книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

fahr im Südharz-Kalirevier. Bergakademie 14 (1962) 6, S.. 403-407

[20] Uhlmann, M,,und U. Winter: Angewandte Geophysik im Bergbau. Bergakademie 14 (1962) 6, S. 407-415; H (1962) 7, S. 497-505

[[21] Döhner, Ch.: Neue Ergebnisse feinstratigraphischer Unter­ suchungen im Grenzbereich Kalisalzlager Staßfurt - Grauer Salzton des Südharzreviers. Vortrag zum

III. Internationalen KaliSymposium, 1965, Magdeburg

£223 Grau, H.-J.: Probleme der mathematischen Verfahrens­ optimierung im Kalibergbau. Vortrag zur GDBH-Tagung, Fachsektion Kalibergbau, Eisenach, 1965

[23] Winter, U., und M. Nawrod: Neue Untersuchungen über die Erkennung und Vorbestimmung der Gasausbruchsgefahr am Anstehenden im Werra-Kalibergbau. Bergbautechnik 6 (1960), S. 281-288

[243 Winter, U.: Ein neues Verfahren zur Schnellbestimmung des Gasgehaltes von Gässalzen im Labor und unter Ta-

e. Mitteilungen für die Kaliindustrie 2 (1962), t. 3-5

[253 Winter, U.: Weitere Untersuchungen zur Erkundung der Gas­ ausbruchsgefahr im Kalibergbau. Mitteilungen für die Kaliindustrie 2 (1961), S. 7-11

£26] Winter, U., und K. Thoma: Vorschlag zum zweckmäßigen

Einsatz der bisher bekannten Methoden zur Vorherbe­ stimmung von Gas-Salz-Ausbrüchen im Kalibergbau. Mit­ teilungen für die Kaliindustrie 2 (1962), S. 3-7

£273 Gimm, Thoma, Duchrow, Wolf, Winter: Prognose und Mecha­ nismus von Gasausbrüchen im Kalibergbau und ihre Be­ deutung für die Sicherheit der Belegschaften. Vor­ trag zum III. Internationalen Bergbaukongreß, 1963, Salzburg

Q283 Gimm, W. : Überblick über die bisher von der Forschungs­ gemeinschaft "Mineralgebundene Gase” bearbeiteten Probleme sowie Ergebnisse der Forschungsarbeiten. Freib. Forsch.-H. A 304, Berlin (1964), S. 5-51

£293 Duchrow, G.: Planmäßige und technisch beherrschte Ausbruohsprovokationen von Salz und Kohlensäure im Kali­ bergbau zwecks Erhöhung der Betriebswirtschaftlich­ keit. Bergakademie 16 (1964) 3, S. 129-138

[j303 Uhlmann, M.: Über die Erkundung der Spannungsverhältnisse in Stützpfeilern des Kaliund Steinsalzbergbaues auf akustischer Basis. Freib. Forsch.-H. C 36 (1957)

£313 Schuppe, F., und M. Uhlmanh: Die seismische Nahortung des Basalanhydrits im Kalibergbau. Mitteilungsblatt der ZFS Kali (1961)

£323 Winter, U.: Die Anwendung geophysikalischer Verfahren zur Bekämpfung der Gasgefahr im Kalibergbau der DDR. Bergakademie 16 (1964) 3, S. 138-145

£333 Hildebrand, G., und C. BadstÜbner: Untertägige Anwendung

der seiemischen Nahortung in tektonischen Störungs­ zonen des Zechstein 2. Bergakademie 1 (1965), S. 3-6

[343 Badstübner, C.: Seismische Nahortung - eine geophysika­ lische Meßmethode im Dienste der Grubensicherheit* Sicherheit Bergbau Hütte 10 (1964) 9, S. 170-173 und 10 (1964) 10, S. 193-196

[353 Winter, U. : Praktische Geophysik für den Kaliund Steinsalzbergbau« Die Bekämpfung der Gasund Laugen­ gefahr« Kali-Buchreihe, Band 3. Leipzig; VEB Verlag für die Grundstoffindustrie 19O 6

[36]] Winter, U«: Die Bekämpfung der Laugengefahr mit geo­ physikalischen Verfahren im Kalibergbau der DDR. Vor­ trag zum II« Internationalen Kalisymposium 1963# Erfurt

[371 Uhlmann, M . : Untertageseismische Untersuchungen im SUd- harz-Kalisalzgebiet« Freib. Forsch«-H« C 161 (1963),

S. 29-46

[38]Uhlmann, M.s Die Bestimmung elastischer Konstanten im Anstehenden« Vortrag zum III. Internationalen Kali­ symposium, Magdeburg, 1965

[403 Müller, D«s Staubsituation und Staubbekämpfung im Kali­ bergbau der DDR« Vortrag zur Fachtagung Staubbe­ kämpfung im Bergbau, Kammer der Technik, Leipzig, 1965

[413 Thoma, K . : Bericht über die im Jahre 1960 unter Leitung von Prof.Dr. Gimm durchgeführten Arbeiten zum For­ schung sauftrag "Mineralgebundene Gase". Mitteilungen für die Kaliindustrie 1 (1961)

[423 Thoma, K«: Beitrag zur Klärung des Mechanismus der plötzlichen Ausbrüche von Salz und Gas. Dissertation an der Bergakademie Freiberg, 1963

[433 Duchrow, G«: Analytische Untersuchungen zur Schadensbe­ kämpfung bei C0o-Austritten im Werra-Kalibergbau« Freib. Forsch. -H. A 304, Berlin (1964), S. 119-165

[443 Duchrow. G.s CO«-Austritte im Kalibergbau und die daraus resultierenden Aufgaben für die Grubenbewetterung« Vortrag zum III. Internationalen Kalisymposium, Magdeburg, 1965

[451 Durchrow, G.s Untersuchungen in Kohlensäureraohelfeldern der Grube Menzengraben. Bergakademie 11 (1959), S. 586-594

[463 Eckart, D.: Beitrag zur Bekämpfung-plötzlicher Ausbrüche von Salz und Gas. Dissertation an der Bergakademie Freiberg, 1965 (unveröffentlicht)

[47l Gimm, W., und D. Eckarts Wissenschaftliche Ergebnisse

bei der weiteren Erforschung der plötzlichen Ausbrüche im Kalibergbau« Vortrag zum III. Internationalen

Kolloquium über Probleme der plötzlichen Ausbrüche von Gestein und Gas in Krakow, 1964

[48] Eckart, D.: Neue Möglichkeiten zur Bekämpfung plötzli­ cher Ausbrüche von Salz und Gas. Vortrag zum Absol­ vententreffen des Institutes für Bergbaukunde, Frei­ berg, 1965

Q49] Junghans, R., und H. Echtermeyer: Versuche zur Senkung der Abbauverluste im Kalibergbau des Südharzes. Berg­ bautechnik 3 (1953) H. 1, S. 21-26

[50] Ruhmannseder, J.: Senkungsbeobachtungen an Höhenfest­ punkten über dem Abbaufeld des VEB Kaliwerk !,Karl Liebknecht", Bleicherode. Bergbautechnik 5 (1965) H. 2, S-. 88-93

[[51] Hottewitz, K.j Gebirgsmechanische Beobachtungen bei der Anwendung des Pfeilersplittings. Vortrag zum III. Gebirgsmechanischen Kolloquium der Arbeitsstelle für Geomechanik der DADW und des Institutes für Gruben­ sicherheit Leipzig, 1965

[52] Höfer, K.-H.: Nutzanwendung neuer gebirgsmechanischer Erkenntnisse für die Gestaltung des Abbaues im Kali­ bergbau. Vortrag zum III. Internationalen Kalisymposium, Magdeburg, 1965

[[53] Fulda, Höfer, Seidl: Die praktische Durchführung eines Totalabbauversuches auf der Kaligrube Pöthen. Vor­

trag zum III. Internationalen Kalisymposiumf Magde­ burg, 1965

[54] Ruhmannseder, J.: Erste Versuchsergebnisse über die

Herstellung und Verwendung von "Dekaraon 1" im Kaliund Steinsalzbergbau der DDR. Bergakademie 16 (1964) 11, S. 652-659

£55] Ruhmannseder, J.: Lehrbogen über Sprengarbeit mit losem

Sprengstoff "Dekamon 1" im Kalibergbau Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1965

[[56] Bergholz, D., und H. Frank: Großlochstrossen - ein

leistungsfähiges Gewinnungsverfahren* Bergakademie, 1966 - im Druck.

[[57] Bergholz, D.: Erfahrungen mit gleislosen Erdbaugeräten im Salzbergbau. Bergakademie 16 (1964) 11, S. 660-

665

[[58] Bergholz, D.: Untersuchungen zur wirtschaftlichen Ge­ staltung der Fördertechnologie im Kalibergbau der DDR anhand eigener und internationaler Erfahrungen. Vortrag zur GDBH-Tagung, Fachsektion Kalibergbau, Eisenach, 1965

[[59] Nawrod, M.: Bisherige Ergebnisse beim hydraulischen Ab­ transport hinter der Streckenvortriebsmaschine im Kalibergbau* Bergakademie 14 (1962) 4/5, S. 215-224

[[60] Gerlach, A.: Entwicklung von Schnell frequenzbohrmaschinen für den Kalibergbau* Freiberger Forschungshefte A 88 (1958), S. 107-111

[611 Wölfer, H . : Fortschritte beim Drehbohren im Salzgestein* Kali und Steinsalz 3 (1961) 6, S* 186-197

[62] Sacher, H*: Probleme der Einführung einer optimalen Ab­ baubelegung. Bergbautechnik 11 0961) 11, S. 565-574

Rubidium und Brom als Indikatoren der Bildungsbedingungen der Oberrhein-Kalisalze

Von 0. Braitsch^ Freiburg i. Br.

Einleitung

Auf dem 1« KaliSymposium in Berlin (1958) hat M.G. Waljaschko in besonders klarer Form die verschiedenen geochemischen typen von Salzlagerstätten einander gegenUbergestellt. Die wichtigsten sind 1. die normal-marinen Salzlagerstätten« ge­ kennzeichnet durch das Auftreten verschiedener magnesiumhaltiger Sulfate (wie Polyhalit« Kieserit, Kainit, Lang­ bein! t) und das Fehlen von stabilem Sylvin in der Primär­ ausscheidung, und 2* die verändert-marlnen Salzlagerstätten« gekennzeichnet durch das Auftreten von stabilem« primärem Sylvin unter Carnallit und das vollständige Fehlen von ma­ gnesiumhaltigen Sulfaten. Das Sallnar des Oligozäns im Oberrheintalgraben gehört zu diesem zweiten typ. Zwar hat

H. Borchert (1959) versucht, auch die Oberrhein-Sylvinite durch inkongruente Carnallitzersetzung, also durch Lösungsmetamorphose zu erklären. Jedoch ist das eindeutige primäre Fehlen von Carnallit im zyklisch aufgebauten unteren und mittleren Teil des Kalilagers ein hinreichendes geologi­ sches Kriterium gegen diese Deutung. Die inzwischen festgesteilten geochemischen Parameter (Baar und Kühn, 1962$ Braitsch und Herrmann, 1964) spreohen ebenfalls für primäre Sylvinbildung. Noch mehr, ln vieler Hinsicht hat das Ober­ rheinbecken als besonders typisoher primärer Vertreter die­ ses Lagerstättentyps zu gelten,und es eignet sich daher be­ sonders gut, um die Merkmale primärer Entstehung und Erhal­ tung zu untersuchen. Durch vorbildliche petrographische Be­ schreibungen des Oberrhein-Kalilagers im Elsaß durch R.v. Görgey (1912) und in Südbaden durch Sturmfels (1943) ist naohgewiesen, daß Bank für Bank des Kalilagers innerhalb des gesamten Beckens ohne Schwierigkeit parallelisierbar sind. Gerade dieses Merkmal beeindruckt jeden Besucher, insbeson­ dere wenn er sich in anderen Fällen mit mehrdeutigen Unter-

Scheidungsmerkmalen, etwa mit der ungleich schwierigeren Par­ allelisierung der Unstrutbänke, befassen mußte.

Im folgenden sollen ausschließlich primäre Merkmale und ihre genetische Bedeutung behandelt werden* Von besonderem Inter­ esse ist die Frage nach der Beteiligung synsedimentärer Auflö­ sung und Wiederausscheidung sowie nach den hierdurch ver­ ursachten Anomalien der Bromund Rubidiumverteilung* Ferner sollen die Entstehung des zyklischen Aufbaus des Flözes und charakteristische Gefügemerkmale behandelt werden* Sekundäre Metamorphosen, wie Vertaubungserscheinungen an Basaltgängen, von Verwerfungen ausgehende LösungsVorgänge, im Liegenden von Tonlösern auftretende, sekundäre LösungsVorgänge, ferner auch die diagenetische Umkristallisation sowie die tektonischen Verformungen und Rekristallisationen bleiben im vorliegenden Zusammenhang unberücksichtigt*

Geologische Verhältnisse

Zum Verständnis der geologischen Verhältnisse genügen fol­ gende Tatsachen: Zur Zeit der Bildung des Kalilagers war das Becken gegliedert in ein wesentlich größeres Teilbecken im Elsaß, das sogenannte Wittelsheimer Becken, und ein kleine­ res Teilbecken in Südbaden, das sogenannte Bugginger Becken* Beide sind verknüpft über eine flachere Schwellenregion oder ein Zwischenbecken, den sogenannten Münchhauser Horst* Das un­ tere Kalilager, welches hier allein behandelt wird, besteht aus 4 Haupteinheiten, nach der Sturmfelssehen Nomenklatur

mit B-D bezeichnet, wobei innerhalb dieser Haupteinheiten je­ der sylvinführende Zyklus mit kleinen Buchstaben a, b, usw* von unten nach oben fortlaufend bezeichnet wird* Unmittelbar unter dem bergmännisch abgebauten Teil des Lagers treten noch zwei charakteristische Sylvinitbänkchen Bb und Ba auf sowie weiter im Liegenden noch ein'drittes Ac, wenn man von einer unregelmäßigen Sylvinführung in einer Steinsalzbank 1/2 m unter dem bergmännischen Lager absieht* Die Kartierung dieser Sylvinbänke im Liegenden des eigentlichen Flözes durch O.E. Pitschke, Clausthal, ergab, daß die seitliche Verbreitung je­ der Einzelbank im Bugginger Nebenbecken gesetzmäßig mit der Paläogeographie zusammenhängt* Die erste Sylvinitbank Ac,

Masse - %Bromim Sylvin

Bild 2. Bromverteilung und schematischer Faciesschnitt Basis des unteren Kalilagers; Südbaden und Elsaß

lit und Sylvin charakteristische Gesetzmäßigkeiten;

1.Normale, sogenannte paragenetische Bromverteilung mit zehn­ fachem Bromgehalt im Sylvin im Vergleich zu Halit; dieser Fall ist verwirklicht in allen drei untersuchten Sylvinitbänken des Bugginger Beckens sowie in den beiden oberen

Bänken Ba, Bb im Beckeninnern des Elsaßbeckens«

2m Zu niedrige Bromgehalte im Sylvin im Vergleich mit dem

Bromgehalt des Halits; dieser Fall ist verwirklicht in der tiefsten Bank Ac aller Proben aus dem Elsaß und bei einzel­ nen Proben der Bank Ba aus dem Elsaß in der Nahe des Bekkenrandes.

3m Zu hohe Bromgehalte im Sylvin im Vergleich mit dem Bromge­

halt des Halits; dieser Pall ist verwirklicht in den Pro­ ben aus dem eigentlichen Kalilager. Beispiele hierzu wur­ den hauptsächlich aus dem Bugginger Becken nachgewiesen, auch bereits von Baar und Kühn (1962).

Der Bromanstieg von Schicht zu Schicht kann in den Fällen mit normalem VerteilungsVerhältnis des Broms zwischen Halit und Sylvin = 1:10 auf einen entsprechenden Temperaturan­

stieg zurückgeführt werden* Diese Methode lieferte im Buggin­ ger Becken etwa 17 °C für den Sylvinit Ac, etwa 32 °C für

den Sylvinit Ba und etwa 52 °C für den Sylvinit Bb. In den Elsaßgruben wurden etwas niedrigere Werte ermittelt, aber ebenfalls ein Anstieg der Bildungstemperatur von Schicht zu Schicht. Dieses Thema soll hier trotz seiner Wichtigkeit nicht weiter behandelt werden, da die Ergebnisse an leicht zugänglicher Stelle veröffentlicht sind (Braitsch und Herrmann, 1964, 1965). Es soll hier nur festgehalten werden, daß die gefundenen Temperaturen in geologisch vertretbaren Be­ reichen liegen und daß sie keineswegs repräsentativ sind für die ganze Salzlagune, geschweige denn für das damalige Klima.

Im folgenden sollen vor allem die anomalen Verteilungsver­ hältnisse sowie der auffällige Bromabfall am Beckenrand be­ handelt werden. Von Anfang an war erkannt worden, daß in den Fällen mit zu niedrigem Bromgehalt des Sylvins im Verhältnis zum Halit eine Temperaturbestimmung nicht möglich ist. In einem Vortrag auf dem Kalisymposium in Cleveland wurde je­ doch gezeigt (Braitsch, 1965), daß die bisherige Annahme (Braitsch und Hermann, 1964) der diagenetischen Umkristalli­ sation des Sylvins in aufsteigenden Porenlösungen unwahr­ scheinlich ist wegen der erforderlichen Lösungsmenge. In quantitativer Hinsicht ist nur die Umkristallisation in NaClgesättigten Nachflüssen ausreichend. Gleichzeitig wurde er­ kannt, daß eine paragenetische Bromverteilung zwischen Halit und Sylvin noch kein hinreichendes Kriterium für rein progres­ sive Eindunstung ist. Wird nämlich eine ursprünglich gebil­ dete Sylvinschicht durch eine NaCl-gesättigte, aber KC1ungesättigte Lösung aufgelöst, ohne daß der aufgelöste Syl­ vin zur KCl-Sättigung dieser Lösung ausreicht, so wird hier­