Die Möglichkeiten der Flözparallelisierung mit kohlenpetrographischen Methoden am Beispiel der Zollverein-Flöze im westlichen Ruhrgebiet

96 Pages·1964·8.362 MB·German

by  Dipl.-Geologe Dr. Günter Lensch (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.1418
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerprasidenten Dr. Pranz Meyers
von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 622.192.3
552.57: 543.6
Dipl.-Geologe Dr. Gun/er Lensch, Saarbrucken
Geologisches Landesamt Nordrhein-WestJale11, KreJeld
Die Moglichkeiten der Flozparalle1isierung
mit kohlenpetrographischen Methoden am Beispie1
der Zollverein-Floze im westlichen Ruhrgebiet
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Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1964
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ISBN978-3-663-06109-0 ISBN 978-3-663-07022-1(eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-07022-1
Verlags-Nr.011418
© 1964 by SpringerFachmedienWiesbaden
UrspriinglicherschienenbeiWestdeutscherVerlag,KolnundOpladen1964.
Inhalt
A. Einleitung ..................................................... 7
B. Zur geologischen Situation der untersuchten Fl6ze . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
C. Zur Durchfiihrung der Untersuchung und zur Darstellung der Ergebnisse 11
D. Mikroskopische Untersuchungen ................................. 13
I. Proben aus den Zechen der Hiittenwerk Oberhausen AG
(Sterkrade, Franz Haniel, Jacobi) ............................. 13
a) Fl6z-Saulenprofile
1. FlOz Zollverein 1 .................................... 13
2. Fl6z Zollverein 2/3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3. FlOz Zollverein 7/8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
b) FlOz-Durchschnittsproben ................................ 18
Il. Proben aus dem Felde Wul£en der Mathias Stinnes AG . . . . . . . . .. 21
1. F16z 16 ............................................. 22
2. Fl6z 17 22
3. Fl6z 18 ............................................. 23
4. FlOz 19 24
5. Fl6z 21 25
6. Fl6z 22 25
7. Fl6z 23 Oberbank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26
8. FlOZ 23 Unterbank ................................... 26
9. Fl6z 24 ............................................. 27
10. Fl6z 25 ............................................. 27
Ill. Proben aus der Bohrung SW 1011 der Zeche Graf Bismarck Il ... 28
1. FlOz Zollverein 1 .................................... 29
2. Fl6z Zollverein 2/3 . .. . .. . . . .. . . .. .. .. . . . .. . . . . . .. . ... 29
3. Fl6z Zollverein 4 .................................... 30
4. Fl6z Zollverein 5 .................................... 30
5. Fl6z Zollverein 6 .................................... 31
6. FlOz Zollverein 7 .................................... 31
7. FlOz ZoIlverein 8 32
IV. Vergleich der mikroskopischen Fl6zanalysen
von den verschiedenen Fundpunkten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32
5
E. Chemisch-technologische Eigenschaften
der Zollverein-Floze im Raume Oberhausen-Bottrop 35
1. Der Aschengehalt der Wichtefraktion leichter als s = 1,5 .. 35
2. Der Quotient aus den heiden leichtesten Wichtefraktionen hei
der Schwimm- und Sinkanalyse ........................ 35
3. Der Phosphorgehalt der Kohle ........................ 36
4. Der Schwefelgehalt der Kohle ......................... 36
F. Geochemische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
G. Die Brauchbarkeit kohlenpetrographischer Untersuchungen
zur Flozidentifizierung .......................................... 39
H. Zusammenfassung .............................................. 41
J.
Literaturverzeichnis ............................................. 43
6
A. Einleitung
In den letzten Jahren wurden in verstarktem MaGe feinstratigraphische Unter
suchungen im produktiven Karbon des Ruhrgebietes durchgefuhrt, mit dem Ziel,
die auf den verschiedenen Zechen aufgeschlossenen Floze zu parallelisieren und
damit zu einer endgultigen Einheitsbezeichnung der Ruhrfloze zu gelangen. Diese
Arbeiten, an denen die Westfalische Berggewerkschaftskasse (Prof. Dr. C. HAHNE
und Mitarbeiter), das Geologische Landesamt Nordrhein-Westfalen (Dr.
W. JESSEN und Mitarbeiter) sowie die Markscheidereien der Zechen beteiligt
sind, haben nicht nur wissenschaftliche Bedeutung. Vor allem die Praxis fordert
aus bergwirtschaftlichen und bergrechtlichen Grunden eine einheitliche F16z
bezeichnung sowie eine Identifizierung und Parallelisierung der im Abbau
stehenden Floze.
Die Flozgleichstellung stutzt sich dabei, von Richtschichtenschnitten ausgehend,
hauptsachlich auf die bankrechten Abstande der F16ze, daneben auf petrogra
phische und palaontologische Leithorizonte im Nebengestein. Dazu treten
anorganische Leitlagen innerhalb der Floze, namentlich die Kaolin-Kohlen
tonsteine, die gerade in den Zollverein-Flozen von BURGER (1962) intensiv be
arbeitet worden sind. Eine Stutze finden diese Parallelisierungen auGerdem an
durchgebauten F16zen, die eindeutige Bezugshorizonte liefem.
Versuche zur F16zidentifizierung auf Grund von Eigenschaften der Kohle selbst
treten demgegenuber zuruck. Bei der regionalen Flozparallelisierung uber groGere
Entfemungen wird sich die Untersuchung der Kohle auch kaum den bisherigen
Verfahren uberlegen zeigen. Anders liegen die Verhaltnisse bei F16zvergleichen
uber kurze Distanz, im gleichen Grubenfeld beiderseits von StOrungen oder zum
benachbarten Grubenfeld. Hier handelt es sich meist um Fragen, die wahrend des
Abbaus oder Streckenvortriebs auftauchen und die schnell beantwortet werden
mussen. Zur Untersuchung stehen oft nur das fragliche F16z selbst oder seine
Nachbarfloze zur Verfugung. In diesen Fallen kann eine Moglichkeit zur Identifi
zierung eines F16zes auf Grund von Eigenschaften seiner Kohle wertvoll sein,
wobei ein Aushalten der fraglichen Eigenschaften uber groGe Distanz nicht not
wendig ist.
Nachdem STACH (1955) schon auf die Moglichkeit hingewiesen hatte, die Petro
graphie der Kohle als Hilfsmittel bei der F16zparallelisierung zu verwenden,
arbeiteten TASCH (1957) und OPDENBERG (1960), von Fragen der Praxis aus
gehend, verschiedene derartige Methoden aus und wendeten sie mit Erfolg an.
Um diesen Moglichkeiten einer kohlenpetrographischen Flozidentifizierung nach
zugehen, wurden am Geologischen Landesamt in Krefeld im Rahmen eines For
schungsauftrages des Landes Nordrhein-Westfalen die Zollverein-Floze im west
lichen Ruhrgebiet petrographisch bearbeitet. Diese F16ze sind in dem bearbeiteten
7
Gebiet gut aufgeschlossen und zuverlassig parallelisiert. Ohne diese Voraus
setzungen ware es nicht m6glich gewesen, die kohlenpetrographischen Merkmale,
die zur Fl6zidentifizierung geeignet schienen, auf ihre Zuverlassigkeit zu prufen.
Erst nach der Erprobung der Methode an bekannten Fl6zen kann mit der Identi
fizierung unbekannter Fl6ze begonnen werden.
Die Arbeit ware nicht m6glich gewesen ohne die groBzugige Unterstutzung durch
die Huttenwerk Oberhausen AG, namentlich Herm Dipl-Ing. ]ASON, die Rhein
stahl Bergbau AG, die Steinkohlenbergwerke Mathias Stinnes AG und die Stein
kohlenbergwerk Graf Bismarck GmbH. Den genannten Firmen ist auch an dieser
Stelle fUr die M6glichkeit zur Durchfuhrung der Untersuchungen und fur ihr Ent
gegenkommen zu danken.
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B. Zur geologischen Situation der untersuchten F16ze
Die Mittleren Essener Schichten und mit ihnen die Zollverein-FlOze sind im ost
lichen und im westlichen Ruhrgebiet in groBerer raumlicher Ausdehnung er
halten. Zwischen Herne und dem Niederrhein, in der Essener, der Emscher- und
der Lippe-Mulde haben sie ihr groBtes Verbreitungsgebiet. Ostlich von Dortmund
enthalten die Bochumer und die Essener Mulde die Mittleren Essener Schichten
ebenfalls uber groBere, zusammenhangende Flachen. Im mittleren Ruhrgebiet
finden sie sich dagegen nur auf zahlreiche kleinere, tektonisch voneinander ge
trennte Schollen verteilt.
Die petrographische Bearbeitung der FlOze beschrankte sich auf die westlichen
V orkommen. Hier stehen die Essener Schichten nur in der Essener Mulde, von
wo sie ihren Namen haben, als Muldenfullung an der Karbonoberflache an (An
lage 25). In der nordlich anschlieBenden Emscher- und Lippe-Mulde sind sie
dagegen von jungeren Sedimenten des Westfal B und C uberdeckt. Dort streichen
sie nur an den Muldenrandern, auf dem nach SW abtauchenden Vestischen Sattel
und im Kern des Dorstener Sattels an der Karbonoberflache aus.
Der Ausgangspunkt fUr die Untersuchung waren die Aufschlusse in den Zechen
der Huttenwerk Oberhausen AG (Franz Haniel, Hugo Haniel, Sterkrade und
Jacobi, Fundpunkte 1-4 auf Anlage 25). Die Essener Schichten bedecken in
dies en Grubenfeldern, auf den Flanken und dem Scheitel des abtauchenden
Vestischen Sattels, ein ziemlich groBes Areal an der Karbonoberflache. Die Zoll
verein-FlOze sind an zahlreichen Stellen bei meist flacher Lagerung aufgeschlossen.
In diesem begrenzten Raum, in dem die FlOze als zuverlassig parallelisiert gelten
konnen, wurden die kohlenpetrographische Ausbildung und die chemisch-techno
logischen Eigenschaften zunachst verfolgt. Die groBte Distanz zwischen zwei
mikroskopisch analysierten FlOzprofilen betrug dabei etwa 6 km. Der Vergleich
der chemisch-technologischen Eigenschaften wurde auch auf die benachbarten
Grubenfelder Prosper II und III der Rheinstahl AG ausgedehnt (Fundpunkte 5
und 6 auf Anlage 25). Die Entnahmeorte der FlOz-Durchschnittsproben liegen
deshalb bis zu 10 km auseinander.
Die so durch mikroskopische FlOzprofilanalyse ermittelte )} Standardausbildung«
der Zollverein-FlOze im Raum Oberhausen wurde anschlieBend mit weiter ent
fernten V orkommen der gleichen Floze verglichen. Dabei sollte geprUft werden,
auf welche Distanz sich die als charakteristisch erkannten Eigenschaften quer
schlagig oder im Streichen verfolgen lassen. Durch einen glucklichen Umstand
standen dafiir aus einer Untertagebohrung auf der Zeche Graf Bismarck II und
aus dem Schachtabteufen im Felde Wulfen der Mathias Stinnes AG je eine voll
standige Folge der Zollverein-FlOze zur Verfiigung. Die Bohrung SW 1011 auf
der Zeche Graf Bismarck II liegt im Zentrum der Emscher-Mulde (Fundpunkt
9
Nr. 7 auf Anlage 25), etwa 17 km im Streichen von den Oberhausener Auf
schliissen entfernt. Die Distanz zwischen den Schachten in Obe rha us en und den
Schachten Wulfen 1 und 2 (Fundpunkt Nr. 8 auf Anlage 25), diagonal iiber die
Lippe-Mulde hinweg, betragt etwa 23 km. Das Feld Wulfen, auf dem Dorstener
Sattel, und Graf Bismarck liegen 20 km querschlagig auseinander.
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