Glückauf, Jg. 77, No. 12

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GLUCKAUF

Berg- und Hiittenmannische Zeitschrift

77. Jahrgang 22. M arz 1941 Heft 12

D ie Einteilung der Sedim ente des Zwisehenmittels im Ruhrkarbon nach makroskopisch erkennbaren M erkmalen.

Von Dr. H orst F a l k ę , Góttingen.

D ank der zahlreichen und guten Aufschliisse untertage ist das w estdeutsche Steinkohlengebiet eines der am besten aufgeschlossenen und erforschten G ebiete des Kontinents.

Viele Krafte sind zur Zeit noch am W erk, um das in fruheren Jalirzehnten Versaumte nachzuholen, das nach veralteten M ethoden aufgenom m ene M ateriał zu iiber- priifen und die Ergebnisse zu verbessern, um mit Hilfe der stetig sich verfeinernden Hilfsmittel und U ntersuchungsverfahren allmahlich den AnschluB an die fortlaufend neuen Aufschliisse untertage zu finden. Hierbei ist das Ziel dieser Forschung, eine — sow eit uberhaupt móglich — genaue D arstellung der Entwicklung des palaogeographischen Bildes der K arbonzeit im w estdeutschen Raum zu geben.

A usgang und G rundlage dieser Forschung ist und wird in alle Zukunft eine seh r genaue Strcckenaufnahm e sein.

In dieser Hinsicht gestaltet sich die Erfassung, Aus- w ertung und Beurteilung der Flóze mitsam t ihrem Liegenden und H angenden keinesw egs schwierig. Hierfiir stehen schon heute H ilfsm ittel zur V erfiigung, m it denen man bis in die nur m ikroskopisch erkennbaren Bestand

teile hinein sehr einwandfreie Ergebnisse crzielen kann.

Die N om enklatur der Kohle usw. steht fest, seitdem es der K ohlenpetrographie, die stets mit neuen, verbesserten V erfa’nren aufzuw arten weifi, gelungen ist, den Aufbau der Kohle fcstzustellen. Abgesehen hiervon, kommt einer FIóz- aufnahm e der Vorteil zugute, daB im allgem einen die Kohlenbestandteile eines Flózes m akroskopisch schon recht gut bei G rubenlicht zu erkennen sind. Sie lassen sich deshalb verhaltnism afiig leicht heraushalten, wenigstens sow eit es fiir eine geologische Streckenaufnahm e erforderlich ist.

D agegen bereitet die einwandfreie Erfassung der Sedi

m ente des Zwischenm ittels noch erhebliche Schw ierig

keiten. Sie beruhen im wesentlichen darauf, daB es bis heute noch keine auf m akroskopisch erkennbaren AAerk- malen beruhende C harakterisierung und dam it Benennung der einzelnen Sedimente gibt. Bisher teilte man sie in einem groBen Schema nach abnehm endem Sandgehalt in Sand- stein, »Sandschiefer«, »Schieferton« (»Tonschiefcr«) ein.

Von verschiedenen Seiten hat man sich nun, zumal in letzter Zeit, gegen die Bezeichnung »Schiefer« gew andt, da diese G estcine keine Schieferung im ublichen geologischcn Sinne aufzuweisen hatten. Man will den Begriff »Schiefer«

durch »Stein« ersetzt wissen. Diese F órderung ist makro

skopisch insofern berechtigt, ais diese »Schiefer« tatsachlich keine ausgepriigtc Schicfcrung besitzen. Sie wird sich aber in der P raxis nicht durchfiihren lassen, worauf auch K u k u k 1 hinweist, da der Begriff »Schiefer« dem Bergmann seit alter Zeit gelaufig ist und ihm bei seinen Arbeiten iiber- und untertage noch keine Schw ierigkeiten bereitet hat.

In diesem Zusam m enhang muB einmal darauf hin

gewiesen w erden, daB man bei der Einfiihrung eines geologischen Begriffes in bergm annischen Kreisen immer zu beriicksichtigen hat, daB dic geologische Erforschung des

1 G eologie d es niederrheinisch-w estfSlischen Steinkohlengebietes.

Berlin 1939-

Karbons nicht allein wissenschaftlichen, sondern auch praktischen Zw ccken dient. Sie erstrebt und muB • in immer noch w citerem AusrnaB eine engere Zusam men- arbeit mit dem M arkscheider, dem eigentlich praktischen Geologen jeder einzelnen Zeche, erstreben, um stetig von neuen Tatsacheti Kenntnis zu erhalten. Aus allen diesen G riinden wiirde es unzweckmnflig sein, einen neuen Begriff einzufiihren, der sich nicht einburgern w ird und nur Ver- w irrung hervorruft. D er Begriff »Schiefer« laBt sich auch allgemein ohne Schwierigkeiten beibehalten, sofern er nur auf den gestelltcn Aufgabenbereich, dic system atische U ntersuchung der Aufschliisse des produktiven Karbons, A nwendung findet; dies um so m ehr, ais sich, wie spiiter noch besprochen w ird, u nter dcm M ikroskop eine Schieferung erkennen lafit. E r w ird deshalb auch bei der neuen, unten aufgefuhrten E inteilung der Sedimente w'ieder verwendet.

In ihrer bisherigen G liederung ist vor allen Dingen der Begriff »Sandschiefer« seh r um stritten. Auf ihm beruht, wie auch K u k u k 1 anfiihrt, ihre unzulangliche E inteilung, da er jew eils verschieden ausgelegt und angew andt w ird.

D ieser U m stand ist aber fur eine endgiiltige A usw ertung der U ntersuchungsergebnisse von Streckenaufnahm en sehr ungiinstig, denn besonders die Angabe des Sandgehaltes in seiner senkrechten wie w aagerechten V erbreitung im Bereich der Sedimente ist fiir die D eutung des palao

geographischen Bildes von ausschlaggebendcr Bedeutung.

Aus seinem Verhalten (Zu- und Abnahme) lassen sich sehr w eitgehende Schlusse auf die allgem einen Sedim entations- verhaltnisse ziehen2. Zu seiner E rm ittlung ist es also not

w endig, die »Sandschiefer«, die praktisch eine gróBere G ruppe von G esteinsartcn umfassen, nach abnehm endem Sandgehalt genauer zu gliedern und durch entsprechende Namen zu belegen.

F i s c h e r und U d l u f t 3 von d e r Reichsstellc fiir Bodenforschung wie auch B o d e 4 haben auf G rund eingehender U ntcrsuchungcn eine neue Einteilung der Se

dim ente vorgeschlagcn, die auf meBbaren Eigenschaftcn, wie Stoff begriff, KorngróBe, T racht usw., beruht. Diese G liederung fiihrt aber eine Benennung .der Sedim ente ein, die sich in bergm annischen Kreisen w ohl kautn durchsetzen w ird. Ganz abgesehen davon, erfordert sie eine mikroskopische U ntersuchung, die bei einer Strecken

aufnahm e zeitlieh wie raumlich nicht móglich ist. W ollte man dieser F órderung gerecht w erden, w urde es not

w endig sein, untertage jeweils G esteinsproben zu ent- nehmen, um sie dann iibertage mikroskopisch zu unter- suchen. Wenn auch der hierm it verbundene Zeitverlust dem aufnehm enden Geologen kaum ein Hemmnis sein diirfte, diese U ntersuchungen durchzufiihren, so w urde

1 a . a . O .

2 Um jedem Euiw and v o rzu b eu g en , sei h ier au«dnlck!ich b eto n t, daB sich dies n u r auf die A u sw ertu n g d e r Streckenaufnahm en bezieht und selbstverM andlich 7ur E rzielung g e n au e re r E rg e b n i^ e die Forschungs- verfah ’en d e r Scdim en«petro 'ra p h ie herangezogen w erd en m ussen.

3 F i s c h e r , O ., und H U d l u f t : Einheitliche B enennung d e r Sedim ent- ge^tein**, Jb. P reu b . G vol. Lande«;anst. 56 (1935) S. 517.

4 Kennz« ichnung d e r w ichtigsten karbonischen G e ste in a rte n , G luckauf 73 (1937) S. 137.

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anderseits durch diese Arbeit der Rahmen der gestellten Aufgabe w eit iiberschritten werden. Fiir den M arkscheider aber, der die Streckenaufnahme d u rch fu h rt1, ist die Vornahme mikroskopischer Untersuchungen aus obigen Griinden in den meisten Fallen unmoglich. Es muB deshalb eine Einteilung der Sedimente zur Verfiigung stehen, die nur die makroskopischen, untertage gut erkennbaren Merk- male der Gesteine zur G rundlage hat, die man jederzeit mit den wenigen, untertage zur Verfiigung stehenden Hilfs- mitteln feststellen kann.

Auf Grund langjahriger Erfahrungen haben H a h n e und seine AWarbeiter nach zahlreichen aufgesamm elten Handstiicken der Sedimente des Zwischenmittels eine genorm te Stiicksammlung nach abnehmendem Sandgehalt zusaminengestellt. Die dabei zngrunde gelcgte Einteilung hat sich bei der groBen Anzahl von Streckenaufnahm en g u t bewahrt. Nach kurzem Studium der einzelnen Stiicke und kurzem Anlernen bei der Streckenaufnahm e ist es bis

her fur jeden Beteiligten leicht gewesen, rein empirisch die in der Stiicksammlung vorhanderien G esteinsarten am StoB zu unterscheiden und somit die aufgestellte Gliedc- rung praktisch anzuwenden. Damit w ar sic aber noch nicht der Allgemeinheit zuganglich gem acht. W enn dies nunm ehr im Rahmen dieser Arbeit, und zw ar in Form eines Vorschlages erfolgen soli, so ist der aussehlieBliche Grund hierfiir darin zu sehen, daB es im Interesse einer einheitlichen Erforschung des produktivęn Karbons im westdeutschcn Raum, im besonderen was einen Vergleich der an verschiedenen O rten erzielten Ergebnisse anbetrifft, unbedingt erforderlich ist, iiberall eine gleiche G liederung der Sedimente anzuwenden.

Wenn die von uns aufgestellte Einteilung diesem Zwecke dienen solite, w ar es zuvor notwendig, jede einzelne G esteinsart2 genauestens auf ihre makroskopisch erkennbaren Merkmale, d. h. auf Farbę, Strich, Gefiige, Absonderung, Bruch, Spaltbarkeit, Kantenfestigkeit usw., hin zu priifen. Die letztgenannten Eigenschaften erweisen sich aber mehr oder weniger abhangig von dem jeweiligen Sand- (Quarz-) gehalt der Sedimente und der Beschaffenheit des Bindemittels. Diese Fakloren muBten im einzelnen ermittelt werden.

Hierbei lieB sich eine Anzahl von W erten nur ais rohe Verhaltniszahl errechnen, da es meines W isscns noch kein Verfahren gibt, das geeignet ist, z. B. vcrfestigte Sandsteine mit ausgesprochen kieseligein Bindemittel so aufzuschliefien, daB Form und KorngróBe der Mineralien erhalten bleiben, oder eine Methode, die die G rundm asse der nicht aufschlieBbaren Schiefertone (im Duiinschliff- priipaiat!) in ihre Einzelbestandteile zu zerlegen yerm ag3.

In den meisten Fallen muBten m ikroskopische U nter

suchungen an Diinnschliffen die bisher noch fehlenden Ver- fahren ersetzen. Zur weiteren K larung mancher Eigen- schaften und zum Zwccke ihrer strengeren Form ulierung war eine technischc G esteinspriifung vorgesehen, fiir die sich in dankensw erter W eise P rofcssor T h u m von derT ech- nischenM aterialprufungsanstalt in D arm stadt zurV erfiigung gestellt hatte. Der. Ausbruch des Krieges hat die W eiter- fiihrung dieser Untersuchungen vereitelt. Man will sie jedoch spater wiederaufnehmen, da sie iiber den Rahmen dieser Arbeit hinaus. fiir andere Zwecke gewisse E igen

schaften der Sedimente und ihr Verhalten bei bestiinmten Druck- und Tem peraturyerhaltnissen cnnitteln sollen.

1 Durch die begrufiensw erle Initiative von D r. K. L e h m a n n und ein

zelnen M arkscheidern im Aachener Bezirk sowie am N iederrhein und im Ruhr- revier sind auf diesem O ebiet schon b each ten sw erteE rfo lg e erzielt w orden, die eine stetige, genaue geologische A rbeit fiir die Zukunft sicherstellen.

2 Die von uns aufgesam m elten G esleinsproben stam m en ausschlieBHch aus dem linksrheinisch-n O ebiet. im besonderen danke ich H e rrn Dipl.-Ing.

M arkscheider Fr. S c h u l t e , H om berg (N iederrhein), fiir die laufende Be- schaffung von O esteinsprobcn.

* Bei d e r le t/te re n B ehauptung d arf jedoch d e r H inw cis nicht unter- lassen w erden, daB es bekannslich P rofessor C o r r e n s , dem D irektor des Sedim entpetrographischen fnstituts d er Universitat OBttingen, d urchaus gelungen ist, die Tone in ihre Einzelbestandteile zu zerlegen L eider w ar zu r Zeit d e r von m ir durchgeffihrten U ntersuchungen die R o n tg en ap p aratu r dieses Instituts noch nicht fe n ig g e stellt, so daB entsprechende V ersuche an T onschieferpraparatcn nicht vorgenoinm en w erden konnlen.

H a lin ę und seine M itarbeiter haben bei ihren zahl

reichen Streckenaufnahm en folgende Einteilung nach ab- nelimendem Sandgehalt angew andt: 1. Sandstein mit seinen besonderen Abarten, 2. sandstreifiger Schiefer, 3. sandiger Schiefer, 4. schw achsandiger Schiefer, 5. rciner Schiefer. Hierzu treten, durch besondere M erkmale gekenn

zeichnet, 6. Banderschiefer, 7. bitum inóser Schiefer, 8. Faunenschiefer, 9. Pflanzenschiefer. Um die voll- standige Serie der am Aufbau der Zwischcnmittel be

teiligten Sedimente zu erw ahnen, seien" auch die Kon- glom erate (Abb. 1) und Brekzien genannt. Auf besondere Sedimentarten, wie z. B. T oneisensteinkonkretionen, die haufig ais selbstandige Lagen von leitender Bedeutung auftreten kónnen, sei hier nicht eingegangen. Ebenso- wenig diirfte fiir die K onglomerate, die fiir die Bedeutung des palaogeographischen- Bildes von auBerordentlichem W ert sind, keine besondere D arstellung erforderlich sein.

Dagegen w’erden in den nachstehenden Ausfiihrungen fur die verbleibenden Gesteine im Sinne des abzuhandelnden Them as jeweils die w ichtigsten, makroskopisch erkenn

baren Merkmale aufgefiihrt, die fiir die V erw endung bei der Streckenaufnahm e maBgebend sind. F erner w ird auf weitere Erscheinungen bei den einzelnen Sedim entarten hingewiesen, die fiir eine D cutung des palaogeographischen Bildes von Belang sind, und bei den jeweiligen Sedim ent

arten die von uns benutzte Abkiirzung genannt.

Abb. 1. Toneisensteinkonglom erat, 1,5 X.

Was die Farbgebung bei der Profilausfiihrung an

betrifft, so gelten fiir Sandstein und reinen Schiefer die von den M arkscheidereien allgeinein angew andten Farb- tónungen. Fiir die anderen Sedimente w erden ieweils neue Farben vorgeschlagen.

1. S a n d s t e i n (Sdst., F arbgebung: gelb). Am StoB laBt sich die Farbę des Sandsteins, besonders in Strecken, die langere Zeit offen stehen, nicht inuner ohne weiteres feststellen. Am frischen Anbruch w echselt sie, abgesehen von sekundaren Sonderfarbungen, von einem Heli- bis Dunkelgrau. D ieser Wechsel ist vielfach von dem Gehalt an kohligen Bestandteilen abhangig, die zuweilen in einer mehr oder w eniger groBen Anzahl in den Sandstcinen aufzutreten pflegen. Nach eigenen U ntersuchungen sind sie dabei nicht an einen bestimm ten H orizont innerhalb der jeweiligen Sandsteinbank gebunden. Eine Ausnahmc bilden die Stellcn, wo sich durch Einschieben eines Sandstcin- mittels ein Flóz aufspaltet oder innerhalb eines Sandsteins Kohlenschmitze- bzw. -riffel in m ehr oder w eniger dichter Aufeinanderfolge auftreten. Sie verleihen dann zusatzlich dem Sandstein durch den W echsel von dunklen (kohlige Bestandteile) und hellen (Sandstein) Lagen ein streifiges Aussehen (Abb. 2). Die kohligen H orizonte halten in den meisten Fallen nicht auf langere Erstrcclum g aus. Sie finden sich keineswegs nur dann im Sandstein, wenn dieser unmittelbar im Hangenden auf ein Flóz folgt — hier sind sie vielfach sehr w'enig entwickelt —, sondern scheinen in den mittleren bis oberen Abschnitten eines Zwischen-

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ihrer V erteilung innerhalb eines durch zwei Flóze be- stimmten Profilabschnittes liegt scheinbar nicht vor. Sie sind streng von den ebenfalls haufigeren Kohlenbrocken und richtigen Kohlengeróllen zu unterscheiden, auf die hier nicht naher eingegangen sei. Ein W echsel von weiBgrauer und dunkelgrauer F arbę m acht sich bem erkbar, wenn innerhalb des Sandsteins kaolinreiche Lagen vorhanden sind. Sie bilden in den ineisten Fallen m ehr oder w eniger breite Bander. W ir bezeichnen deshalb diesen Sandstein ais gebanderten Sandstein.

Abb. 2. Sandstein mit Kohlenrinden, 2,5 x.

Damit w ird seine Zusam m ensetzung beriihrt. Nach dem V orherrschen bestim m ter Mineralien lassen sich, abgesehen von dem gewóhnlichen und gebanderten Sand

stein, Q uarzit, Arkose und G linim ersandstein unterscheiden.

Erstere treten seltener in Erscheinung. N euerdings lassen F i s c h e r und U d l u f t in ihrer Einteilung A rkose nur ais einen Faziesbegriff gelten, ob zu Recht oder U nrecht mag an dieser Stelle nicht entschieden w erden. Glimmersand- steine sind schon w eit zahlreicher vorhandcń, namentlich unm ittelbar im H angenden oder Liegenden der Flóze bzw. ihrer W urzelbóden und innerhalb m achtiger Sand- steinmittel. Diese bisher genannten, kennzeichnenden Bestandteile sowie die KorngróBe sind unter der Lupę auch bei G rubenlicht sehr g u t zu erkennen, so dafi jederzeit zum indest eine rohe U nterscheidung zwischen grob-, mittel- und feinkórnig moglich ist (Abb. 3).

Nach den bisherigen Feststellungen scheint z. B. der

Glim m ersandstein stets von m ittelkórniger Beschaffenheit zu sein. Jedoch mussen hieriiber und iiber die w eiterhin geniachte Beobachtung, daB mit zunehm ender Sand- steinm achtigkeit die KorngróBe vom H angenden zum Liegenden zunimmt, noch genauere U ntersuchungen durch- gefiihrt w erden, ob es sich um eine G esetzmaBigkeit oder nur um eine vereinzelte und darum bedeutungslose Er

scheinung handelt. Mit K u k u k 1 sprechen wir auch noch dann von einem konglom eratischen Sandstein, wenn die Konglom erate Stecknadel- oder PfefferkorngróB e besitzen.

Eine niihere Beschreibung kann zusatzlich iiber die GroBe der Gerólle usw. etwas aussagen. Eine G liederung in fein-, mittel- und grobkonglom eratisch ist nicht zu empfehlen, da diese W echsel sehr haufig auf kurze Entfernung in der gleichen Bank eintreten.

Bei m ehr ais 70»/o aller untersuchten Proben schien im Dunnschliff das kieselige Bindemittel sehr stark ver- unreinigt. Es handelt sich aber hier um eine Tauschung, die dadurch verursacht w ird, daB im Dunnschliff die tonige Substanz seh r leicht ais Gemengteil des Bindemittels aufgefaBt w erden kann, in W irklichkeit aber von dem kieseligen Bindemittel umschlossen wird. Nach miind- licher M itteilung von C o r r e n s ist eine Verunreinigung durch tonige Substanz nicht moglich, so daB es ein kieselig-toniges Bindemittel nicht gibt. Rein tonig oder karbonatisch w ar es nur in 4 bzw. 14 untersuchten Fallen. W as die Schichtung anbetrifft, so kann man, ab gesehen von der schon erwiihnten streifen- und bander- fórmigen Ausbildung, haufig eine Kreuzschichtung feststellen. Sie sagt etwas uber die Bedingungen aus, unter denen das Sediment zum Absatz gelangt ist. Die Ab- sonderung kann plattig, bankig, cjuader-, teils kugelfórm ig sein. Die erste Form tritt haufig nach Lagen von zahl- losen Glimm erschuppchen, kohligcn Bestandteilen bzw.

Kohlenschmitzen ein. Eine bankige A bsonderung wird haufig durch sich w iederholende Einschaltungen von Ton- bestegen hervorgerufen. Dagegen tritt die quaderfórm ige A bsonderung meist erst infolge D ruckw irkung durch den Abbau in Erscheinung. W as w eitere beachtensw erte Einzelheiten angeht, so sei auf die ausfiihrliche D arstellung von Kukuk8 verwiesen.

In den meisten Fallen laBt sich eine Sandsteinbank schon dadurch aushalten, daB sie beim Anschlagen mit dem H am m er Funken gibt. Dies ist aber diirchaus nicht immer ein charakteristischcs Zeichen, denn einerseits finden sich Sandsteine, die infolge m iirber Beschaffenheit,

‘zahlreicher kohliger Bestandteile und stark erer Durch- tran k u n g mit W asser keine Funken geben, und anderseits kann auch eine Funkenbildung bei sandstreifigem bzw.

starksandigem Schiefer eintreten.

Da sich aus den obigen Ausfiihrungen zusammen- fassend ergibt, daB es nicht schwierig ist, jeweils einen Sandstein einschlieBlich seiner A barten von den anderen Sedimenten zu unterscheiden, eriibrigt es sich, nochmals seine charakteristischen Kennzeichen aufzuzahlen.

Zwischen Sandstein und sandstreifigen Schiefer stellt H a h n e noch das »Sandgestein«. Er versteht hierunter eine W echsellagerung von m achtigen Sandsteinbiinken und geringm achtigeren mehr oder w eniger sandigen »Schiefer- ton«Iagen. Der Ausdruck »Sandgestein«, der vor allen Dingen den Sandgehait dieser Gesteinsserie kennzeichnen soli, ist unglucklich gewiihlt, denn letzthin enthalten alle Sedimente des Zwischenm ittels m it Ausnahme des reinen Schiefers und seiner Abarten einen m ehr oder w eniger groBen Sandgehait. Deshalb sei der Begriff »Sandgestein«

in dieser neuen G liederung nicht verwendet. Praktisch gesehen, bleibt vorliiufig nichts anderes iibrig, ais bei der Streckenaufnahm e Schicht fiir Schicht dieser G esteinsserie gesondert auszuhalten oder zusamm enfassend von einer W echsellagerung von Sandsteinbanken und »Schieferton«- lagen zu sprechen.

1 Das N ebengestein d e r SteinkohlenflOze im R uh rb ezirk , OlUckauf 60 (1924) S. 1139, 1167, 1201.

* G eologie des niederrheinisch-w estfjlU schen SteinkohlengebletM .

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2. S a n d s t r c i f i g e r S c h ic f e r (sdstrf. Schf.; Farb- gebung: gelbrot). Diese Sedimentart steht zwischen den Sandsteinen und den eigentlichen Schiefern. Sie stellt gewissermafien eine an Machtigkeit stark verringerte Abart der zuletzt ais »Sandgestein« bezeichneten Sediment- reihe dar, w obei sich zusatzlich das Verlialtnis der Machtig- keitcn zugunsten des »Schiefertons« verschoben hat. Der sandstreifige Schiefer besteht mithin aus einer Wechsel- lagerung von mehr oder weniger miichtigen und sandigen

»Schieferton«streifen (dunkle Farbc) und geringm achtigcn Sandlagen bzw. Sandlamellen (helle Farbę). Infolge der wechsclndcn Farbtónung ist er jederzeit Ieicht am StoB zu erkennen und auszuhalten (Abb. 4). Sein Sandgehalt schwankt je nach der Anzahl der Sandlagen, dic sich durch Auszahlung leicht ermitteln laBt, und der m ehr oder w eniger sandigen Ausbildung der zw ischenliegenden‘»Schieferton«- streifen. Nach den bisherigen Fcststellungen scheinen dic sandstreifigen Schiefer am hiiufigsten im Gefolge eines machtigcn Sandsteinmittels bzw. in seiner horizontalen Fortsetzung ohne deutlich erkennbaren Obergang aufzutreten. Ihre Y erbreitung ist órtlich begrenzt.

Abb. 4. Sandstrcifiger Schiefer, 2,5 X. Man kann deutlich den Wechsel. von Sandlagen (helle F arbę) und m ehr oder weniger sandigen »Schieferton«streifen (dunkle Farbc)

unterscheiden.

W i c h t i g s t c m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M e rk - m a le : D er typische Wechsel von mehr oder weniger machtigen und sandigen »Schieferton«streifen (dunkle Farbę) und geringm achtigeren Sandlagen bzw. Sand

lamellen (helle Farbę).

Bei der weiteren Abhandlung der ncucn O liederung kommen wir nunm ehr zu ihrem eigentlichen Kern. Nach der alten Einteilung muBten jetzt die »Sandschiefer« folgen. Sic sind im folgenden in sandige und schwachsandige Schiefer aufgeteilt, wobei ich der Oberzeugung bin, daB sich noch eine dritte Sedimentart, die starksandigen Schiefer ausscheiden lassen. Dies wird aber erst dann moglich sein, wenn man sich eingehender unter Anwcndung der zum Teil noch im Ausbau befindlichen sedim entpetrographischen Untersuchungsverfahren mit der Beschaffcnheit der Karbonsedimente bescliaftigt hat. Auf diesem Gebiet stehen die Arbeiten bis heute noch in den ersten A nfangen; ihre Ergebnisse zeigen aber schon, welch ein wichtiges und interessantes Gebiet hier der Forschung noch offensteht.

Dafi zumindest eine Zweiteihmg der »Sandschiefer« in sandige und schwachsandige Schicfer berechtigt ist, er

geben die durchgefiihrtcn inikroskopischen U nter

suchungen, die nicht m ehr ais einen ziemlich rohen Uber- blick iiber die Zusanimensetzung der Sedimente vermittelt haben und spater im besonderen mit Hilfe einer Rontgen- analyse erw eitert w erden sollen. Bevor die makroskopisch erkennbaren Merkmale der genannten Sedimente be-

schrieben werden, seien kurz die bisherigen Ergebnisse der inikroskopischen Analyse erw ahnt.

Hierbei beschranke ich mich, dem gesteckten Ziel der Arbeit entsprechend, nur auf eine kurze W icdergabe der am deutlichsten erkennbaren U nterschiede zwischen den beiden Sedimentartcn, zumal nach Durchsicht einer gróBeren Anzahl von D iinnschliffpraparaten alle Einzel- lieiten in einer Sonderabhandlung ausfuhrlicher behandelt werden sollen.

Abb. 5. Diinnscliliffaufnahme eines sandigen Schiefers, 80 X.

Die weiBen Flecken sind Q uarzkorner, deren unregel- miiBige U m randung im einzelnen deutlich zu .erkennen ist.

Die kohlige bzw. bitum inóse Substanz ist an der tief- schwarzen F arbę kenntlich. Die Grundm asse w eist eine

dunkelgraue Farbung auf.

Was die s a n d i g e n S c h i e f e r anbctrifft, so kann man unter dem M ikroskop fiinf G em engteile unterscheiden:

1. Q uarz, 2. Glimmer, 3. Feldspat, 4. bituininóse bzw.

kohlige (?) Substanz, 5. Grundm asse. Der G ehalt an mehr oder w eniger deutlich sichtbaren Q uarzkórnern ist iiber- raschend groB (Abb. 5). Eine der W ahrscheinlichkeit am niichsten kommende prozentuale Angabe kann aber erst nach Durchsicht w eiterer Diinnschliffe, Durchfiihrung einer chemischen M ikroanalyse und einer versuchsweisen Benutzung anderer Bercchnungsverfahrcn ais bisher erfolgen. Die erm ittelte Zahl von etw a 31 o/o du rfte eher zu niedrig ais zu hoch sein. Eine genauere Angabe des W ertes stóBt insofern auf erhebliche Sehwierigkeiten, ais die gróBeren Q uarzkórner randlich von d er G rundm asse, namentlich von der bituininósen bzw. kohligen Substanz iiberdeckt werden, dic weitaus haufigeren kleineren Quarz- kórner von einer G róBenordnung < 15 fi in ihr zum Teil fast vóllig verschwimmen und nur bei dichterer Packung fur eine A nteilsbercchnung roh erfaBbar sind. Die gróBeren Q uarzkórner kann man anteilmaBig in eine kleine Gruppe scheiden, deren KorngróBe > 50 fi, im Durchschnitt etwa 58 fi, betragt, und eine grófiere G ruppe, die eine KorngróBe

< 5 0 f i, im Durchschnitt etwa von 41 fi, besitzt. Fiir beide Gruppen zusammen liegt d er Korngrófienbereich etwa zwischen 20 und 70 fi. Die Q uarzkórner > 50 fi weisen fast stets eine unregelmaBige Form und haufig zahlreichc fremde Einfliisse auf. Die Kórner < 50 fi zeigen dagegen vielfach schon eine abgerundete G estalt. Im G egensatz zum Handstuck, wo man unter auffallendem Licht zahlreichc Glimmerschuppchen zu unterscheiden vermag, finden sich diese im Diinnschliff weit seltener vor. Ais Fcldspatc konnten bisher nur einige wenige M ineralfragm ente an- gesprochen w erden. Es besteht aber wohl die Verm utung zu Rccht, daB sie sich in Form w inziger Bruchstucke in gróBerer Menge in der G rundm asse eingeschlossen finden, woriiber noch eine chemische M ikroanalyse AufschluB geben muB. Dies betrifft auch die braunlich bis schwarz-

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braun gefarbte Substanz, die in zahlreichen, zum Teil wolkigen Flecken im D unnschliff zu sehen ist und mit Vor- behalt ais koliligen bzw. bitum inósen U rsprungs an- gesprochen sei. Wie man im einzelnen deutlich erkennen kann, verdeckt sie stets an den betreffenden Stellen noch eine gróBere Anzahl von sonst wohl mehr oder w eniger gut trennbaren Oemengteilen, so daB sie in jed er Beziehung eine genauere Durchsichtnahme des Diinnschliffes er- schwert oder sogar umnóglich macht. Das gróBte Ratsel gibt aber die G rundm asse selbst auf. Sie ist d era rt fein- kórnig, daB ihre Zerlegung in einzelne Bestandteile mit Hilfe des M ikroskops nicht m ehr móglich ist. Das Sedim entpetrographische Institut in G óttingen unter seinem D irektor Professor Dr. C o r r e n s , dcm ich fiir die vor- liegcnde Arbeit manche A nregung verdanke, wird sich auch in Zukunft mit U ntersuchungen beschaftigen, die Zerlegung der gem einhin ais tonige Substanz bezeichneten G rundm asse auf róntgenographischem W ege auch fiir das Diinnschliffpraparat zu erreichen. Vorlaufig laBt sich iiber die G rundm asse in dem vorliegenden Fali nur die Angaln- machen, daB sie fiir einen Schiefer gegeniiber der Gcsaint- masse der Gemengteile, besonders aber gegeniiber dem Gehalt an Q uarzkórnern, mit einem verhaltnism aBig g e ringen Anteil, zum indest mit nicht m ehr ais im D urchschnitt etwa 50 o/o vertreten ist. Diese Zahl diirfte vielleicht noch zu hoch gegriffen sein. Besonders w ichtig ist aber die Tatsache, daB man im Diinnschliff unter dem M ikroskop eine schwache D ruckschieferung erkennen kann. Auf Grund der angedeuteten und im Rahmen dieser Arbeit interessierenden M erkm ale darf man dic beschriebene Sedim cntart wohl mit vol!em Recht ais sandigen Schiefer ansprechen.

Ihm gegeniiber weisen nun dic von uns ais schwrach- sandig bezeichneten Schiefer unter dem M ikroskop er- hebliehe U nterschiede auf (Abb. 6). Eine T rennung der einzelnen G em engteile ist kaum und wenn, dann nur sehr luckenhaft móglich, so daB sich eine Erm ittlung des jeweiligen Anteils an d er Gesamtm asse von selbst aus- schlieBt, da sie unter diesen U m standen zu einem den wahren Verhaltnissen w idersprechcnden Ergebnis fiihren wiirde. Sehr vcreinzelt treten noch Q uarzkórner von einer KorngroBe zwischen 30 und 50 (.i auf, die aber stets ge- rundet sind und frem de Einschliisse aufweisen. Die Korngrófie der restlichen, noch unterscheidbaren G em eng

teile ist < 20 (.i, die d er unter dem M ikroskop nicht mehr zerlegbaren H auptm asse < 10 (.t. A uffallend groB ist der G ehalt an winzigen Glim m erschiippchen, die sich ais gut orientiert erweisen. Nach dem unter dem

Abb. 6. Diinnschliffaufnahme eines schwachsandigen Sehiefers,. 80 x. In der M itte der Aufnahme tritt deutlich ein Q uarzkorn hervor (w'eiBe Farbę). D er Rest stellt die m ehr oder w eniger feinkórnige G rundm asse dar, in der

yereinzelt noch kleine O uarzkórner zu sehen sind.

M ikroskop in einem rohen Oberblick noch Bestimmbaren diirfte der G ehalt an Q uarzkórnern noch erheblich, wenn auch geringer ais bei den sandigen Schiefern, sein. Nament- lich durch ihr Vorhandensein tr itt deutlicher eine Mikro- schichtung in Erscheinung, indem ąuarzfiihrende mit so gut wie quarzfreien Lagen abwechseln. Diese wenigen Angaben mógen vorerst geniigen, um darzulegen, daB sich diese Schiefer doch erheblich von den erstgcnannten unterscheiden und wohl zurecht den Namcn schwachsandige Schiefer tragen. So wie unter dem M ikroskop lassen sich beide auch nach makroskopisch erkennbaren Merkmalen gut voneinander trennen.

Abb. 7. Spaltflache (oben) und Bruchflache (unten) eines sandigen Sehiefers, 3 x . Die Spaltflache ist vollkommen ebenflachig. Die Bruchflache w eist zahlreiche Glimmer- schiippchen (helle Punkte) auf und laBt dariiber hinaus die »dachziegelartige« T ex tu r erkennen. Die Ritzprobe (heller Strich) ergibt einen unebenen Strich mit sehr wenig

Gesteinsstaub.

3. S a n d i g e S c h i e f e r (sd. Schf., F arbgebung: violett).

Ihre Farbę ist grauschw arz; auBerlich zeigen sie keinen m atten Glanz wie die rcinen Schiefer. Ihr kennzeichnendstes M erkmal sind die bei auffallendem Licht heli aufleuchtenden Glimmerschiippchen, namentlich auf den Bruchflachen (Abb. 7). Obwohl die G lim m er nach dem inikroskopischen Befund w ęit w eniger zahlreich yorhanden sind ais in den schwachsandigen Schiefern, so ist doch in diesem Falle ihre GróBe entschcidend, die sie starker von d er G rund

masse abhebt. Diese laBt noch m it dem bloBen Auge, besonders unter der Lupę, eine feinkórnige Beschaffenheit erkennen, die Yornehmlich auf den gróBeren G ehalt an Q uarzkórnern zuriickzufuhren ist. Die Schiefer lassen sich sehr seiten gut spalten, und wrenn, dann nur in niehrere Zentim eter dicke Platten. Dic rneist zufallig beim An- schlagen getroffene Spaltflache, die von einer grófieren Anzahl von Glimmerschuppchen bedeckt ist, ist fast stets vor dem bloflen Auge ebenflachig (Abb. 7). Da, wie gesagt, die Schichtflachen in mehr oder w eniger gróBeren Ab- stiinden aufeinanderfolgen, so weisen haufig die meist kleineren H andstiicke. iiberhaupt keine Spaltbarkeit auf.

Beim Anschlagen mit einem kleinen MeiBel nach d er ver- ineintlichen Spaltflache bricht nur ein vollkommen unregel- mafiig geform tes Stiick heraus, das sich von der Anschlag- stelle nach hinten verjiingt. Diese Bruchflache zeigt ent- w eder eine dachziegelartige« Beschaffenheit, namentlich in gróBerer E ntfernung von der A nbruchstclle, wobei die ein

zelnen w inzigen • D achziegek stets mit ihrem schmalsten Ende in Richtung der A nschlagstelle liegen, oder ist uneben und dabei in sich stark gegliedert (Abb. 7). Die erst- genannte Textur d a rf man ais Druckerscheimmg und som it ais Ausdruck einer beginnenden Schieferung deuten.

Wenn man mit der scharfen Kante eines M essers uber die Flachę streicht, so treten ebenfalls durch das ungleich- maBige Anritzen ihre Unebenheiten deutlich hervor. Die m it dem Hamm er erzeugte Bruchflache ist entw eder un eben, aber in sich stark p rofiliert (Abb. 8), oder voII- kommen ebenflachig. Ihre Kanten sind aber in beiden Fallen

(6)

190

G l f l c k a u f

77. Ja h rg an g , H eft 12

stets scharf und fiihlen sich sehr rauh an. Die m it einem Achatstift durchgefuhrte Ritzprobe auf Bruch- und Spalt- flachen hinterlaBt einen glanzlosen, unebenen dunkel- grauen Strich und eine nur winzige Menge eines dunkel- grauen Oesteinspulvers. Beim Anschlagen am Stofi besitzen diese Schiefer haufig die Eigenschaft, in unregel- miiBige plattige, dic scheinbar vorhandene Schichtung senkrecht durchsetzende Stiicke zu zersplittern, dereń eine Kante meist zackig und messerscharf ist.

Abb. 8. Bruchflache eines sandigen Schiefers, 2,5 x.

Wiederum sind zahlreiche Glim inerschuppchen (helle Punkte) zu erkennen. Im oberen Abschnitt des Bildes.

zeigt sich die Bruchflache ais sta rk profiliert, im unteren Abschnitt ais volIkommen uneben.

Nach den bisherigen Feststellungen treten die sandigen Schiefer meist im Liegenden oder im H angenden von mach

tigen Sandsteinschichtcn auf oder schlieBen sich nach dereń Auskeilen unm ittelbar an sie an. Sie erweisen sich somit ais Obergangsschichten zu den rein cntwickelten Sandstein- bśinken. Es gibt aber auch Falle, wo sie diese in einem mehr oder w eniger tonigen Zwischenmittel zu vertreten scheinen. Wie man bisher beobachten kónnte, erreicht ihre M achtigkeit órtlich kein grofies Ausmafi. Ihr Anteil an der Zusammensetzung aller Zwischenmittel liefi sich noch nicht feststellen.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M e rk - m a le : Die unter auffallendem Licht heli aufleuchtenden

Abb. 9. Spaltflache eines schwachsandigen Schiefers, 2 x . Die Unebcnheiten treten deutlich im Bilde hervor, im be

sonderen hier durch w ulstfórm ige Gebilde (FlieBtexturen) gckenuzeichnet. Die Ritzprobe ergibt einen fast eben- mafiigen Strich (hclle Farbę, links unten) m it verhaltnis-

miiBig viel Gesteinsstaub.

Glimmerschiippchen, das. fast vollige Fehlcn einer Spalt- barkeit, die kantenscharfe, unregelm aB igbeschaffene Bruch

flache.

4. S c h w a c h s a n d i g e S c h i e f e r (schws. Schf., Farb- gebung: dunkelblau). Ihre Farbę ist grau bis schwarzgrau.

Sie w eisen auBerlich einen leichten, matten Schimmcr auf, der deutlicher unter auffallendem Licht in Erscheinung tritt und wohl durch die unter dem M ikroskop erkenn

baren zahlreichen Glimmerschiippchen verursacht wird.

Diese treten aber am Handstiick infolge ihrer winzigen GróBe ais Einzelexemplare durch helleres Aufleuchten innerhalb der Grundinasse nur noch unscharf hervor (Abb. 9). Mit dem bloBen Auge und unter der Lupę sind dariiber hinaus die weiteren Gem cngteile m it Ausnahme sehr vereinzelter Q uarzk6rner nicht m ehr zu erkennen. Die Spaltbarkeit der schwachsandigen Schiefer ist gut, jedoch nicht so stark ausgepnigt wie bei den rcinen Schicfern.

Die Spaltflache ist uneben (Abb. 9). Sehr haufig findet man sie in w ulstfórm ige Formen aufgelóst, die wohl in der M ehrzahl der Falle ais FlieBtexturCn zu deuten sind.

Diese Unebenhciten, zum Teil auch durch vereinzelte Quarz- kórner hervorgerufen, treten ebenfalls deutlich in Er

scheinung, wenn man m it der scharfen Kante eines Messcrs iiber die Spaltflache streicht. Hierbei w ird aber w eit gleich- mafiiger und m ehr Gcsteinsm aterial weggenominen ais bei den sandigen Schiefern. D er Strich m it dem Achatstift ist glanzlos, mehr oder w eniger eben und hinterlaBt schon eine verhaltnism afiig gróBere Menge eines weifigrauen Gesteinspulvers (Abb. 9). Die Bruchflache zeigt Ansiitze zu einem muschligen Bruch und w eniger scharfe Kanten ais bei den sandigen Schiefern (Abb. 10). Die schwach

sandigen Schiefer sind nach unseren bisherigen Erm itt- Iungen am starksten an d er Zusam mensetzung der Neben- gesteinsschichten beteiligt. Sie sind fast in jedem Zwischen

mittel vertreten. Ihre M achtigkeit ist starken Schwankungen unterworfen. H aufig sind sie pflanzen-, teils auch schon faunenfuhrend.

Abb. 10. Bruchflache eines schwachsandigen Schiefers, nat. Gr. Im einzelnen sind deutlich die Unebenheitcn bzw.

die Ansatze zu einem muschligen Bruch zu erkennen.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M c rk - m a l e : F ast vólliges Fehlen d er unter auffallendem Licht aufleuchtenden winzigen Glimmcrschuppchen. Gute Spalt

barkeit bei sehr unebener Spaltflache. G lanzloser Strich.

5. R e in e S c h i e f e r (r. Schf., F arbgebung: hellblau).

Sie besitzen eine grauschw arze, leicht graue bis grauweiBe Farbę, weisen fast stets einen m atten Schimmer au f und sind von ausgesprochcn m ilder Beschaffenheit. Manchmal fiihlen sie sich etwas fettig an. Sehr kennzeichnend ist der beim Anhauchen sehr deutlich w ahrnehm bare Tongeruch.

Mit dem bloflen Auge und unter d er Lupę sind einzelne G cm engteile nicht m ehr zu erkennen. Die Ritzprobe ergibt einen glanzenden, m ehr oder w eniger ebenen Strich von grauer Farbę und erzeugt ein G esteinspulver von gleich- maBiger Beschaffenheit. Die Schiefer sind nach den Schicht- flachen sehr gut und fast vóllig ebenflachig spaltbar. Die zum Teil noch auftretenden Uncbenheiten sind in sich weit ausgeglichener ais bei den schwachsandigen Schiefern, wic deutlich aus den beigefiigten Aufnahmen zu ersehen ist (Abb. 11). Der Bruch ist flachmuschlig bis uneben (Abb. 12). Die reinen Schiefer sind verhaltnismaBig seiten.

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22. Marz 1941 O l u c k a u f 191 Am haufigsten treten sie im Hangenden eines Flózes in

Erscheinung und kónnen sich dann in vielen Fallen durch eine reiche Pflanzen- und auch F aunenftihrung auszeichnen.

7. B i t u m i n ó s e S c h i e f e r (bit. Schf., F arbgebung:

braun). Ihr besonderes Kennzeichen ist d er auf allen Bruch- und Spaltfiachen imm er w iederkehrende dunkelbraune, g l a n z e n d e Strich (Abb. 14). Bei d er kurzeń D arstellung iiber die Schiefer im allgemeinen w ar schon d arauf liin- gewiesen w orden, daB sich auch ein grofier Teil der schwachsandigen und sandigen Schiefer durch eine m ehr oder w eniger starkę Bitumenfiihrung auszeichnen kann.

Also auch in diesen Fallen w ird bei der Ritzprobe ein brauner Strich in Erscheinung treten. Er ist jedoch stets von niatter F arbę und glanzlos. W eiterhin weisen die bituminósęn Schiefer die gleichen Eigenschaften, und zw ar in noch ausgepragterem Mafie ais die reinen Schiefer auf, so 1. einen m akroskopisch nicht m ehr w ahrnehm baren Sandgehalt, 2. die ausgczeichnete Spaltbarkeit, 3. den muschligen Bruch. Ihre Gem engteile schcinen im einzelnen von noch feinerer Beschaffenheit zu sein ais bei den reinen Schiefern, von denen sie sich in vielen Fallen schon rein iiuflerlich durch die dunklere F arbtónung infolge des Bitumengehaltes unterscheiden. Gleich den reinen Schiefern sind sie fast stets einer Faunenfiihrung verdachtig, die sich aber im G egensatz zu den erstgenannten meist nur auf einige Exem plare innerhalb einer gróBeren Flachę be- schrankt. D ieser Umstand diirfte mit den besonderen Be

dingungen in Zusam m enhang stehen, unter denen sich dieses Sediment gebildet hat. Niihere Einzelheiten hieriiber sind, soweit es das produktive Karbon betrifft, noch nicht bekannt. In einer dem nachst crscheinenden Arbeit iiber das Katharina-Niveau w erde ich eingehender zu dieser Frage Stellung nehmen, da in diesem fossilreichcn H orizont augenscheinlich mit einer starkeręn Bitumen- fiihrung eine F aunenarm ut eintritt. H ierbei ist die sehr schwierige, vielleicht unlósbare Frage zu klaren, ob diese F aunenarm ut prim ar oder sękundar ist. Wic an die reinen

Abb. 13. Banderschiefer, 2,5 x . In der M itte und im unteren Teil des Bildes kann man die durch dunklere Farbung h errartrete n d en einzelnen Toneisensteinbander erkennen.

Abb. 14. Die fast volikommen ebene Spaltflache eines bituminósęn Schiefers mit braunem Strich (links), 2 x . Abb. 11. Spaltflache eines reinen Schiefers, 2,5 x. Zum

U nterschied von Abb. 9 tritt hier deutlich ihre m ehr oder w eniger groBe Ebenm afiigkeit bzw. an den vorhandenen Unebenhciten die weitaus ausgeglichenere Form in E r

scheinung. Die R itzprobe ergibt einen vollkommen ebenen, gleichmafligen und glanzenden Strich (weiBe Farbę).

Abb. 12. Die flachmuschlige bis unebene Bruchflache eines reinen Schiefers, 1,5 x.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M e rk - m a l e : Einzelne G em engteile sind nicht m ehr zu erkennen.

Beim Anhauchen ein deutlich w ahrnehm barer Tongeruch.

Ausgezeichnete S paltbarkeit und flachm uschlig bis unebener Bruch. G lanzender Strich.

Innerhalb der Schieferserie treten noch einige Abarten auf, die teils durch ihre Zusam mensetzung, teils durch ihren Inhalt bzw. ihre Einschlusse besonders gekennzeichnet sind. Da man diesen Sedim entarten sehr haufig begegnet und sie fiir eine palaogeographische D arstellung von groBer Bedeutung sind, ist ihre Sonderstellung innerhalb der Sedim enteinteilung und dem entsprechend eine gesonderte B etrachtung durchaus berechtigt.

6. B a n d e r s c h i e f e r (Bd.-Schf., F arbgebung: blau mit braunem Strich). Die Banderschiefer zeichnen sich durch m ehr oder w eniger machtige T oneisensteinbander (braun- rote Farbę) und im Verhaltnis dazu m achtigere »Schiefer- ton«streifen (graue bis grauschw arze Farbę) aus (Abb. 13).

Durch diesen sich gegenseitig deutlich voneinander ab- hebenden Farbcnwechsel sind sie jederzeit leicht am StoB zu erkennen. Die charakteristischen Toneisensteinbander kónnen in enger A ufeinanderfolge auftreten oder, durch ein mehr oder w eniger machtiges »Schieferton«niittel ge- trennt, in gróBeren Abstanden folgen. Dieses Mittel kann von schwachsandiger bis sandiger Beschaffenheit sein.

Rcine »Schieferton«streifcn scheinen nach unseren bis

herigen Beobachtungen eine sehr seltene Ausnahme zu bilden. Meines Wissens liegt zur Zeit noch keine einwandfreie E rklarung fiir die Entstehung der Toneisenstein- baiider vor.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M e rk - i n a l c : W echsellagerung von braunroten Toneisenstein- bandern und grauen bis grauschw arzen »Schieferton«- streifen.

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192 G l f i c k a u f 77. Jah rg an g , H eft 12

so kann auch an die bituminósen Schiefer ein m ehr oder weniger starker P yritgehalt gebunden sein. Was ihr Vor- kommen anbetrifft, so finden sie sich nicht nur unm ittelbar im Hangenden der Flóze, sondern aucli inmitten der Zwischenmittel, dann aber fast stets im Verband mit reinen, sehr selten mit schwachsandigen Schicfern.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e M e r k - m a l e : Eine m ehr oder weniger gleiche Beschaffenheit wic die reinen Schiefer zusatzlich des bei der Ritzprobe deutlich in Erscheinung tretcnden dunkelbraunen, glanzenden Striches.

8. P f l a n z e n - u n d F a u n e n s c h i e f e r (djbSchf., 6 [marin], G> [SiiBwasser]; infolge der sie charakteri- sierenden Abkiirzungen eriibrigt sich eine besondere Farbgebung). Die Pflanzenschiefcr kónnen bekanntlich gut- (djb) oder sch lech t-(9 P ) erhaltene Pflanzen bzw.

Pflanzenhacksel ( p ) fiihren. Parallel hiertnit sind sie meist von reiner und m ehr oder w eniger sandiger Beschaffenheit.

Was die Faunenschiefer anbetrifft, so findet man ziemlich haufig die Ansicht vertreten, daB ihr V orkom men aus- schlieBlich an reine bzw. bituminóse Schiefer gebunden sei.

Nach neueren Feststellungen im R uhrgebiet treten aber die SuBwasserhorizonte auch in tonig-sandigeren Partien des Zwischenmittels auf.

W i c h t i g s t e m a k r o s k o p i s c h e r k e n n b a r e MerJ<- in a le : Die jeweiligen Pflanzen- bzw. Fauneneinschliisse.

Bei der Streckenaufnahme haben H a lin ę und seine M itarbeiter auch noch einen kohligen Schiefer aus- . geschieden. Wie der Name besagt, versteht man hierunter einen Schiefer, der sich durch einen mehr oder w eniger hohen Gehalt an kohliger Substanz auszeichnet. Da sich dieser Schiefer fast vorwiegend im Hangenden des Flozes vorfand, so diirfte es sich wohl hierbei um den bekannten Brandschiefer handeln. Er sei deshalb aus der neuen Ein

teilung unter Beibehaltung der Bezeichnung Brandschiefer ausgeschlosscn.

Wie schon zu Beginn dieser Ausfiihrungen betont, ist mit der genauen Darstellung der besprochenen G liederung die Absicht verbunden, sie in Form eines Vorschlages zu einer allgemeinen Verwendung bei Streckenaufnahm en zu empfehlen, um auf diese W eise eine M óglichkeit zu schaffen, die bei den w eitverstreuten U ntersuchungen

erhaltenen Teilergebnisse jederzeit untereinander zu ver- gleichen. W ir sind uns dabei vollauf bewuBt, daB der Unterbau der G liederung noch m ancher V erbesserung bedarf, die vielleicht zu einer noch strengeren Einteilung der Sedimente fiihren wird. T rotz dieser sich fiir die Zukunft ergebenden Móglichkeiten, die vor allen Dingen von der Anwendung der noch im A usbau begriffenen sedim entpetrographischen U ntersuchungsverfahren abhangig sind, solltcn tunlichst die oben aufgefiihrten, bei dem Bergmann eingebiirgerten Bezeichnungen und all- geineinverstandlichen Zusatze beibehalten w'erden. Dic Gliederung soli der Praxis dienen und muB deshalb in erster Linie ihren Forderungen gerecht werden.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

Die bisher iibliche Einteilung der Sedimente des Zwischenmittels ist fiir eine geologische Streckenaufnahme in jeder Hinsicht unzureichend. Die in den letzten Jahren veróffentlichten A banderungsvorschlage konnten tro tz ihrer einwandfreien wissenschaftlichen G rundlagen in der Praxis nicht vęrw andt w erden, weil sie zur Beurteilung einer Sedimentart zeitraubende U ntersuchungen notw endig machen. Es muBte eine G liederung geschaffen w erden, die ausnahmslos auf m akroskopisch erkennbaren Merkmalen beruht, d. h. auf Kennzeichen, die sich jederzeit m it den wenigen untertage zur Verfiigung stehenden H ilfsm itteln feststellen lassen. Auf G rund praktischer Erfahrungen wurden deshalb die einzelnen Sedim entarten eingehend auf ihre charakteristischcn auBeren M erkm ale gepriift. Diese Untersuchungen w urden durch solche unter dem M ikro

skop weitgehendst erganzt. Wie die Ausfiihrungen beweisen, lassen sich die Sedimente durchaus nach auBerlich er- kennbarcu Merkmalen gut voneinander unterscheiden und in folgende Arten eintcilen: 1. Sandstein, 2. sandstreifiger Schiefer, 3. sandiger Schiefer, 4. schwachsandiger Schiefer, 5. reiner Schiefer, 6. Banderschiefer, 7. bituininóser Schiefer, S. Pflanzen- und Faunenschiefer. Da sich diese G liederung schon in der Praxis gut bewiihrt hat, wird sie fiir eine Verwendung bei allen geologischen Streckenaufnahmen vorgeschlagen, um eine Einheitlichkeit in den Teilergeb- nissen und dam it die M óglichkeit ihres Vergleiches u nter

einander zu gew ahrleisten.

Zulassige Forderbandlangen bei gegebener M otorenleistung im Untertagebetrieb.

Von Ingenieur Franz G la d e n VDE., Bottrop.

Fórderbandbreite, Geschwindigkeit des Bandes und Leistung der Antriebsmotoren sind in jedem Betrieb nach gewissen. Grundsatzen geregelt. Dic Fórderleistung je h sowie der W inkel, unter dem die Kohle usw. g efórdert werden soli, andern sich stetig. Aus diesem Gruncie erscheint es angcbracht, eine U nterlage zu schaffen, nach welcher der Betriebsmann auf einfache A rt die zulassige Lange eines Bandes hinreichend genau zu bestimmen vermag, zumal fiir die verschiedenen Leistungen d er Elektro- motoren im Schrifttum nur wenig zu finden ist.

Rechnerische Grundlagen.

1. T h e o r e t i s c h e F ó r d e r m c n g e e i n e s B a n d e s (Abb. 1):

Flaches Band Gem uldetes Band Qt = 240 • v • (0,9B -0 ,0 5 )2 - j Qt = 440 • v • (0,9 B -0 ,0 5 )J • j

Es bedeuten: Q t die theoretische Fórderm enge in t/h , y die Bandgeschwindigkeit in m/s, B die Bandbreite in m, j das spezifische Schiittgewicht des F órdergutes in t/m 3;

iKohle*** 0,75 bis 0,9, jBer*e = 1,2 bis 1,4. W eitere W erte fiir j sind den Normen DIN BERG 2101, Blatt 2, zu ent- nehmen.

Bei einer Fórdergeschw indigkeit von 1,5 m /s betragt die theoretische Fórderm enge bei sóhliger Fórderung und gleichmaBig guter Beschickung fu r Bergeversatz m it j = 1,2:

Flaches Band || Gemuldetes Band B = 0 ,3 0,4 0,5 0,65 0,8 0,3 0,4 0,5 0,65 1 Q = 26 41 68 124 194 38 75 126 227 |

Diese hohen F órderleistungen werden jedoch nur in den seltensten Fallen erreicht. Fiir je 1 G rad N eigung des Bandes sind von der theoretischen F órderm enge etwa 1,50/0 abzuziehen, fiir die U ngleichfórniigkeit der Beschickung und der Beschaffenheit des F órdergutes kónnen ferner bis zu 50% in Abzug gebracht werden.

2. L a n g e d e s F ó r d e r b a n d e s b e i g e g e b e n e r M o t o r e n l e i s t u n g .

Bestimmend fiir die Lange des Bandes bei gegebener M otorenleistung sind:

a) der E igenkraftbedarf des Bandes bei Leerlauf, b) der zuśatżlichc K raftebedarf durch Belastung des

Bandes bei sóhliger F órderung,

c) der zusatzliche K raftebedarf fiir das Hebęn des F ó rd e r

gutes. Beim Senken des F órdergutes konnte bei starkerem G efalle zw ar Energie zuriickgewonnen und eine weit gróBere F órderbandlange angeschlossen werden, jedoch soli diese M óglichkeit hier nicht w eiter e rórtert w erden, da sie fiir den Betriebsmann yon untergeordneter Bedeutung ist.

Diese drei Punkte ergeben folgende Gleichung:

L 367,2 • N • n

c ■ f • 3,6 • G • v + Q • (c • f + sin a)

Darin bedeuten: N die M otorenleistung in kW, i\ den W irkungsgrad des M otors einschlieBlich G etriebe, c eine Konstantę (1,1 bis 1,5 je nach d er Lange des Bandes, 1,1 fur sehr lange Bander), f die Reibungszahl an den Tragrollen (0,02 0,03 fu r Wiilzlager, 0,04 — 0,05 fiir

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22. Marz 1941 G l u c k a u f 193

G leitlager), G das Bandgewicht des oberen und unteren Trum ms einschliefilich des Gewichts der sich drehenden Rollenteile in kg/m , Q die Fórderm enge in t/h, v die Band- geschwindigkeit in m/s, a den Steigungswinkel des Bandes.

Graphische Erm ittlung der F orderbandlange.

Die vorstehende Gleiclmng laBt sich auch in folgender Form schreiben:

A -N

C G - v - D • Q ■ F («)•

wobei A, C und D K onstanten darstellen. H ieraus ersieht man, daB sich die Gleichung durch ein einfaches Nomo- gram ni nicht lósen laBt, da man zwei Produkte im N enner summ ieren muli, bevor der Q uotient errechnet w^erden kann.

Die Lósung kann also nur in 3 N omogramm en bestehen, die in d er rechten Art m iteinander zu verbinden sind.

E r k l a r u n g d e s N o m o g r a m m s (Abb. 2).

Das Produkt C - G v w ird in den Funktionsleitern lu n d ll dargestellt. Da sein Ergebnis zu einem anderen Produkt hinzugezahlt w erden soli, mufi man seinen W ert auf eine F unktionsleiter mit linearer Teilung ubertragen (Leiter III), um eine Suinm ierung zu ermóglichen. Die Funktionsleitern IV und V lósen das Produkt C • Q ■ F (a ), dessen Ergebnis ebenfalls auf eine Funktionsleiter m it linearer Teilung (Leiter VI) ubertragen w ird. Die Addition d er beiden genannten Produkte erfo lg t durch geradlinige V erbindung d er auf den Funktionsleitern III und VI gefundenen Punkte und zeigt dereń Summenwert auf der Leiter VII an. Die Leiter VII ist rechts vom P rodukt C - Q - F (a) noch einmal dargestellt (Leiter V IIa), dam it bei der Lósung des Quo- tienten das D urchąueren von anderen Funktionsleitern ver- mieden w ird.

Die W erte der Leiter V Ila werden auf die gleichen W erte d er Funktionsleiter VIII in logarithm ischer Teilung ubertragen, w odurch man in V erbindung mit d er Funktions

leiter IX endlich den W ert des Quotienten und damit

die zulassige Lange des gem uldeten Bandes findet.

Die zulassigen Langen fiir flachę Bander sind etwa L flach =- 0,8 • L gem uldet und finden sich an d er Funktions

leiter IX in Klammern eingetragen.

B e is p ie le .

Beispiel I (gestrichelt eingezeichnet).

Fórderbandgeschw indigkeit v ■ 0,92 m/s, Bandbreite B = 650 mm (flaches Band), Fórderm enge Q =- 100 t/h , Durchschnittliche Steigung a = 14° 40, M otorleistung N -» 16 kW, Bandlange L = ?

Auf der Funktionsleiter 1 wird v - 0,92 mit dem P unkt B = 650 mm auf der Funktionsleiter II verbunden. Die Linie 1 schneidet die M ittellinie in einem Punkt, der, mit dem Fesf- punkt F auf der Leiter I verbunden (Linie 2), den W ert 4,58 auf der Leiter II Iiefert. D ieser W ert wird auf den gleichen W ert d er linearenTeilung der Leiter III ubertragen (Linie 3).

Der P unkt 100 t/h auf der Funk- tionsieiter IV wird m it dem Punkt a - 14° 40' auf der Leiter V verbunden (Linie 4). Der Schnittpunkt dieser Verbindungslinie mit der Mittellinie Iiefert, mit dem F estpunkt F auf der Leiter V verbunden (Linie 5), auf der Leiter IV den W ert von 29, der auf die Iineare Teilung der Leiter VI iiber- tragen wird (Linie 6).

Die Punkte 4,58 auf der Leiter 111 und 2Q auf der Leiter VI w erden m it

einander verbunden (Linie 7) und ergeben auf der Leiter VII den W ert 33,6.

Dieser W ert wird auf die Leiter VII a herubergenom m en, um von dort auf den gleichen W ert in logarithm ischer Teilung der Funktionsleiter VIII uber

tragen zu w erden (Linie 8). Verbindet man nun den P unkt 33,6 der Leiter VIII mit dem Punkt N = 16 kW auf der Leiter IX (Linie 9) und den Schnitt

punkt dieser Verbindungslinie mit der Mittellinie mit dem F estpunkt F auf der Leiter VIII (Linie 10), so erhalt man ais Endergebnis auf der Leiter IX den Wert von 107 m fiir flaches Fórderband.

Beispiel 2 (strich-punktiert eingezeichnet).

Bekannt sind: Bandgeschwindigkeit v =* 1,5 m /s, Band

breite B = 800 mm, Bandlange L = 1 5 0 m (gem uldet), grófite stiindliche Fórderm enge Q « 150 t/h , Steigungs

winkel a = 5°, M otorleistung N = ?

Auf der Funktionsleiter I w ird d er Punkt v = 1,5 m/s m it dem Punkt B = 800 mm auf d er Funktionsleiter II verbunden (Linie la ) . Den Schnittpunkt dieser Linie mit d er M ittellinie verbindet man mit dem F estpunkt F auf der Leiter I (Linie 2a) und erzielt so auf der Leiter H den W ert 9,15, d er auf die Iineare Teilung der Leiter III iiber- tragen w ird (Linie 3 a ).

Der Punkt Q — 150 t/h auf der Leiter IV w ird mit dem Punkt o = 5 ° auf d er Leiter V verbunden (Linie 4 a). Der Schnittpunkt dieser V erbindungslinie mit der M ittellinie Iiefert, mit dcm F estpunkt F auf d e r Leiter V verbunden (Linie 5 a ), auf d er Leiter IV den W ert 20,5, den man auf cie Iineare Teilung d er Leiter VI iib ertrag t (Linie 6a).

Der Punkt 9,15 auf d er Leiter III und der Punkt 20,5 auf d er Leiter VI w erden m iteinander verbunden (Linie 7 a) und ergeben auf der Leiter VII den Sum m enwert von 29,65.

Dieser W ert w ird auf die Leiter V IIa ubernommen und von d o rt auf die Leiter VIII ubertragen (Linie Sa). N unm ehr verbindet man zuerst den Festpunkt F auf d er Leiter VIII m it d er Bandlange L = 150 m auf d er F unktionsleiter IX (Linie 9 a) und dann den Schnittpunkt dieser Linie (9 a) mit d er M ittellinie m it dem Punkt 29,65 auf d er Leiter VIII (Linie lO a), wodurch man den W ert N — 16 kW auf der

(10)

194 O l u c k a u f 77.Jah rg an g , H eft 12

Band geschwindigkeit

Bandbreite i

Steigung

*• <« K» .* > ' Motorleistung

^ ^ ‘Cb\ SJ o, ^ -t. to iva 1 1 1 l l I ■' I'!1'! '! 1' I ' l' ■ I ' 'l .

o » b i -*ł fa* <*» K> Ni V.

§ ^ ^ ^ Oj <53 V* <*> vj O, Ca, łs u,

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1 1 t 3 S i 1 §$■§■§■£ ^ ^ ®

-S. vi .£> <iL ^ł. ^

Bandiange gemutdet (flach)

Abb. 2. Nomogramm zur Erm ittlung der Fórderbandlangen

Leiter IX erhalt. Aus diesem Bei- spiel geh t schon hervor, daB sich mit diesem Nomogramm nicht allein die F orderbandlange bei gegebener M otorenlcistung, sondern ganz allgemein jeder W ert der oben aufgestellten Olcichung gra- phisch ermitteln lassen kann, wenn nur samtliche iibrigen O lieder der Glcichung bekannt sind.

Da in der Rechnung im Nom o

gramm ein Sicherheitsfaktor enthalten ist, der sich aus der Praxis fiir normalen Betrieb ergeben hat, kann man ohne Bedenken nach dem schaubildlich bestimm ten W ert seine Anlage aufbauen. Eins ist jedoch zu beachtcn. Es muB unter allen Umstanden verm ieden w er

den, daB Fordergut in gróBeren Mengen auf die Inncnseite des unteren Truinm s gelangt, da es beim Erreichen der Antriebs- bzw.

der W endeltrom m el eine erhebliche Vorspannung des Bandes hervorruft und somit einen Teil der A ntriebskraft unnótig vernichtet.

Auch sollte man darauf achten, daB die Bander vor ihrem Still- setzen stets leer sind, dam it der M otor beim Anlauf nicht sofort die Nennlast iiberwinden mufi. Kommt namlich hierzu noch eine Ver- grófierung der Vorspannung des Bandes aus dem erwahnten Orunde, so wird der Anlaufstroin im allgem cinen schon so grofi sein, dali ein richtig cingestelltes Schiitz ansprechen und dem Anlauf des Bandes Sehwierigkeiten berciten wird. H ier sei den H erstellern von Elektrom otoren nahegclcgt, sich nach dem Kriege mit der serien- mafiigen H erstellung von schlag- wettergeschiitzten M otoren mit grofiem A nlaufmom ent bei ver- haltnismafiig kleinem AnlaBstrom (Doppelnut-M otorcn oder ahn- lichen) zu befassen, die ihnen im W ettbew erb mit den Prefiluft- antrieben den gebiihrenden Platz sichern. Um den angefiihrtcn Nach- teilen entgegenzuw iikcn, erscheint es ratsam , die Bander eines Strebs und der sich daran anschliefiendcn T ransportstrecke mit einer Ab- hangigkeitsschaltung zu versehen, damit nicht beim vorzeitigen Ab- stellen des Bandes in derT ransportstrecke das Band im Streb weiter- fórdern und das nun stchcndc Band mit Fordergut iiberschiitten kann.

Hierbei gelangt das Fordergut auf die lnnense.te des unteren Trum m s, w odurch sich die Anlaufverh;ilt- nisse sehr ungiinstig gestaltcn.

Liegt gem ischter Betrieb vor, d. h.

w ird das Band im Streb mit Prefiluftm otoren und das in der T ransportstrecke mit E lektrom o

toren angetrieben, so laBt sich auch hier durch Einbau eines elektro- m agnetisch gesteuerten Druckluft- schiebers eine A bhangigkeit er

reichen, die einen zufriedcnstellen- den Betrieb gew ahrleistet.