GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
Mr. 42 15. Oktober 1932 68. Jahrg.
Untersuchungen über den Aufbau der westfälischen Brandschiefer.
Von D i p l o m - B e r g i n g e n i e u r Dr.-I ng. G. S c h u l z e , E sch w eiler.
H ie r z u die T a f e l 1.
Der westfälisc he B e r g m a n n w e n d e t die B e z e ic h n u n g
»Brandschiefer« für G e s te in e v o n oft g a n z ver sc h ie d e n e r Zusam m ensetzung u n d H erk un ft an. Alles, w a s w e d e r Kohle n och reine B e rg e darstellt, wird g e w ö h n l i c h unter dem S a m m e ln a m e n B randschiefer zu sa m m e n g e fa ß t.
Obwohl der Brandschiefer ein fast ständ iger Begle iter der Ruhrkohle ist u n d s c h o n d esh alb einer nähern B e
trachtung wert wäre, hat e s b isher an e i n g e h e n d e n Untersuchungen ü b e r ihn gefehlt. D i e n a c h ste h e n d e n Ausführungen b efassen sich h a u p tsächlich mit der petro- graphischen Z u s a m m e n s e t z u n g u n d den sich daraus ergebenden E igen sch aften . D ie f r ü h e m F o r s c h u n g s ergebnisse über d en Brand schiefer w e i s e n unterein ander solche W id er sp r ü c h e auf, daß sie als U n t e r la g e n nich t geeignet sind. S o halten e i n i g e F orsc h e r d en B rand schiefer für eine a u s g e s p r o c h e n e F a u ls c h la m m b ild u n g , andere gla uben, er h abe sic h m it d en a u s der K o h le entnommenen K o h le n w a sse rsto ffen , die sich im Laufe der Zeit polym erisiert u n d k o n d en sier t hätten, v o l l gesogen. W ie d e r an dere erblicken in ih m w eite r nichts als eine m e c h a n isc h e M i s c h u n g v o n K o h le mit a n organischen Q e m e n g t e i le n .
Zur G e w i n n u n g ein w an d fre ier E r g e b n is s e w u r d e n mehr als 2 0 0 P r o b e n in der G r u b e unm ittelbar v o m S foß genom men u n d dabei alle F lö z g r u p p e n v o n der F lam m - kohle bis zu m Anthrazit b erücksichtig t. Im H in b lic k auf den dauernden W e c h s e l der M ächtig k eit u n d Z u s a m m e n setzung des Brand schiefers w u r d e auf S c h litzp ro b en v er
zichtet; zahlreiche g r o ß e P r o b e n v o n d urchschnittlich 1 kg haben sich bei den U n t e r s u c h u n g e n als z w e c k mäßiger er w iesen . In b e s t im m te n Fällen sin d auch Übergänge v o n K o h le zu B e rg e n g e s a m m e l t o d e r g a n ze Profile a u f g e n o m m e n w o r d e n .
Am H an dstü ck e lassen sich deu tlich z w e i Arten v o n Brandschiefer u ntersch eid en , n ä m lich der streifige u nd der ruschelige. D er s t r e i f i g e verdankt s e in e B e
zeichnung der a u s g e z e ic h n e te n S c h ic h tu n g , w o b e i k o h li g e Grundmasse u n d Streifen g lä n z e n d e r K o h le m itein and er abwechseln. Je n a ch d e m , o b die G r u n d m a s s e vorherrscht oder die Streifchen sehr d ü n n u n d zahlreich sind, wechselt der G lanz. In d e m e in e n Falle g e h t er in S am t
glanz über u nd erinnert d an n lebhaft an d en m an c h e r Kennelkohlen, w o r a u f d ie öftere V e r w e c h s l u n g b eid er beruht. Im ändern Falle z e ig e n die Bruchflächen eine n ausgesprochenen S e id e n g la n z . D i e Farbe ändert sich je nach der M e n g e der k o h l i g e n G r u n d m a s s e . B e im Zer
schlagen reißt streifiger Brand schiefer gern e n tla n g den Kohlenstreifchen auf. S ch rä g zur S c h i c h t u n g n e ig t er zu muscheligem Bruch, w o r in er eb en falls der K e n n e l k o h le ähnelt. Bei stärkerer te k to n isc h e r B e a n s p r u c h u n g kann der streifige Brand schie fer g e s c h i e f e r t sein. N a tu r
gemäß ist diese E r s c h e i n u n g im B e reiche der l i e g e n d e m Flöze, b e so n d e r s in der M a g e r k o h l e n g r u p p e , am
häufigsten zu b eo b a ch te n . D ie A b l ö s u n g s fl ä c h e n k ö n n e n in s o lc h e n gesch iefer ten streifigen Brandschiefern sehr dicht a u feinan der f o lg e n u n d b ew irk en , daß er s c h o n bei leichten S c h lä g e n in p a ra llelepipedische Splitter zer
fällt. D ie s e r s o g e n a n n t e »Blättchenschiefer« m ach t sich in der W ä s c h e u n a n g e n e h m bemerkbar, w e il er auf d em W a sse r f o r t s c h w im m t u n d sich in fo l g e d e s s e n s c h w e r in die B e rg e b r in g e n läßt. Bei d en g rö b er n Kornkla ssen v e r m a g m an allerd in g s durch E in s c h a ltu n g v o n Spalt
sie ben, w e l c h e die d ü n n e n Brandschieferblättchen, nicht aber die k u b isch en K o h le n st ü c k c h e n hind urch fallen lass en, A bhilfe zu schaffen. D ie s e M a ß n a h m e hat sich auf v er sc h ie d e n e n Z e c h e n d es Ruhrbezirks bewährt.
D i e r u s c h e l i g e Abart ist in W estfale n vorh er rsch en d u n d stellt d en eig en tlich en Brand schiefer d e s R u h r b e r g m a n n s dar. Sein H a u p t k e n n z e ic h e n ist die N e i g u n g zur H a r n is c h b ild u n g ; au ß e rd em ist er m eist w e ic h e r als der streifige. In fo lg e der D u r c h s e t z u n g mit Rutschflächen hat er e in e sehr g e r in g e Festigk eit u n d läßt sic h in der H a n d zerdrücken, w o b e i er in k leine Stücke zerfällt, die w ie d e r u m m e h r od e r w e n i g e r g l ä n z e n d e R u sc h e in ze ig e n . A n g r o ß e m Stücken kann m an deutlich s c h a lig e A b s o n d e r u n g b eo b a ch te n . Farbe u n d G l a n z w e c h s e l n je nach M e n g e u n d B esch affe n h eit d es k o h l i g e n A nteils s o w i e nach der t ek to n isc h e n B e a n s p r u c h u n g . Man findet graue bis tiefschwarze, matte u n d h o c h g l ä n z e n d e L age n;
e n tsp r ec h e n d sc h w a n k t die Farbe v o n Strich u n d P u lv e r z w i s c h e n grau, braun u n d schwarz.
B e id e Arten d es B r and sc hie fe rs k ö n n e n v o n der K o h le scharf getrennt, aber a u ch in n i g m it ihr v er
w a c h s e n Vorkommen. Tritt der B randschiefer im H a n g e n d en auf, s o b e z e ic h n e t ihn der B e r g m a n n als » N a c h fa ll
p a ck en « ; ist er mit der K o h le v e r w a c h s e n , s o n e n n t er ihn »an geb ran n t«. D a s A n b r e n n e n kann g a n z allm äh lich v o r sich g e h e n . K o m m t der Brand schie fer als » P a ck en « in der Mitte d es F l ö z e s vor, s o d ien t er in m ä c h t i g e m F lö z e n , ein e g e r in g e Festig k eit vora u sg e setzt, als Schram.
A m L ie g e n d e n stört der S ch iefer am w e n i g s t e n ; er w ir d hier, w e n n er v e r w a c h se n ist, m eist an geb aut.
In e i n i g e n Fällen w ar der B randschiefer stark g e q uetscht, w ä h r e n d d ie über- u n d u n ter la g er n d e K o h le m e r k w ü r d i g e r w e is e kein e derartigen S pu ren a u fw ie s. D e r Sch iefer sc h e in t also d en G e b i r g s d r u c k allein a u f
g e n o m m e n zu h a b e n ; se in Verhalten läßt sich m it d em v o n Q u e t s c h h ö lz e r n b e im G r u b e n a u s b a u ve r g le ic h e n , d ie eb en falls allein d en D r u c k a u f n e h m e n k ö n n e n , o h n e daß die andersartige U m g e b u n g b e e in flu ß t w ird.
A uffallen d ist, w i e s c h o n ges a g t, der d a u e rn d e W e c h s e l v o n M ächtigkeit, stre ich en de r E r stre ck u n g u n d Z u s a m m e n s e t z u n g d e s B randschiefers. A lle r d in g s k o n n te a u s n a h m s w e is e au ch ein lä n g e r e s A ush alten im S treichen b e o b a c h te t w e r d e n , z. B. im G a s f l a m m k o h l e n f l ö z E der Z e c h e H u g o bei H o l te n , w o ein N a c h fa llp a c k e n b ei
g le ic h b le ib e n d e r Mächtigkeit v o n durchschnittlich 3 0 cm auf 8 0 0 m zu v e r fo lg e n war.
M i k r o s k o p is c h e U n t e r s u c h u n g e n . G e f ü g e .
V o n jeder P ro b e w u r d e ein k en n z eic h n en d e s, der durch sch nittlichen Z u s a m m e n s e t z u n g annähernd e n t
sp r e c h e n d e s Stück a b g e sc h la g e n u n d an geschliffen . D er zerkleinerte Rest fand für die c h e m is c h e U n t e r s u c h u n g V e r w e n d u n g . D ü n n sc h lif fe w u r d e n nur in w e n ig e n Fällen hergestellt, w e n n A nschliff u n d c h e m is c h e Analyse nicht g e n ü g te n .
U nter d em M ikroskop lassen sich z w e i hinsichtlich d es G e f ü g e s g r u n d v e r sc h ie d e n e Arten v o n Brandschiefer unterscheid en, die als die m i k r o s t r e i f i g e und als die*
f a s e r i g e b ez e ic h n e t seien. D ie A bb . 1 u n d 2 ze ige n die streifige, die Abb. 5 9 die faserige A u s b i l d u n g 1.
Abb. 1. F e in s t re if ig e r B r a n d s c h ie fe r mit viel Ton.
Zeche Hein rich ( Ü b e r r u h r ) . M a g e r k o h le . S e n k r e c h te r Schliff, v = 130.
Abb. 2. S tre ifig er , to n r e i c h e r Brand sc hie fer . Z e c h e Ja co bi, Flöz 1 ( Ga sf lam m ko hle ).
S e n k r e c h t e r Schliff, v = 130.
K e n n z e ic h n e n d für die mikrostreifige Abart ist der d auern de W e c h s e l v o n o r g a n isc h e m u nd an o r g a n isc h e m Material, w o b e i das o r g a n isc h e in der S c h ic h t u n g s rich tu ng gestreckt ist u n d dadurch im se nkrechten Schliff das Bild ein e r streifigen, w o h lg e s c h ic h t e t e n Masse hervorruft. D ie faserig e Art d a g e g e n erscheint, senkrecht gesch nitten , als g a n z o d e r fast g a n z u nge sch ich tet, so daß die Bilder zu n ä ch st den Eindruck v o n waagrechten Schliffen er w ec k e n . D ie s ist jed och nicht zutreffend, w as ausdrücklich b e to n t sei.
1 Die Abb. 4 - 1 5 sind auf der Tafel 1 vereinigt.
M e n g e n m ä ß i g ü b e r w ie g t nach d en bisherigen Fest
s tellu n g en der m ikrostreifige Brandschiefer vor dem faserigen, jedenfalls im Ruhrgebiet. D a s faserige Gefüge ist k e n n z e ic h n e n d für d en Brandschiefer Ibbenbürens.
Im Ruhrbezirk war es b e s o n d e r s h äu fig bei Proben der Z e c h e n S c h o lv e n u n d A u g u s t e Victoria anzutreffen. Da die Faserstruktur in der K oh le n p etrogr ap h ie bisher u nbeachtet g e b lie b e n ist, so ll sie näher beschrieben w erden.
Mit b lo ß e m A u g e betrachtet ersc heint ein Stück d es unter d em M ik r o sk o p faserigen Brandschiefers als streifig-flaserig. D i e g lä n z e n d e n Streifen sind kürzer, d ü n n e r und leicht g e b o g e n . D ie Farbe ist im Hand
stück dunkler, au ß e rd em der faserige Brandschiefer dichter als der langstreifige, s o daß er g r o ß e Ähnlichkeit mit der P s e u d o k e n n e lk o h l e aufw eist. Seine mikro
s k o p is c h e n H a u p t k e n n z e ic h e n sin d die mangelhafte oder ga n z fe h le n d e S c h ic h tu n g u n d die starke Beteiligung von Fusit. Man kann e in e G r u n d m a s s e unterscheiden, die au s T o n u n d allerfeinstem Fusit (Fusitnadeln) nebst s o n s ti g e n , nich t b estim m b aren Resten, wahrscheinlich ü b e r w ie g e n d duritischer Art, besteht. . In dieser sehr ungle ic h ar tige n G r u n d m a s s e sin d G e m e n g te ile in allen G r ö ß e n r ic h tu n g s lo s o d e r n u r s c h w a c h gerichtet ein
gebettet. Im m erh in lassen die m eist vorhandene, wenn auch g e r in g e A n o r d n u n g der G e m e n g te i le in der S c h ic h tu n g s r ic h tu n g , v o r allem aber d ie Lage der Mega
s p o re n s o w i e g rö ß er er Fusitteilchen erkennen, daß es sich um ein e n senk rech ten Schliff handelt.
D ie M e g a s p o r e n stellen z w e if e ll o s d en am besten erhaltenen Bestandteil dar, w ä h r e n d der Vitrit zuweilen u n d der Fusit stets in auffallender W e i s e verändert ist.
D er letzte hat s e in e Härte, durch die er sich sonst aus
zeic hnet, verlo ren. Er ist w e ic h u n d w e iß geworden (A b b. 10), s o daß sich oft nich t einm al g e g e n ü b e r dem T o n ein Reliefschatten ausprägt. V erein zelt kommen Reste harten F usites in mitten v o n w e ic h e m vor; die m er k w ü r d ig ste E r s c h e i n u n g aber ist se in e Zerfaserung, w o b e i sich an den E n d e n der Fusitstückchen, w ie bei e in e m P in sel die Borsten, e i n z e ln e Zellen aufblättern (Abb. 11 — 13). D er T o n ist in d en gelockerten Verband e i n g e d r u n g e n u n d hat teilw e ise die vordersten Zellen abgetrennt.
A u c h der Vitrit w e is t ä h n lic h e A n z e ic h e n v on Zer
s tö r u n g auf, w e n n au ch nicht in d e m Maß e w ie der Fusit. Im m erh in k o n n te n s o l c h e Bilder oft beobachtet w er d e n , die b eim Vitrit g a n z neuartig u n d daher be
s o n d e r s b e m e r k e n sw e r t sin d. D ie pinselartige Zerfaserung ist hier allerd in g s nich t s o deutlich w ie beim Fusit ( Abb. 14).
D ie G r u n d m a s s e d e s D urites läßt sich in folge der T o n b e i m e n g u n g se h r s c h le c h t erkennen. D a g e g e n sind M ikrosporen deu tlich er u n d M e g a sp o r e n g a n z vorzüglich w ahrnehm bar. D i e Zahl der letztgenannten, die der in der streifigen Abart n icht nachsteht, b eweis t, daß der D urit sic h e r in d e m s e lb e n M isch u n g sv e rh ä ltn is w ie dort a n w e s e n d ist, w e n n au ch s e in e E r sch ein u n g sfo r m e n ver
w is c h t sind.
Bei b e id e n Brandschieferarten kann man alle Über
g ä n g e v o n reiner ü ber u n r ein e K o h le z u m Brandschiefer feststellen. Im W e s e n d e s D u r ites liegt es begründet, daß sich die a n o r g a n is c h e S u b sta n z hauptsächlich in ihm b efindet, da er n icht einh eitlich au fgebau t, sondern au s m eh reren B estandteilen z u s a m m e n g e s e t z t und so
mit zu ihrer A u f n a h m e b e fä h ig t ist (A b b. 3). Der Vitrit, d er m eist e in e g e s c h l o s s e n e u n d g u t b egrenzte Gestalt
Ib. U K t O D e r iyjz G l ü c k a u f 92 3
zeigt, konnte d a g e g e n kein e T o n s u b s t a n z a u fn e h m e n . Nur ganz selten sieht man sie in Vitrit ein d r in g e n , der zur Zeit d ieses V o r g a n g e s s c h o n rissig g e w e s e n sein muß. Zum eist hat sich j e d o c h der Vitrit v o llstä n d ig
Abb. 3. Vitrit mit b e m e r k e n s w e r t e n R i s s e n ; M i n e ra ls u b s t a n z ausschließlich in d en D u ri ts tr e i fe n . Ze c h e Alter H ellw e g.
Eßkohl e. S e n k r e c h t e r Schliff. v = 34.
gegen den u m g e b e n d e n T o n a b g e s c h lo s s e n . Ä h n lic h verhält sich der Fusit. D i e in Z e llräum en m itunter a b gesetzten Mineralien, w ie Pyrit, Kalkspat, Q u a rz u. a., gehören nicht in d en Kreis d ieser Betrachtung. E in geschlämmter T o n kann w o h l g r o ß e o d e r a u s g e b r o c h e n e Fusitzellen ausfüllen, w a s aber nich t h ä u f ig v o r k o m m t . Der Ton sitzt also z w i s c h e n Vitrit, z w i s c h e n Fusit, aber im Durit, mit d e m er g le ic h z e itig ab gelage rt u n d daher innig verwachsen ist. N o c h d eutlicher w e r d e n die B e ziehungen z w is c h e n T o n u n d Durit, w e n n m an bedenkt, daß der als Durit b ez e ic h n e te G e fü g e b e sta n d te il nicht einheitlich z u s a m m e n g e s e tz t ist, s o n d e r n ein G e m e n g e von Sporen, Kutikulen s o w i e h u m o s e r u n d opaker Qrundmasse darstellt.
Der im B randschiefer v o r h a n d e n e T o n ist also g l e i c h z e i t i g m i t d e m o r g a n i s c h e n M a t e r i a l a b g e s e t z t w o r d e n . In der m ikrostreifigen Abart sitzt er zwischen d en D u r it k o m p o n e n te n u n d z w is c h e n den Vitritbändern.
Für den E r fo lg der A u f b e r e it u n g aschenreicher Kohlen, die oft Ü b e r g ä n g e v o n K o h le zu Brandschiefer darstellen, dürfte d iese E rkenn tnis v o n b e s o n d e r m W ert sein. Danach ist der V i t r i t fast im m e r s o g u t w i e f r e i v o n T o n s u b s t a n z . Bei s o lc h e n K o h le n m ü s s e n die Aufbereitungsverfahren auf d esse n a u ssc h lie ß lic h e G e w innung gerichtet sein, w e il der Fusit u n e r w ü n s c h t u nd der Durit als H au ptträger der V e r u n r e in i g u n g e n u n brauchbar ist. W e g e n der in n i g e n V e r w a c h s u n g wäre eine A ufbereitung mit d e m Z iele, Vitrit u n d D urit zu gewinnen, z w e c k lo s . D a m an aber d en Fusit durch geeignete Verfahren a b z u s c h e id e n u n d d en D urit in fo lg e seines durch die T o n b e i m e n g u n g e n h ö h e r n sp ez ifisch en Gewichtes und der d en B e r g e n n a h e k o m m e n d e n B e n e tz barkeit in die B e rge zu d rücken ver m ag, m ü ß te sich durch en tsprechend e G e s ta l t u n g der A u fb e re itu n g der wertvollste Bestandteil, der Vitrit, g e w i n n e n lassen.
W ichtig ist die F eststellu n g , o b der im H a n d stü ck streifige Brandschiefer a u ch unter d e m M ik r o sk o p als streifig erscheint u n d o b d er r u s c h e lig e e tw a d em faserigen entspricht. N a c h d em U n t e r s u c h u n g s b e f u n d trifft dies nur teilw e ise zu. D e r r u s c h e lig e Brandschiefer erweist sich unter d e m M i k r o s k o p n ur als ein e in fo l g e
tek ton ischer B e a n s p r u c h u n g stark gefaltete u n d gestör te Abart d e s streifigen. S o k o m m t in A bb . 4, die eine n a u s g e s p r o c h e n ru sc h e lig e n , stark g e q u e t sc h te n Schiefer im Anschliff w ied er g ib t, d eutlich die streifige A u s b i l d u n g zur G e lt u n g , die im H a n d stü ck in fo lg e d es F a lt u n g s d ru ck es v e r w isc h t war. ,
D e m n a c h besteht z w i s c h e n d en i m H a n d stü ck e s t r e i f i g e n u n d d e n r u s c h e l i g e n B r a n d s c h i e f e r n k e i n u r s p r ü n g l i c h e r U n t e r s c h i e d ; die ver sc h ie d e n e G e f ü g e a u s b i l d u n g ist erst ein e F o l g e te k to n isc h e r V o r g ä n g e.
P e t r o g r a p h i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g . Ü b e r die E n t ste h u n g d es Brand schiefers h errschen ver
sc h ie d e n e A nsich te n . Er gilt teils als rein h u m itisch , teils als rein sa p rop elitisch , teils als e in e w e c h s e l n d e M i s c h u n g a n o r g a n isc h e n Materials mit bald h u m itisch en , bald sapro- p elitis chen o d er mit b e id e n Sub stan zen. E i n g e h e n d e U n t e r s u c h u n g e n an ü ber 2 0 0 Schliffen b estätigten die letzte A uffassu n g. B e id e Brandschieferarten k ö n n e n s o w o h l v o n d u r i t i s c h e n a l s a u c h v o n v i t r i - t i s c h e n S t o f f e n g e b i l d e t w er d e n . D a s M i s c h u n g s verhältnis w e c h s e lt im E in k lä n g e mit der K o h le d es z u g e h ö r i g e n F lö z e s . G a sf la m m k o h le n b r a n d sc h ie fe r e n t spricht a lso h insichtlich der k o h li g e n G e f ü g e b e s t a n d teile der G a s f la m m k o h le d e sse lb e n F lö z es, der Fett
k ohle nb ran d sc h iefer der e n t sp r e c h e n d e n Fettkohle, M a g e r k o h le n b ra n d sc h iefer der z u g e h ö r i g e n M a g e r k o h le u sw . Ein B e w e i s für d iese B e h a u p t u n g ist u. a. der se inerzeit v o n B o d e 1 bei der U n t e r s u c h u n g der I b b e n b ü r en er K o h le festgestellte h o h e Fusitgehalt, der au ch ein H a u p t k e n n z eic h e n d es I b b e n b ü r en er Brand schiefers ist.
N ach m ein en B e o b a c h t u n g e n besteht ferner ein e Ü b e r e in s t im m u n g z w is c h e n d en M e g a s p o r e n der K o h le u n d d e n e n d es in d e m s e lb e n F lö z v o r k o m m e n d e n Brandschiefers, s o w o h l nach M e n g e als au ch n ach Art.
Sollte e s g e l in g e n , für jed es F lö z o d e r w e n i g s t e n s für jede F l ö z g r u p p e k e n n z e ic h n e n d e Sporen arten a u fzustellen , s o ließe sich a u s d e n e n d es B rand schiefers o h n e w eite re s auf die in der K o h le sc h lie ß e n . D i e s e E r kenntnis ist d e s halb w ic h tig , w e il d ie S p o r e n im B rand schiefer (b e s o n d e r s der M age rk oh le) viel b e sse r erhalten u n d leichter zu erkennen sin d als in der K oh le. D arau s fo lg t weiter, daß der B r a n d s c h i e f e r e i n A b k ö m m l i n g d e r m i t i h m i n d e m s e l b e n F l ö z v o r k o m m e n d e n K o h l e is t .
In d en m eisten Fällen w ird e s sic h b e im B rand schiefer u m sehr asc h e n r e ic h e S treifen k oh le h and eln , aber es g ib t auch B rand schiefer der K e n n e l k o h le u n d d e s reinen Vitrites. E s ist a lso irrig, im B r a n d schiefer e in e se lb s tä n d ig e Kohlenart zu erblick en u n d ih m en t
sp re ch en d e , v o n der K o h le a b w e i c h e n d e E ig en sch a ften z u zu sc h r eib en . D e r Brand schiefer kann n u r s o l c h e E i g e n schaften haben, die sich au s d e n e n der M u tterk ohle u n d der a n o r g a n is c h e n S u b sta n z erklären lassen.
B randschiefer ist a lso ein a u s g e s p r o c h e n e s Ü b e r g a n g s g e s t e i n , d em w o h l ein e i g e n e r N a m e , aber kein e se lb s tä n d ig e S te llu n g z u k o m m t.
G e f ü g e b e s t a n d t e i l e .
V o n d en drei H a u p tb e sta n d te ile n Vitrit, D urit u n d Fusit verdien t hier der D u r i t als T r äger der m e c h a n is c h b e ig e m e n g t e n a n o r g a n is c h e n Stoffe b e s o n d e r e B e a c h tu n g . D i e in ih m e n th a lten en S p o r e n e r g e b e n g e g e n d en d u n k e ln H i n te r g r u n d d es T o n e s oft a u s g e z e i c h n e t e Bilder, w o b e i au ch stärker in koh lte K o h le n , ja se lb st reiner Anthrazit kein e A u s n a h m e m ach en . D i e F e s t s t e l lu n g
i B o d e : Zur P etro g ra ph ie der M a g erk o h le n , Kohle Erz 1927, Sp . 794.
gu t erhaltener M e g a sp o re n in der M a g e rk o h le o d er im Anthrazit galt bisher als fast u n m ö g lic h . E in ig e Forscher s c h l o s s e n daraus au f ein e andersartige Flora zur Zeit der B i ld u n g diese r K oh le n , o d er m an erklärte d en sicht
baren M a n g el an S p o r e n mit s c h n e ll e m Z e r s e t z u n g s v o r g ä n g e n ( V e r w e s u n g , .V e r m o d e r u n g ) in fo lg e v o n T r o c k e n h e it w ä h r en d der B i l d u n g 1.
Bei der U n t e r s u c h u n g d e s Brandschie fers der M a g e r k o h le n u n d Anthrazite d es R uh rge b ietes u n d v o n I b b e n b üren g e l a n g e s mir, ein e g r o ß e Zahl sehr s c h ö n e r M e g a s p o r e n zu b eo b a ch te n . Sie sin d zw a r w e ic h g e w o r d e n u n d v o m Vitrit in der Farbe nicht zu unterscheiden, ihre F o r m hebt sich aber g e g e n d en dunkeln H in ter
g r u n d d es T o n e s deutlich ab (Abb. 7 — 9 u n d 15). In der K o h le sin d sie nur m ü h e v o ll u n d spärlich zu er
k en nen. D a der Brandschiefer ein e Abart der mit ih m in d e m s e lb e n F lö z v o r k o m m e n d e n K oh le darstellt, läßt sic h daraus f o lg er n , daß die zu s a m m e n mit d em u ntersuchten Brandschiefer auftretende M age rk oh le den gle ic h e n S p o r e n g e h a lt a u fw e ise n m u ß w ie dieser. Nach m e in e n zah lreichen B e o b a c h t u n g e n enthalten M age r
k o h le n u n d Anthrazite e b e n s o viele M ega- u n d w o h l au ch M ikrosporen w i e die F la m m k o h len . Ein U nter
sc h ie d in der S p o r e n fü h r u n g ihrer Brandschiefer war n ich t festzustellen.
B e m e rk en sw ert ist in diesem Z u s a m m e n h a n g e , w as n o c h im Jahre 1 9 2 8 B o d e 2 über den S p o r e n g e h a lt der Ib benb üren er M agerk ohle schreibt: » V o n Makrosporen, die d o c h im a llg e m e in e n ein recht charakteristischer Bestandteil der allermeisten Durite sind, k on n te nicht ein e i n z ig e s g u t erhaltenes E xem p lar entdeckt w er d e n .«
E inw and freie S p o r en fand er nur im F lö z e Bentin gs- bank, u n d au ch dort sehr selten. Im G e g e n s ä tz e dazu w e is e n die 15 Schliffe, die ich nur v o n F lö z Buch- h o lz-F lo ttw ell an gefertigt habe, über 5 0 tad e llos er
haltene M e g a sp o re n auf (Abb. 8 u n d 9). D ie Ansicht, daß »gu t und v o llstä n d ig erhaltene Sporen in der M a g e r
k oh le zu den größ ten Seltenheiten g e h ö r e n « 3, ist also nicht zutreffend.
An S p o r e n m e n g e dürfte die Ib benb üren er K o h le den obersten F lö z en d es R u h rk o h len b e ck en s nicht n a c h stehen. T r o tz d e m kann der G le ic h s t e llu n g b eid er V o r k o m m e n nicht v o rb eh altlos z u g e s tim m t w er d e n , w eil sich e r heblich e U n ter sch ie d e in der A u s b ild u n g der M e g a s p o r e n g e z e i g t haben. D e r Plan v o n Z e r n d t , die F lö z e mit H ilfe der M e g a sp o r e n zu k e n n z eic h n en , ist n o c h nicht verwirklicht w o r d e n , aber auf d em W e g e der D u r c h fü h ru n g . Im m erhin kann m an heu te s c h o n sagen, daß a b w e ic h e n d e A u s b i l d u n g der S p oren auf ver sc h ie d e n e Pflanzenarten sc h ließ en läßt. D ie Ib ben b ü r en er M e g a s p o re n s in d in der Mehrzahl glatt; H ö c k e r sp o r e n , die in den meisten K oh le n , b e s o n d e r s den westfälischen, h äufig sind, treten g e g e n ü b e r den glatten zurück. V o n den R u h r k o h le n s p o r e n u n ter sch eid en sie sich ferner durch die u m etw a ein Drittel g er in g er e G r ö ß e .
Bei der B e o b a c h t u n g der Ü b e r g ä n g e v o n B rand schiefer in K o h le zeig te sich, w ie s c h w e r Sporen , die an der G r e n z e la gen u n d sich im Brandschiefer deutlich a b h o b e n , in d er K o h le n o c h zu u ntersch eid en waren.
In reiner K o h le ließ en sie sich kaum n och w a h r n e h m e n . A uffallend ist die parallel zur S c h ic h tu n g verlaufende A n o r d n u n g der S p o r en auch im faserigen Brandschiefer.
1 L e h m a n n und S t a c h : Die praktische B ed eu tu n g der R uhrkohlen
p etr og rap hie, Glü ck auf 1930, S. 289.
2 B o d e : Ü b e r das Verhältnis der Ib benbü rener M agerk oh le zur Gas- flammkohle des R u h rg ebie tes, N . Jahrb. Min. 1928, Beila geb d . 60, Abt. B, S. 179.
8 B o d e : Zur Petr og rap hie der M agerkoh len, Kohle Erz 1927, Sp. 794.
Vermutlich sin d die prallen S p o r e n k u g e ln nicht gleich in die T on trü b e , s o n d e r n nur b is auf deren eb en e Ober
fläche g ela n g t, dort e n t la n g der Keim stelle (dreistrahliger Stern) geplatzt, h ab e n sich dabei mit T o n gefüllt und sin d dann z u s a m m e n g e s u n k e n . O d e r sie kamen schon 4'~
ein g etrock net auf die O b er flä ch e, auf der sie sich flach jß au flegten, w e g e n ihres g e r in g e n G e w i c h t e s nicht ein
sanken u n d erst durch f o l g e n d e Stücke untergetaucht w ur d e n .
Bekanntlich h aben alle Brand schie fer einen (auf »Rein
k ohle« b e z o g e n ) auffallend h o h e n G e halt an flüchtigen Bestandteilen. D a diese E r s c h e i n u n g au f reichlicher Bei- « m e n g u n g v o n H a r z b eru h en k önn te, sin d die Brand
schiefer e i n g e h e n d daraufhin u ntersucht w ord en . Dabei hat sich er g eb en , daß die M e n g e d es im Brandschiefer en thaltenen H arzes bei w e it e m nich t ausreicht, um diesen h o h e n G e halt an flüchtigen Bestandteilen zu erklären.
F u s i t spielt b e s o n d e r s b eim A ufbau d es faserigen Brandschiefers e in e g r o ß e Rolle, w e il er d esse n merk
w ü r d i g e s G e f ü g e hervorruft u n d m e n g e n m ä ß ig stark vertreten ist. W i e erw ähn t, findet sich auch in der zu
g e h ö r i g e n K o h le der g le ic h e h o h e Fusitgehalt. Beachtens- --‘i wert ist die g r o ß e M e n g e allerfeinster Fusitnadeln in der G r u n d m a s s e d ie se s Brand schiefers u n d ihre geringe Härte (Abb. 6 u n d 10). Z u w e il e n führt der Fusit in den Zellräum en ein e n h o h e n G e h a lt an m ineralischen Stoffen.
K oh le n , die reich an s o lc h e m Fusit sind, k önn en einen B randschiefer vortäuschen.
V o n d en im Brand schiefer en thalten en mineralischen Stoffen ist der an se in e m A ufbau erheblich beteiligte T o n h erv o r zu h e b e n . D er G e halt an S i 0 2 und AI20 3 w e c h se lt bei d en v er sc h ie d e n e n P r o b e n , w a s sich in der u n ter sch ied lich en Härte bem erkbar macht. Im An
schliff sieht der T o n im m e r grau au s u n d läßt sich mit Sicherheit erkennen. Er ist m eh r o d e r w e n ig e r weich un d je nach d e m Härtegrad u n d der K ö r n u n g ver
sc h ie d e n p olierfähig ; e r s c h w e r e n d m ach t sich dabei die N e i g u n g z u m Q u e l le n geltend . G e w ö h n l i c h zeigt der Brandschieferton ein fast h o m o g e n e s und feinkörniges G e fü g e . Er ist streifig a b gesetzt; S p o r en und Kutikulen dient er z u w e il e n als A u sf ü llu n g sm a sse .
E n t s t e h u n g .
D i e E n ts te h u n g d e s B rand schiefers kann hinsichtlich P fl a n z e n w u c h s , Klima, Standort u s w . nicht viel anders erklärt w e r d e n als die der K oh le. D e r ein z ig e, allerdings w ic h t ig e U n ter sch ie d ist die A n w e s e n h e it offenen Wassers.
D ie d auern den Ä n d e r u n g e n der Mächtigkeit, d es Streichens u n d der Z u s a m m e n s e t z u n g d e s Brandschiefers lassen auf e in e B i ld u n g in T ü m p e ln u n d flachen Becken von m ä ß ig e r A u s d e h n u n g s c h ließ en .
N a tu r g e m ä ß h ab e n d ie z u f lie ß e n d e n G e w ä s ser nicht nur T o n te ilc h e n , s o n d e r n au ch Mikro- u n d Megasporen, H a r zk ö rn ch en , H o lz s t ü c k e , Fusit u s w . mitgeführt. Außer
d em beteilig te sich der W i n d an d e m A ufbau des Brand
schiefers, in d e m er n am e n tlic h S p o r e n u n d Fusit einwehte.
Alle T e ilc h e n sanken in der T o n t r ü b e n ieder und wurden v o n ihr eingebettet. D a ß d ie B e te ili g u n g d es Windes nich t n u r ein e V e r m u t u n g ist, b e w e is t die Gegenwart ec kiger Q u a rz k ö r n e r in vielen Schliffen, b esonders der K o h le v o n Ib b e n b ü r en , für die sie kennzeichnend
sin d (A b b. 8). ^
In der d aue rn d e n W e c h s e l f o l g e v o n Flözen und N e b e n g e s t e i n b e z e ic h n e t der Brand schiefer den Beginn ein e s W e c h s e ls , d. h. d en A n f a n g o d e r das Ende der K o h l e n b i l d u n g od er, w e n n er mitten im F lö z liegt, eine Ü b e rflu tu n g . Ein p lö tz lic h e r W e c h s e l äußert sich in einer
r
I D . U M U U C i G l ü c k a u f 9 2 5
scharfen T r e n n u n g v o n K o h le u n d Brandschiefer, ein langsamer im A n b r e n n e n beider. D a s V o r k o m m e n v o n Brandschiefer mitten im F lö z d eutet darauf hin, daß während der F l ö z b i l d u n g S tö r u n g e n d e s S e n k u n g s vorganges stattgefunden haben, d en en diese r Brand
schiefer seine E n t s te h u n g verdankt. D a die T r e n n u n g sehr scharf sein kann, m u ß der W e c h s e l oft plötzlich eingetreten sein, w i e die f o lg e n d e n Profile zeigen.
Z e c h e S c h o l v e n , F l ö z H u g o (F e ttk o h le ) 1.
H a n g e n d e r T o n sc h ie fe r cm
190 10 12
K o h le
Fester B randschiefer U n r e in e K o h le
: 5j 10 B e rge
£
* 25 K o h le
2 Fester Brand schie fer
L ieg e n d er T o n s c h ie fe r
**
Z e c h e S c h l ä g e l u n d E i s e n 5 / 6 , F l ö z B (Gask ohle).
cm H a n g e n d e s
’S' 25 K o h le
Gl 10 B e rg e
3 0 K o h le
10 W e i c h e r B randschiefer
BC 12 K o h le
;I 10 Fester B randschiefer
B t 30 K o h le
CI 8 W e i c h e r B randschiefer
är 75 K o h le
ra
i:n L i e g e n d e s
CZ Z e c h e Z w e c k e l , F l ö z 12 ( G asflam m k oh le ).
e r
« cm H a n g e n d e s : Fester T o n s c h ie fe r
v i 7 K o h le
10 W e i c h e r Brand schiefer 2 Fester B rand schiefer
W 5 K o h le
i t 15 B e rge
S5-
2i 9 Brand schiefer
24 K o h le
Ü 8 W e i c h e r Brand schie fer
«S
€
3 Fester B r an d sc h ie fe r 59 K o h le (Un terb ank )
- L i e g e n d e s : T o n s c h ie fe r
Daraus g e h t ein w a n d fre i hervor, daß das A b sin k en d es Troggrundes nicht g le i c h m ä ß i g erfolgt ist. S äm tliche P r o file, vor allem das letzte, lassen e in e n d auern den W e c h s e l von Bergen, B randschiefer u n d K o h le er kenn en . S obald ein G e m e ngteil, sei es H o l z , H o l z k o h l e o d er Spore, in das W asser fiel, sank er, v o n T o n t r ü b e um h üllt, zu Boden u n d w u r d e im S c h la m m eingebettet. A uf diese Weise konn ten d ie fein sten u n d zartesten G e b i ld e bis heute erhalten b leib e n . Im B r a n d schiefer find et man daher die G e m e n g t e i l e in einer u r s p r ü n g l i c h e m
1 Die Linien bedeuten ein e sch arf e Tren n u n g.
F o r m als in der K oh le, w o sie ein e stärkere V er ä n d e
r u n g erfahren h ab e n . A m b esten s in d d ie e in z eln en Bestandteile im faserigen, nich t g a n z s o g u t im m ik r o streifigen B randschiefer erhalten. Je nach der V e r d ü n n u n g der das Beck en fü llen d e n T o n t r ü b e entstand die eine od e r andere Art, u n d z w a r die m ikrostreifige in ein e m d ü n n f lü s s ig e m , die faserige in e in e m d ic k flü s s ig e m S ch lam m .
D ie U n t e r s c h i e d e im G e f ü g e d es m i k r o s t r e i f i g e n u n d de s f a s e r i g e n Brandschie fers sind also p r i m ä r . Sie h aben ihre U rsa c h e in der ver
sc h ie d e n e n D ick e d es S ch la m m es .
Sehr auffallend ist die A u f f a s e r u n g d e s F u s i t s u n d teilw e ise au ch d es Vitrits, für deren E n tste h u n g m ec h a n isch e, c h e m is c h e o d e r b i o l o g i s c h e U rsa c h e n in Betracht k o m m e n k ö n n en . Eine m e c h a n isc h e Z erfase ru n g der e i n g e s c h w e m m t e n T e ilc h e n in fo l g e d es bei der B e fö r d e r u n g im W a sse r u n v e r m e id lic h e n R e ib e n s u n d S c h e u e r n s am U n t e r g r ü n d e s o w i e der T e ilc h e n unter
einan der ist an sich denkbar, je d o c h w e is e n die A u f f aser u n gen w e n ig e r auf e in e s o lc h e B e a n s p r u c h u n g hin, die sich in e i n e m A b r u n d e n u n d A b sc h le ife n der Stücke z e ig e n w ü r d e . H in sic h tlich der B eurteilu n g d es c h e m i
s c h e n U r s p r u n g s besteht w e g e n der umstrittenen En t
s t e h u n g d es Fusits e in e g e w i s s e U n sich er h e it. N im m t m an an, daß die s o b eze ic h n eten G e fü g eb esta n d teile tat
sä chlich frühere H o l z k o h l e darstellen u n d nich t nur deren E r s c h e i n u n g s f o r m e n g le ic h e n , s o erscheint eine c h e m is c h e Z e rse tzu n g als a u s g e s c h l o s s e n . H o l z k o h l e ist g e g e n ü b e r c h e m is c h e n E in flü ssen sehr w id erstan dsfäh ig, u n d der F usit w ir d v o n d en in der N atu r v o r h a n d e n e n s c h w a c h e n L ö s u n g e n kaum an gegriffen w o r d e n sein.
W ah r sc h e in lic h sin d g e n a u w i e die B i e g u n g e n d es Fusits au ch s e in e Zerfaseru ng u n d die d e s Vitrits v o r d e r E i n b e t t u n g e r f o l g t D a s H o l z , au s d em der Fusit h e r v o r g in g , m u ß bereits au fgelock ert g e w e s e n sein, b e v o r e s verkohlte. Ü b e r die U r sa c h e der A u ffa s er u n g la ssen sich nur V e r m u tu n g e n a u ssprechen. Man kann z. B. an ein e u n v o ll s tä n d i g e V e r k o h lu n g d es H o l z e s u n d dabei en tstan denen H a lb fu sit d en ken, der w e ic h e r war u n d n o c h H o l z enthielt, das bei w eiterer Z e r se t z u n g entfernt w u r d e . Ü b e r g ä n g e z w i s c h e n Fusit u n d Vitrit ( »H alb fu sit« S t u t z e r s , »F u s ito id « S t a c h s ) , w i e sie in än dern K oh le n h äufiger b e o b a c h te t w o r d e n sin d, k o n n te n aber in d en Brandsc hiefern nich t festgestellt w e r d e n , s o daß diese A n n a h m e der B e g r ü n d u n g entbehrt. M e in e s Erachtens lassen sich d ie oft b eo b a ch te te n zerfressenen U m r is s e d es Fusits u n d Vitrits am b esten durch Zer
s e tz u n g s v o r g ä n g e b i o c h e m i s c h e r Art d euten, d ie das H o l z g e f ü g e w e i t g e h e n d a u fgelock ert h ab e n . Bakterien u n d h o lzz er stö r en d e Pilze, v o n d e n e n die als Sklerotien b e z e ic h n e te n D a u e r f o r m e n im Brand schie fer b e s o n d e r s s c h ö n u n d zahlreich erhalten sind, m ö g e n dabei m it
g ew ir k t haben.
D e r Erklärung bedarf ferner der u n g e w ö h n l i c h h o h e G e h a lt d es faserigen B rand schiefers an Fusit, d en s c h e i n bar alle A n schliffe b estätigen . Für d ie Ib b e n b ü r en er K o h le hat B o d e ihn n a c h g e w i e s e n 1. G l e i c h w o h l g la u b e ich nicht, daß sich der Fusit im Brand schie fer angereic hert hat. A u f G r u n d der vielen B e o b a c h t u n g e n kann m an sa g e n , daß dann, w e n n die K o h le viel F usit enthält, au ch der z u g e h ö r i g e B r a n d s c h i e f e r f u s i t r e i c h ist, u n d u m ge k e h r t. D a s s e l b e gilt für die S p o r e n . Im A n schliff h eb t sich au ch das kleinste Fusitflitterchen g e g e n d en d u n klen H in te r g r u n d d e s T o n e s w ir k u n g s v o l l ab u n d tritt d eu tlich in E rsch ein u n g. D a d u r c h kann d e m
1 Zur P etro g ra p h ie der M a g erk o h le n , K ohle Erz 1927, Sp. 794.
A n s c h e in nach der Brandschiefer m eh r Fusit führen als die z u g e h ö r i g e K oh le, w ä h r en d in W irklichkeit kein U n te r sc h ie d besteht.
C h e m i s c h e U n t er su c h u n g en . M i n e r a l s u b s t a n z .
D ie Z u s a m m e n s e t z u n g einiger w estfälischer Brand
schiefer g eh t au s der Zahlentafel 1 hervor.
Z a h l e n t a f e l 1. Analysen v o n B r a n d sc h ie fe r n 1.
W i e bereits erwähnt, kann der Gehalt an Mineral
su bstanz im Brandschiefer stark w e c h s e ln . In viel
facher H i n sic h t ist es aber z w e c k m ä ß ig , ein e G r e n z e z w i s c h e n K o h l e u n d B r a n d s c h i e f e r festzulegen.
N a c h d en B e o b a c h t u n g e n bei der P rob en ahm e, bei der g a n z g e f ü h ls m ä ß ig Brand schiefer v o n K oh le getrennt w urde, u n d nach d en m ik r o s k o p is c h e n P rü fu n g en würde ich die G r e n z e z w is c h e n 3 0 u n d 4 0 ° /o , m eh r nach 3 0 hin,
Art des B r a n d s c h ie fe r s
Asche
°/o
Fl. B e st a n d te il e
°/o
Kiesel
sä ur e
%
Eis e n oxy d
%
T o n e r d e
%
Kalk
°/o
M a g n e s i a
%
S c h w e f e l sä ur e
°/0
Alkalien
% Zec he Scholven, Flöz H u g o ( F e tt k o h le )
F l a s e r i g ... 47,54 12,92 48,07 4,99 42,86 2,10 0,14 0,26 1,58
V e r k i e s e l t ... 59,98 9,02 75,40 3,19 16,96 2,10 0,14 0,24 1,97
F l a s e r i g ... 48,62 12,84 49,01 6,79 41,66 1,40 0,10 0,17 0,87
Zech e W il hel mi ne Viktoria, Flöz J ( G a s f la m m k o h le )
R u s c h e l i g ... 72,20 16,09 52,00 11,16 34,48 1,10
S t r e i f i g ... 54,74 21,35 57,00 10,60 31,52 0,64
R u s c h e l i g ... 72,24 15,83 49,70 7,01 42,14 1,05
R u s c h e l i g ... 60,00 19,27 55,00 8,63 34,71 1,37
Die Analysen sind in den Laboratorien der Zechen du rchgeführt worden.
le g e n u n d aschenärmere G e m i s c h e als unreine K ohle b eze ic h n en . D ie s stim m t auch mit d en praktischen Er
fahrun gen überein, den n nach H a a r m a n n 1 brennt K o h le nur bis zu 4 0 % A sch en geh alt v o n selbst, dar
über h in au s m u ß F re m d k oh le z u g e fü g t w erden. Selbst bei G r u b e n mit bekannt aschenreicher K oh le • ist man in der F ö r d e r u n g selten über 3 0 % h in a u s g e g a n g e n , w ie au s d en n a ch ste h e n d en B eispielen hervorgeht.
H ö c h s t e r A s c h e n g e h a lt
% D ö h le n e r Becken (harte Schieferkohle) 3 0 Arsa (Italien), F ö r d e r k o h l e ... 18 Tula bei M osk au (USSR.), Förd er k oh le 2 0 — 3 0 T scheljabinsk (USSR.), S tückkohle . ■ 2 6 D e m n a c h em p fiehlt e s sich, als K o h le nur s o lc h e G e m i s c h e zu b eze ic h n en , die w e n ig e r als 3 0 % A sch e au fw eisen , aschenreichere d a g e g e n zu d en Brandschiefern zu rechnen.
N ach o b e n ein e G r en ze festzusetzen, besteht kein Bedürfnis. H ier g e n ü g e n die p etrogr ap h isch en K e n n ze ic h e n zur B e stim m u n g ; s o kann z. B. ein b itu m in ö se r Schiefer mit 8 0 % A sc h e natürlich nicht als Brand
schiefer b ez e ic h n e t w erden.
F l ü c h t i g e B e s t a n d t e i l e .
V o n jeher ist b eim Brandschiefer der h o h e Gehalt an flü c h tige n Bestandteilen aufgefallen. A uf R o h k o h le b e z o g e n enthält er w e n i g Gas, auf »R ein k ohle« d a g e g e n sehr viel. D ie v o n e in ig e n Petrogr ap h en bis v o r kurzem vertretene A uffassu n g, daß der Brandschiefer eine n mit B itu m en durchtränkten Schiefer darstelle, hat auch in der C h e m i e E i n g a n g g efu n d en . N ach M u c k 2 soll der h o h e G a sg e h a lt v o n d em Bitu m en herrühren. H i n r i e h - s e n u n d T a c z a k 3 haben in der N eu a u fla g e ihres W erkes seine M e in u n g ü b e r n o m m e n , in dem sie sa gen:
»die ob en b e s p r o c h e n e T a t s a c h e ...m ö c h te sich aus der u n g e z w u n g e n e n A n n a h m e erklären, daß die um -
1 U nte rsu chungen üb er die B em essun g de s A sch eng eh a ltes der Koks
kohle und über die Wirtschaftlichkeit der V erteu eru n g von W a sch b e rg e n ode r von Mittelprodukt, G lück auf 1925, S. 149.
2 M u c k : Die C hem ie der S tein koh le, 1891.
3 H i n r i c h s e n und T a c z a k : Die C hem ie der Kohle, 1916.
h ü llen d e n M ineralb estan dteile die Z e rse tzu n g b zw . Ent
g a s u n g , w e lc h e die M uttersubstanz der K oh len erfahren hat u n d die K oh le n selbst ja n o c h fortwäh rend erfahren, m eh r o d er m in d er a u fgehalten hat«. K ü h l w e i n 1 ist der Ansicht, daß sich die am E n t w e ic h e n verhinderten Gase in
f o lg e v o n P o ly m e r isa t io n s - u n d K o n d e n sation svorgän gen als h o c h m o le k u la r e K o h le n w a sse r st o ff e im Brandschiefer n ie d e r g e sc h la g e n hätten u n d s o d en h o h e n Gasgehalt b ed in g ten . S t u t z e r 2 zieht zur Erklärung d en d i s p o n i b e l W asserstoff heran, der die V e r flü c h t ig u n g v on mehr K o h le n sto ff e r m ö g lic h t h aben soll.
In d en v o r s te h e n d e n A b sc h n itte n ist nachgew iesen w o r d e n , daß die A n n a h m e einer Durch tränk un g des Brandschiefers mit B itu m en nich t b e g r ü n d e t ist. Zu der Erklärung mit H ilfe d e s d i s p o n ib e ln W asserstoffes sei bemerkt, daß dieser W e r t an sich s c h o n zweifelhaft ist, w eil er rein rech nerisch g e w o n n e n wird. H i n r i c h s e n u n d T a c z a k , deren A n s c h a u u n g S t u t z e r anscheinend teilt, stützen sich auf die E r g e b n is s e v o n w e n ig e n Brand
sc hieferanalysen (Zahlentafel 2), die jed o ch g r o ß e G e g e n sätze a u fw eisen .
Z a h l e n t a f e l 2. A n a ly sen nach H in r ich sen u n d Taczak1.
P r o b e Asche
%
Disp oni bl er H auf 1000 Teile C M a t t k o h l e ... 4,340 42,75
B r a n d s c h ie fe r . . . . 94,986 55,95
B r a n d s c h ie fe r . . . . 41,345 50,81
Ken ne lko hle , o b e r e . 5,977 60,65
Ken ne lko hle , u n t e r e . 6,402 55,51
B a ck e nd e O a s k o h l e . 5,352 57,39
B a c k k o h l e ... 1,119 53,62
1 a. a. O. S. 510.
A u s d ieser Z u s a m m e n s t e l lu n g g e h t hervor, daß der d is p o n ib le W a sse rsto ff nicht d en G a sr eich tu m des Brand
sc hiefers zu erklären v e r m a g u n d für ihn nicht kenn
z e ic h n e n d ist, da er au ch bei K o h le n einen hohen H u nd er tsatz a u s m a c h e n kann. D e r N a c h w e i s des Ur
s p r u n g e s d es G a s e s ist s c h w e r zu erbringen, weil ein e R eih e Faktoren berü ck sichtigt w e r d e n m üssen, die
1 H o c k und K ü h l w e i n : G e fü g e z u s a m m e n s e tz u n g , Inkohlung und Verkokbar ke it der Steinko hle, G lück auf 1930, S. 389.
* S t u t z e r : Die w ic h tigste n Lag erstätten der Nichterze, Teil II, Kohle, 1923.
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1 D. U M U ü t l Y'yui. G l ü c k a u f 927
von Fall zu Fall v er sc h ie d e n b eteiligt sind, ln Frage kommen 1. das Verhältnis v o n Vitrit, D urit u n d Fusit, 2. der Inkoh lun gsgrad, 3. g e n e t is c h e V e r s c h ie d e n h eiten , 4. Menge und 5. Z u s a m m e n s e t z u n g der Mineralsubstanz.
Bekanntlich ist der D urit g e w ö h n l i c h der gasreichste, der Fusit der gasärmste G e fü g e b e sta n d te il. Bei a s c h e n armen Kohlen k o m m t d e m Verhältn isse der drei B estan d teile die H a u p t b e d e u tu n g zu. D er In k o h lu n g sg r a d o d er die sekundäre V e r sc h ie d e n h e it kann — w i e das Ibben- bürener V o r k o m m e n z e ig t — gleich altrige K oh le n v ö ll ig verschieden gestalten. D ie g e n e t is c h e n U n ter sch ie d e hängen mit der w e c h s e ln d e n B i ld u n g s w e is e , z. B. auf Sätteln od er in M u ld en , z u s a m m e n 1.
Selbstverständlich spielt die M e n g e u n d au ch die Z usam m ensetzung der a n o r g a n isc h e n G e m e n g t e i le eine große, bei Brand schiefer ü berh au p t die g r ö ß te Rolle.
Man sieht, w ie sich die m in eralisch en Bestandteile b eim Veraschen u m w a n d e l n , w i e b e s o n d e r s H y d ra tw a sser u n d Kohlensäure a b g e g e b e n w e r d e n ( C a C 0 3 verliert b eim Glühen 4 4 % C 0 2). D i e a n o r g a n is c h e n Bestandteile geben unter U m s t ä n d e n , auf R e in k o h le b e z o g e n , g a n z erhebliche M e n g e n G a s ab, n am e n tlic h b ei einer u n s a c h gemäß d urch gefüh rten A n alyse stark karbonathaltigen Brandschiefers (Zahlentafel 3). D e r G a sg e h a lt kann also sogar mit w a c h s e n d e m A s c h e n g e h a lt steig en.
Der auf R ein k o h le b e z o g e n e G a sg e h a lt d es Brand
schiefers h ä n g t z w a r v o n d en e i n z e ln e n K o h l e n g e f ü g e bestandteilen u n d deren M e n g e n v e r h ä lt n is s o w i e v o n der In koh lun g ab, kann aber v o n M e n g e u n d Art seiner a n o r g a n i s c h e n B e s t a n d t e i l e s t a r k b e e i n f l u ß t werden.
Z a h l e n t a f e l 3. G e h a lt an A s c h e u n d flü c h tige n B estan d teilen e in ig er B randschiefer u n d Fettkohlen
der Z e c h e A u g u s t e Victoria.
Flöz P r o b e Asche
%
Fl. B esta n d
te il e, bez. auf Rohkohle
%
Fl. B esta nd
teile, bez. auf Reinkohle
% Blücher . . . U n r e i n e Kohle 14,00 21,18 24,60
Blücher . . . n n 21,00 22,38 28,30
Sonnenschein B r a n d s c h i e f e r 30,00 16,44 23,10
Hugo 1 . . . n 37,24 19,02 30,30
Johann . . . v 56,16 13,84 31,50
Hugo 1 . . . n 62,76 17,94 48,20
Hugo 1 . . . n 76,80 11,60 34,90
Sonnenschein V 88,08 8,82 74,10
V e r k o k b a r k e i t .
Bei der V e r k o k u n g d es B rand sc h ie fe rs übt die Mineral
substanz einen g r o ß e n E in flu ß aus. N a tu r g e m ä ß kann ein Brandschiefer mit 3 0 , 4 0 , 5 0 u n d n o c h m eh r H u n d e r t teilen Asche nur e in e n g a n z s c h le ch te n K u ch en liefern.
Die Form d es K o k s k u c h e n s braucht sich ab er mit z u n ehm endem A s c h e n g e h a lt e nicht z w a n g s lä u fi g zu ver
schlechtern, da sie n o c h än dern E in flü sse n (I n k o h l u n g s grad, Bitu m en u sw .) unterliegt.
Der bei der K o k s p r o b e d e s Brandschie fers anfallende Rückstand neigt, äh n lich w i e der d es Durits, zu einer flachen Form , die sich z w a n g l o s a u s d em p assiv en V er
halten der M ineralsub stan z b e im V e r k o k u n g s v o r g a n g er
1 S t a c h : Mattkohlenge halt und In koh lun gsgrad d e r R uhrkohle nflöze, Glückauf 1930, S. 1465.
klären läßt. D i e d en K u c h e n au fb lä h e n d en G a s e k ö n n e n die s c h w e r e , m it trägen M ineralteilchen v e r m e n g te Masse nur w e n i g auflockern. Je nach der v o r l ie g e n d e n K ohle u n d M ineralsub stan z ist der K u ch en dicht od e r sandig , w e n n er viel A s c h e enthält u n d die K o h le d es F lö z e s w e n i g bläht. Im ändern Falle hat er das Bestreben, die m in e ralisch en T e ile am R an d e o d e r in der Mitte a u s z u sc h e id e n , w o sie ein e n sc h w a r z e n S aum o d e r Kern b ild en . Bei lo c k e rm K u ch en ver ein igt sic h die g e s c h m o l z e n e K o h le n m a s s e zu silbergrauen Perlen.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
D ie m ik r o s k o p is c h e u n d c h e m is c h e U n t e r s u c h u n g v o n m e h r als 2 0 0 B rand schieferp rob en d e s Ruhrbezirks hat ein a u fsc h lu ß re ich es Bild ü b e r den A u fb a u u n d die Eigen sch aften d es Brandschie fers geliefert. Im H a n d stück lassen sich z w e i Abarten u ntersch eid en , näm lich
1. e in e streifige, mitunter au ch faserige u n d 2. ein e ru schelige. D i e z w e ite entspricht im A u fb a u v ö l l i g der ersten, nur ist sie i n f o l g e tek ton ischer B e a n s p r u c h u n g v o n vielen R utschflä chen d urchsetzt u n d stark geq u etsch t.
U n ter d em M ik r o sk o p kann m an d en m ikrostreifigen u n d d en faserig en Brandschiefer u ntersch eid en . Ihre A b w e i c h u n g e n s in d primär. D er erste z e ic h n et sich durch v o l l k o m m e n e S c h ic h tu n g aus, der zw e ite durch r e g e l lo s e A n o r d n u n g der G e m e n g t e i le u n d h o h e B e t e ilig u n g allerfeinsten Fusits.
D e r Brand schiefer ist w a h r sc h e in lic h in kleinen, d icht n e b e n e in a n d e r li e g e n d e n B e ck en entstanden, die v o n Zeit zu Zeit i n f o l g e starker N ie d e r s c h lä g e ü b e r flutet w u r d e n . D i e G e fü g e b e st a n d te ile sin d im B r an d schiefer in d e m s e lb e n V erhältnisse w i e in der K o h le d es g le ic h e n F lö z e s enthalten. E ine A u s n a h m e bildet der stets reichlich v o r h a n d e n e u n d g le ic h z e it ig ab gese tz te T o n , der z w i s c h e n Vitrit, z w i s c h e n (seltener im) F usit u n d im Durit auftritt. D e r Vitrit ist auch im B r an d schiefer s o g u t w i e frei v o n a n o r g a n isc h e n Stoffen.
A b g e s e h e n v o n Infiltrationen im Fusit ist der Durit fast allein der Träger der V e r u n r e in i g u n g e n . A u fb e re i
tun gsver fah re n m ü s s e n sic h d e m n a c h auf d ie a u s s c h lie ß lich e G e w i n n u n g d es Vitrits richten.
H e r v o r z u h e b e n ist der g a n z a u s g e z e ic h n e t e E r
h altu n g s zu sta n d der Pflanzenreste, n a m entlich der M e g a s p o re n im T o n d es Brandschiefers. Bei keiner K o h l e n art, a u c h n icht bei d en stark in k oh lten , w ar ein U n t e r sc h ie d h in sich tlich M e n g e u n d A u s b i l d u n g der M e g a s p o r e n d es Brand schiefers u n d der z u g e h ö r i g e n K o h le festzustellen. A ls b e s o n d e r s w er tv o ll ersc h e in t d ie a u s g e z e i c h n e te E r h altu n g für die U n t e r s u c h u n g der M a g e r k o h le n u n d Anthrazite, die man k ün ftig mit der d es z u g e h ö r i g e n Brand schiefers v erbind en m u ß . D a der B randschiefer ein A b k ö m m l i n g der mit ih m in d e m se lb e n F lö z e v o r k o m m e n d e n K o h le ist, m ü s s e n se in e E ig en sch a ften au f d e n e n dieser K o h le u n d der b e i g e m e n g t e n M in e ralsu b stan z b eru h en .
U n ter Brand schiefer s in d w e c h s e l n d e G e m i s c h e v o n K o h le u n d g le ic h z e it ig a b g esetzter M ineralsub stan z o b e r halb einer b e st im m t e n G r e n z e d es A s c h e n g e h a lt s z u v er
stehen, die man z w e c k m ä ß i g bei 3 0 % an n im m t. B r a n d schiefer kann d e m n a c h bei allen K o h lenarten Vorkommen.
