkraftgesetzen bewegen können, oder aber im gebundenen, der absolut keine Bewegung zuläßt. Es ist bekannt, daß die freibeweglichen Stoffe in überkapillären Hohlräumen des Gesteins enthalten sind, während die gebundenen jedes Mineralteilchen des Gesteins umgeben oder im Kristallgitter des Gesteins eingeschlossen sind. Außer diesen beiden Zuständen gibt es aber noch einen halbgebundenen oder schwachgebundenen Zustand der beweglichen Stoffe, die die Subkapillarporen füllen. Für Wasser wurde die Bewegung im halbgebundenen Zustand bei der Verdichtung plastischer, tonig-schluffiger und mergeliger Gesteine schon längst nachgewiesen. Für bituminöse Stoffe wurde die Theorie über die molekulare Bewegung in subkapillaren Poren von uns in den Jahren 1946/47 bei derAusarbeitung einer Klassifikation der Migrationsprozesse formuliert. Damals wurde auch die Annahme ausgesprochen, daß sich die bituminösen Stoffe, die sich zusammen mit Wasser in den Subkapillarporen bewegen, erst dann in Erdöl verwandeln, wenn sie aus dem halbgebundenen Zustand in den freien übergehen. Ein solcher Übergang vollzieht sich in den Laboratorien bei der Gewinnung von Bitumen aus den Subkapillarporen durch Lösungsmittel. In der Natur geht dieser Prozeß beim Übergang der bituminösen Stoffe aus den subkapillaren in die überkapillaren Poren und Klüfte, sowohl in ein und demselben Gestein als auch beim Übergang von einem Gestein ins andere, vor sich. Auf Grund eines solchen Übergangs bildet sich Erdöl auf Schichtflächen und an Klüften in Tonen, die Bitumen in Subkapillarporen enthalten. Derselbe Prozeß geht beim Übergang der beweglichen Stoffe aus den Subkapillarporen geringpermeabler Gesteine in Speichergesteine vor sich. Der Prozeß der molekularen Migration wird von uns als komplizierter physikalisch-chemischer Umwandlungsprozeß angesehen, der die beweglichen Stoffe bei ihrer Fortbewegung im halbgebundenen Zustand in den subkapillaren Poren sich verdichtender mergeliger, toniger und tonig-schluffiger Gesteine erfaßt. Im gesamten Verlauf der Verdichtung der Gesteine bis zu ihrer völligen Diagenese, d.h. einschließlich des Verlustes ihrer plastischen Eigenschaften, geht der Prozeß der molekularen Migration vor sich, der von physikalisch-chemischen Umwandlungen der beweglichen Stoffe in den supkapillaren Poren begleitet wird. Gerade in dieser Etappe geht die Bitumenbildung durch Zerfall organischer Stoffe, die zwischen den mineralischen Teilchen verteilt sind, vor sich. Der Gedanke, daß die Bitumenbildung ein Prozeß ist, der den Zerfall und die allmähliche Metamorphi-

BROD

/ Anzeichen für die Bildung von Bitumen

sierung der dispersen organischen Stoffe in den tonigschluffigen Gesteinen bei deren Verdichtung begleitet, wurde von uns zum erstenmal in den Jahren 1953/55 geäußert. Des weiteren wurden die Grundzüge des Zerfallprozesses formuliert, der auf der einen Seite in der Verwandlung kohliger Teilchen auf dem Wege von Braunkohle zur Steinkohle und weiter zu Anthrazit und Graphit und auf der anderen Seite in der Ausscheidung immer neuer und neuer Portionen Bitumina besteht, die ein Gemisch von anfänglich hochmolekularen Stoffen — Asphaltenen, Teeren und schweren Ölen —, später nur verschiedene Öle und schließlich reines Methan bilden. Zur gegenwärtigen Zeit ist der Zerfall organischer Stoffe bei der Diagenese und Metamorphisierung tonigschluffiger Gesteine durch die Untersuchungen einer ganzen Reihe von Instituten und Organisationen nachgewiesen worden. Viele Forscher haben keine Zweifel darüber gelassen, daß der Prozeß der ununterbrochenen Bitumenbildung, der den Zerfall organischen Materials begleitet, existiert. Das angeführte Schema der Bitumenbildung gibt die Möglichkeit, einen gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen dem Verdichtungsgrad des tonig-schluffigen Gesteins und der Qualität der in ihm verteilten bituminösen Stoffe zu suchen. Die Untersuchung der stofflichen Zusammensetzung der dispersen Bitumina kann eine fruchtbringende Grundlage für Prognosen der Ölund Gaszusa'mmensetzung in Lagerstätten sein, die von dispersen Bitumina in tonig-schluffigen Gesteinen gespeist werden. Auf diese Art und Weise werden die Wege aufgezeigt, wie man die Ergebnisse der lithologisclfbituminologischen Untersuchungen der Gesteine zur Klärung des Bituminierungsprozesses auch für die Fragen der Erdölund Erdgasbildung ausnutzen kann. Ausgehend von dem oben Angeführten sind im allgemeinen solche Gesteine bitumenproduzierend, die über Subkapillarporen verfügen. Der Prozeß der Erdölund Erdgasbildung kann aber nur in dem Falle vor sich gehen, wenn die bituminösen Stoffe aus dem dispersen Zustand in den Subkapillarporen in den freien Zustand in den überkapillaren Poren des Speichergesteins übergehen, wo sich nach der Trennung vom Wasser Erdöl- und Erdgaslagerstätten bilden. Etwas anders gehen diese Prozesse in Karbonatgesteinen wie Kalkstein und Dolomit vor sich, deren Diagenese sehr schnell vonstatten geht. In der beigefügten Tabelle werden in erster Linie geologische und geochemische Kennzeichen von Gesteinen angeführt, für welche die Zerfallsprozesse organischen Materials und die Bildung feinverteilter Bitumina festgelegt werden können. Zu diesem Zwecke wurde in erster Linie die Erfahrung bei der Untersuchung der mesozoischen und tertiären Schichten im Vorkaukasus verwendet und die veröffentlichten Untersuchungsergebnisse vieler anderer Gebiete herangezogen. In der Tabelle ist dargestellt, daß nur solche Gesteine bitumenproduzierend sein können, die sich aus subaquaten, feinkörnigen, sowohl karbonatischen als auch nichtkarbonatischen Sedimenten bei vorwiegender Senkung gebildet haben. Gerade diese Kennzeichen bestimmen eine reduzierende Umgebung, sowohl im Sedimentationsprozeß als auch während der weiteren Umbildungen. Außeres Anzeichen derartiger Gesteine ist ihre graue, bläuliche Farbe, manchmal mit einem

Zeitschrift für angewandte Geologie (1960) Heft 2 BROD / Anzeichen für die B i l d u n g v o n

Bitumen

braunen oder grünen Schein. E s ist sehr charakteristisch, daß man sogar zwischen mächtigen Paketen rotfarbener Gesteine nach diesem äußeren Merkmal leicht solche Folgen ausscheiden kann, in denen eine Bitumenbildung möglich war. Die im Zerfallsprozeß entstandenen bituminösen Stoffe vollführen ihre weiteren Umbildungen zusammen mit dem in den Subkapillarporen enthaltenen Wasser. Infolgedessen kann die Verfestigung des Gesteins, die zur Lithifikation und zum Schließen der Subkapillarporen führt, in gewissem Maße als Kennzeichen für die Verlangsamung und Beendigung der Bitumenbildung dienen. Die Bitumenbildung kann nur auf Grund des Zerfalls freier Bitumina, die in den Prozessen der Diagenese ausgeschieden wurden und dabei Spalten und Kavernen ausfüllten, erneut beginnen. Ein derartiger Prozeß ist augenscheinlich in bituminösen Kalksteinen und Dolomiten zu beobachten, in denen außer den gebundenen Bitumina reichlich Einschlüsse von Asphaltit in Kavernen und auf Klüften bekannt sind. Aus den Karbonatgesteinen sind nur bei ihrer vollständigen Zerstörung die gebundenen Bitumina zu gewinnen. Das heißt also, daß auch in Karbonatgesteinen der Prozeß der Bitumenbildung im wesentlichen mit der Lithifikation abgeschlossen ist. Zur gleichen Zeit können freie Bitumina, die sich in Form von Asphaltit ausgeschieden haben und Mikro- und Makroklüfte, Kavernen und alle möglichen Hohlräume ausfüllen, durch weiteren Zerfall neue Meng n beweglicher bituminöser Stoffe ergeben. Pakete derartiger bituminöser Malm- und Unterkreidekalke ziehen sich mehrere zehn Kilometer entlang der Nordflanke des K a u k a s u s hin. Eine noch größere Verbreitung haben in den westlichen Teilen der Ostsibirischen Tafel mächtige Pakete bituminöser altpaläozoischer Kalksteine und Dolomite, die eine große Menge Asphaltiteinschlüsse enthalten. Unter dem Mikroskop zeigen Schliffe im ultravioletten Licht Aureolen um Asphaltiteinsclilüssc, die aus beweglichen bituminösen Komponenten bestehen. Infolgedessen ist es nicht ausgeschlossen, daß sich beim Zerfall von Asphaltiten Kohlenwasserstoffe bilden, die dem Erdöl verwandt sind. Deshalb ist es durchaus möglich, daß in lithifizierten karbonatischen Gesteinen — Kalken und Dolomiten — eine Bitumenbildung auf Kosten des Zerfalls von Asphaltit vor sich geht. Wenn sich dieser Prozeß durch weitere Untersuchungen bestätigt, so kann man Kalksteine und Dolomite, die bituminös sind und Asphaltite enthalten, als bitumenproduzierend ansehen. Das heißt also, wenn in tonigen und tonig-schluffigen Gesteinen die Bitumenbildung auf Kosten des Zerfalls des dispersen organischen Materials in subkapillaren Poren vor sich geht, sie augenscheinlich in verfestigten karbonatischen Gesteinen durch Zerfall freier Bitumina — der Asphaltite — in überkapillaren Hohlräumen stattfindet. Die Bitumenbildung ist ein Zwischenprozeß auf dem Wege zur Erdölbildung. F ü r den Prozeß der Erdölund Erdgasbildung genügt es nicht, über Ausgangsbitumen zu verfügen. E s sind Bedingungen erforderlich, die den Erdöl- Kohlenwasserstoffen ermöglichen, sich aus den dispersen bituminösen Stoffen auszuscheiden. Aus dem unteren Teil der Tabelle ist zu ersehen, daß die Erdöl- und Erdgasbildung nur beim Ubergang des Kohlenwasserstofftcils der Bitumina in ein Speichergestein vor sich geht. Dieser Prozeß kann genauso in

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Diagnostische Erdöl-

und

Anzeichen

der

Erdgasbildung

Oktober

Bitumenbildung (aufgestellt

von

und

der

I. O. B R O D ,

1958)

Geologische Anzeichen

Geochemische Anzeichen

Gesteine, die sich a a s s u b a q u a tischen feinkörnigen, sowohl karbonatischen als auch nichtkarbonatischen Sedimenten unter Bedingungen einer vorherrschenden Senkung bildeten.

Reduzierendes Medium, sowohl während der Sedimentation als auch bei weiteren Umwandlungen. Dadurch bedingt graue und bläuliche F ä r b u n g des Gesteins, manchmal grünliche und bräunliche Töne.

E s ist organisches Material vorhanden, d a s zwischen den Gesteinskörpern verteilt ist.

E s ist sowohl kohliges als auch bituminöses Material in den organischen Verbindungen vorhanden, das kohlige überwiegt gewöhnlich stark.

Terrestrische Gesteine müssen ihre Plastizität erhaltsn haben, d. h., die Diagenese d i r f nur einen solchen Grad erreicht haben, bei welchem die subkapillaren Poren und d a s darin halbgebundene Wasser erhalten bleiben. Verfestigte karbonatische Gesteine ( K a l k e u. Dolomite) müssen freie B i t u m i n a in F o r m von Asphaltiten enthalten, die K l ü f t e und K a v e r n e n ausfüllen.

Der Metamorphosegrad dos organischen Materials ist so, daß er dessen weiteren Zerfall unter Bildung von Bitumen gewährleistet.

Terrestrische und karbonatisch terrestrische Folgen müssen im geefogischen Profil sowohl bitumenliefernde als auch Speichergesteine enthalten.

E s müssen syngenetische Bitumina in gering-permeablen Gesteinen vorhanden und dispers verteilt sein. Die in den Speicherhorizonten vorhandenen und in den Wässern gelösten B i t u m i n a müssen mit den syngenetischen chemisch verwandt sein. Die hydrogeologische Situation muß f ü r die Überführung der dispers verteilten Kohlenwasserstoffe in den Erdölzustand günstig sein.

In Kalkstein - Dolomit - Folgen müssen kommunizierende Mikround Makrohohlräume vorhanden sein, die teilweise m i t Asphaltiten gefüllt sind.

E s müssen Zerfalls] iro/.esse vor sich gehen, welche aus Asphaltiten K ohlenwasserstoffe erzeugen, und es muß eine hydrogeologische Situation, welche für den Übergang aus dem dispersen Zustand in mobiles Erdöl günstig ist. vorhanden sein.

Bei Wechsellagerungen von Speicherhorizonten mit gering-permeablen Gesteinen, die keine Bitumina bilden, muß ein Zusammenhang mit bituminali eiernden Gesteinen vorhanden sein, sei es durch lithologisch-fazi eile Änderungen, durch strukturelle Komplikationen (Brüche, Diapire usw.) oder durch K o n t a k t a n Diskordanzen.

E s müssen epigenetische Bitumina vorhanden sein, die chemisch den B i t u m i n a dei' speisenden Gesteine verwandt sind, sowie Spuren sekundärer Reduktionsprozesse auf dem Migrationsweg der Bitumina.

Bei mächtigen Speichergesteinen, die einheitliche natürliche lieservoire bilden, müssen diese durch den lithologisch-faziellen Wechsel lateral oder durch hangende oder liegende bitumenliefernde Gesteine. gespeist werden.

E s müssen epigenetische Bitumina vorhanden sein, die den B i t u m i n a der speisenden Gesteine chemisch verwandt sind.

Zeitschrift für a n g e w a n d t e Geologie ( i 9 6 0 ) Heft 2 liHOD / Anzeichen für die B i l d u n g von B i t u m e n

66 den Paketen erfolgen, in denen die Bitumenbildung s t a t t f a n d , als auch in Gesteinspaketen, denen bitumenproduzierende Gesteine fehlen. Syngenetiseh öl- und gasführend können nur solche terrigenen und karbonatisch-terrigenen Folgen sein, in deren Profil bitumenproduzierende Gesteine vorhanden sind. Erdöl und E r d g a s kann sich dabei nur dann bilden, wenn in der betrachteten Folge auch Speichergesteine vorhanden sind. Geochemische Kennzeichen syngenetiseh öl- und gasführender Folgen sind vor allem Bitumina, die ein Zerfallsprodukt des zwischen den mineralischen Teilchen pelitischer Gesteine verteilten organischen Materials darstellen. Die syngenetischen B i t u m i n a müssen den in den Speichergesteinen derselben Folge verteilten Bitumina chemisch verwandt sein. Die Bildung von Erdöl- und E r d g a s lagerstätten kann nur in einer hydrochemischen und hydrodynamischen Situation v o n s t a t t e n gehen, die für den U b e r g a n g der Kohlenwasserstoffe aus dem dispersen Zustand in Erdöl günstig ist. K a l k - D o l o m i t - P a k e t e können nur dann als syngenetiseh öl- und gasführend betrachtet werden, wenn sie gebundene B i t u m i n a und außerdem Asphaltite in Mikro- und Makrohohlräumen, die chemisch verwandt sind, enthalten. Außerdem muß der Zerfall der Asphaltite unter Bildung von Kohlenwasserstoffen festgestellt werden. F ü r den Ü b e r g a n g der Kohlenwasserstoffe aus dem dispersen Zustand in Erdöl ist es außerdem erforderlich, daß in den Kalk- und Dolomitspeichern eine günstige hydrochemische und hydrodynamische Situation herrscht. Ganz anders sind die Kennzeichen des Erdöl- und Gasbildungsprozesses in epigenetisch öl- und gasführenden Folgen. F ü r Folgen mit einer Wechsellagerung von Speichergesteinen und wenig permeablen Horizonten, die keine Bitumen liefern, ist es notwendig, einen Zusammenhang mit bitumenproduzierenden Gesteinen anderer Folgen zu beweisen. Diese Zusammenhänge sind in erster Linie möglich durch lithologischfazielle Änderungen der Gesteine, die sich in Oxydationszonen gebildet haben, in solche, die bitumenproduzierend sind. E i n Eindringen von Kohlenwasserstoffen in epigenetisch öl- und gasführende P a k e t e ist auch möglich entlang von Störungen oder durch Ausquetschen aus den Kernen von Diapiren oder diapirartigen Antiklinalen. Nicht ausgeschlossen ist der U b e r g a n g von Bitumen bei Berührung von Speichergesteinen mit bitumenproduzierenden Gesteinen an einer Diskordanzfläche. In mächtigen Speicherpaketen, die ein einheitliches Reservoir bilden, k a n n bei Fehlen einer Quelle für die Bitumenbildung im Speicher die Speisung entweder durch liegende oder h i n g e n d e bitumenproduzierende Gesteine oder durch lithologisch-fazielle Änderungen des Speichers erfolgen. Die Speisung der epigenetisch öl- und gasführenden Folgen k a n n vor allem durch Feststellen von dispersen, chemisch den B i t u m i n a der speisenden Gesteine verwandten B i t u m i n a nachgewiesen werden. Die Transportwege der B i t u m i n a können durch sekundäre Reduktionsprozesse festgestellt werden. Bei rotfarbenen Gesteinen können derartige sekundäre Prozesse oft schon visuell durch graublaue und grünliche F a r b e n auf dem Migrationswege der bituminösen Stoffe festgestellt werden. Alle angeführten Kennzeichen sind in der beigefügten Tabelle zusammengestellt. Zweck dieser Tabelle ist, nur die wichtigsten Züge zu systematisieren, die die

Möglichkeit geben, das Vorhandensein der Bitumenbildungsprozesse in Gesteinen und der Prozesse der Erdöl- und E r d g a s b i l d u n g festzustellen, die zur Bildung regional öl- und gasführender Folgen führen. Zusammenfassung

In einer ü b e r s i c h t l i c h e n T a b e l l e s i n d die d i a g n o s t i s c h e n A n z e i c h e n der B i t u m e n - , der E r d ö l - u n d E r d g a s b i l d u n g z u s a m m e n g e s t e l l t . E s w e r d e n die w i c h t i g s t e n Z ü g e s y s t e m a t i siert, die die M ö g l i c h k e i t geben, d a s V o r h a n d e n s e i n der B i t u m e n b i l d u n g s p r o z e s s e in G e s t e i n e n u n d der P r o z e s s e der E r d ö l - u n d E r d g a s b i l d u n g f e s t z u s t e l l e n , die z u r B i l d u n g r e g i o n a l öl- u n d g a s f ü h r e n d e r F o l g e n f ü h r e n . Die w i c h t i g s t e n Unterlagen wurden durch lumineszenz-bitummologische Untersuchungen gewonnen. E s wurde nachgewiesen, daß alle d u r c h R e d u k t i o n s b e d i n g u n g e n c h a r a k t e r i s i e r t e n tonigen u n d tonig-schluffigen, karbonatischen und nichtkarbonatischen Gesteine f a s t immer d e m Erdöl verwandte Bitumina e n t h a l t e n . D e r Prozeß der m o l e k u l a r e n M i g r a t i o n w i r d als komplizierter physikalisch-chemischer Umwandlungsprozeß a n g e s e h e n , der die geweglichen S t o f f e bei ihrer F o r t b e w e g u n g i m h a l b g e b u n d e n e n Z u s t a n d in d e n s u b k a p i l l a r e n P o r e n sich v e r d i c h t e n d e r m e r g e l i g e r , t o n i g e r u n d t o n i g s c h l u f f i g e r G e s t e i n e e r f a ß t . E s b e s t e h t ein g e s e t z m ä ß i g e r Z u s a m m e n h a n g zwischen d e m V e r d i c h t u n g s g r a d des t o n i g s c h l u f f i g e n G e s t e i n s u n d der Q u a l i t ä t der in i h m verteilten b i t u m i n ö s e n S t o f f e . E r d ö l - u n d E r d g a s b i l d u n g findet s t a t t , wenn die b i t u m i n ö s e n S t o f f e a u s d e m d i s p e r s e n Zus t a n d in den S u b k a p i l l a r p o r e n in d e n freien Z u s t a n d in den ü b e r k a p i l l a r e n P o r e n d e s S p e i c h e r g e s t e i n s ü b e r g e h e n , in welchen sich n a c h der T r e n n u n g v o m W a s s e r E r d ö l - u n d Erdgaslagerstätten bilden.

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