Die Lagerstätten nutzbarer Mineralien: Ihre Entstehung, Bewertung und Erschließung

Erster Teil Die Entstehung der Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- A. Erstarrungsgesteine und Lagerstätten des magmatischen Zyklus.- I. Die Erstarrung des Magmas in der Tiefe und die damit verbundenen Prozesse der Lagerstättenbildung..- 1. Schlierenbildung, magmatische Erzlagerstätten.- Die Form magmatischer Lagerstätten.- Gewanderte Schlieren, injizierte magmatische Lagerstätten.- Der Stoff magmatischer Lagerstätten.- 2. Kontaktmetamorphose und kontaktmetamorphe Lagerstätten.- a) Endogene Kontaktmetamorphose ohne Stoffzufuhr.- b) Endogene Kontaktmetamorphose mit Stoffzufuhr.- c) Exogene Kontaktmetamorphose ohne Stoffzufuhr.- d) Exogene Kontaktmetamorphose mit Stoffzufuhr.- 3. Das Pegmatitstadium und die Lagerstätten der Eestkristallisation.- 4. Die Pneumatolyse und die pneumatolytischen Lagerstätten.- 5. Die hydrothermalen Prozesse, hydrothermale Erzgänge, Imprägnationen und metasomatische Lagerstätten.- II Die Erstarrung des Magmas an oder nahe der Oberfläche und die damit verbundenen Prozesse der Lagerstättenbildung.- III. Überlagerung mehrerer Lagerstättenbildungsprozesse.- Sukzession.- Metallogenetische Epochen.- Metallprovinzen.- B. Die Sedimente und der sedimentäre Lagerstättenzyklus.- Die begriffliche Abgrenzung der Diagenese.- I. Mechanische Sedimente als Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- Gehängeschutt.- Sand und Schotter.- Moränen.- II Chemische Sedimente als Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- a) Ausfällung durch Verdunstung des Lö sungsmittels.- b) Ausfällung durch Verlust von Kohlensäure.- c) Ausfällung durch Oxydation.- d) Ausfällung durch Schwefelwasserstoff.- e) Ausfällung durch Bakterien.- f) Ausfällung durch Basenaustausch.- g) Ausfällung durch Adsorption.- h) Ausfällung durch Elektrolyse (Zementation).- Lö sungsrü ckstände als Lagerstätten.- a) Die Umwandlung von Gehängeschutt, von tonigen Sandsteinen und Schottern zu brauchbaren Lehmen.- b) Die Entstehung von Lagerstätten von Fjndlingsquarziten.- c) Entstehung der Kalkbauxite.- d) Silikatbauxit und Laterit.- e) Basische, eisenreiche Erstarrungsgesteine (Peridotite und Serpentine).- f) Entstehung von Kaolinlagerstätten.- g) Feuerfeste Tone.- h) Auslaugung bereits gebildeter Lagerstätten (Hutbildungen).- III. Organogene Sedimente als Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- a) Organogene Sedimente, bestehend aus den anorganischen Teilen der Organismen.- Knochenphosphate der Karsthö hlen.- b) Organogene Sedimente, gebildet aus den organischen Teilen der Lebewesen.- Erdö llagerstätten.- Kohlenlagerstätten.- C. Lagerstätten des regionalmetamorphen Zyklus.- I. Die Entstehung kristalliner Schiefer.- 1. Kristallisation durch Erwärmung.- 2. Parallelanordnung durch Preß- und Walzvorgänge.- 3. Chemische Eeaktionen im festen Zustand.- 4. Lö sungmittel.- 5. Zeit.- 6. Tiefenstufen.- II Eegionalmetamorphe Umwandlung von Lagerstätten.- 1. Graphitlagerstätten sedimentären Ursprungs.- 2. Magnetitquarzite.- 3. Eisenglimmerschiefer.- 4. Schmirgellagerstätten regional-metamorpher Entstehung.- 5. Schwefelkieslager als kristalline Schiefer.- III. Neubildung von Lagerstätten durch regionale Metamorphose.- Rü ckblick.- Anhang: Verschiedenheit der Beobachtungsweise von Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- Geochemische Betrachtung der Lagerstätten.- Metallogenetische Provinzen und metallogenetische Epochen.- Wirtschaftliche Betrachtungsweisen.- Zweiter Teil Die Bewertung von Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- A. Substanzziffer und Geologie einer Lagerstätte.- I. Die Substanzziffer (das Lagerstättenvermö gen).- 1. Allgemeine Betrachtungen.- Grö ßenordnung der Substanzziffern.- Beispiele von Grö ßenordnungen.- a) Eisenerzlagerstätten.- b) Kupfererzlagerstätten.- c) Goldlagerstätten.- 3. Substanzziffer und Betriebsgrö ße des Bergbaues.- 4. Die Eechnung von rü ckwärts.- 5. Einteilung der Substanzziffer.- a) Die sichtbare Substanz.- b) Die wahrscheinliche Substanz.- c) Die mö gliche Substanz.- Beispiele.- a) Ein kohlefü hrendes Tertiärbecken.- b) Eine Eeihe von „Magnesitlagerstätten“ im gebirgigen Gelände.- ?) Unrichtige Beurteilung.- ? Eichtige Beurteilung.- ?) Bauxitlagerstätten.- 6. Substanzzifferberechnung plattenfö rmiger Lagerstätten.- a) Monomineralische Platten.- b) Polymineralische, plattenfö rmige Lagerstätten.- 7. Substanzzifferberechnung linsenfö rmiger Lagerstätten.- a) Seichte Linsen in flacher Lage.- b) Seichte Linsen in steiler Lagerung.- c) Linsen in geneigter Lage.- d) Steilstehende Linsen in steilem Gehänge.- e) Steilstehende, tiefreichende Linsen in der Ebene.- 8. Substanzzifferberechnung stockfö rmiger Lagerstätten.- 9. Lineare Lagerstättenkö rper.- 10. Fälle, in denen eine zuverlässige Substanzzifferberechnung unmö glich ist.- Zur Probenahme.- Untersuchung der Proben.- B. Die geographische Lage einer Lagerstätte in ihrem Einfluß auf deren Bewertung.- a) Das Klima.- b) Die Lage der Lagerstätten zu anderen menschlichen Siedlungen.- c) Die Lage einer Lagerstätte zu bereits vorhandenen Verkehrswegen und die zur Verfü gung stehenden Verkehrsmittel.- C. Substanzzifferbewertung und Stand der Technik.- D. Die Bewertung von Lagerstätten in Abhängigkeit von Politik, Bevö lkerung, Markt und Kapital.- I. Das Ergebnis der Bewertung einer Lagerstätte.- a) Wertlose Objekte.- b) Wertvolle Objekte.- c) Ungeklärte Objekte.- II. Lagerstättenbewertung in Geld.- a) Wertlose Objekte.- b) WertvoUe Objekte.- c) Wertberechnung ungeklärter Objekte.- Entdeckerprämie.- Glü ckskauf.- Option..- Anhang: Die Schätzung von Bergbauen, die in Betrieb sind.- a) Abbruchwert eines Bergbaubetriebes.- b) Bilanzwert eines Bergbaubetriebes.- c) Zerlegte (aufgesplitterte) Bewertung eines Bergbauunternehmens.- d) Schätzung nach dem zu erwartenden Ertragswert.- Die Laufzeit der Eente.- Der Ertragswert..- Dritter Teil Die Erschließung von Lagerstätten nutzbarer Mineralien.- A. Schurfrö schen, Schurfgräben, Schü rfstollen und Schurfschächte.- 1. Schurfrö schen und Schurfgräben.- 2. Schü rfstollen.- 3. Schurfschächte.- B. Aufschluß durch Bohrungen..- 1. Grundlage fü r ein Aufschlußprogramm.- 2. Bohrungen als Aufschlußmethode.- 3. Handdrehbohrungen.- 4. Die Verrohrung.- 5. Craeliusbohrungen.- 6. Die Diamantkronen.- 7. Hartmetallkronen und Schrotkronen.- Spü lung.- 8. Kerngewinnung.- 9. Die Organisation der Bohrarbeit.- 10. Ansetzen von Bohrungen.- 11. Die Auswertung der Bohrergebnisse.- 12. Leistungen und Kosten bei Schü rfbohrungen.- C. Tiefbohrungen auf Erdöl.- I. Allgemeines.- II. Methoden zur Aufsuchung von Erdö llagerstätten.- 1. Kartierung.- 2. Geophysik.- 3. Strukturbohrungen.- III. Das Rotarybohrsystem.- 1. Allgemeines.- 2. Arbeitsweise des Rotarybohrverfahrens.- 3. Die Einzelteile einer Rotarybohreinrichtung.- a) Der Bohrturm.- b) Die Fö rdereinrichtung.- ?) Die Turmrolleneinrichtung.- ?) Der Flaschenzugblock.- ? )Der Sicherheitshaken.- c) Das Bohrwerkzeug.- d) Das Bohrgestänge.- e) Der Spü lkopf.- f) Der Drehtisch.- g) Das Hebewerk.- h) Die Spü lpumpen.- 4. Wahl des Antriebes und der Antriebsmaschinen.- IV. Die Spü lung.- 1. Bedeutung der Dickspü lung.- 2. Zubereitung der Spü lung.- a) Aus natü rlichem Ton.- b) Aus veredeltem Ton.- 3. Vorteile bei der Verwendung veredelter Tonsorten.- 4. Eigenschaften der Dickspü lung.- a) Spezifisches Gewicht der Spü lung.- b) Stabilität der Spü lung.- c) Tixotropie (Versteifung).- d) Viskosität.- 5. Überwachung der Dickspü lung und ihre meßtechnische Erfassung im Bohrbetrieb.- a) Allgemeines.- b) Das spezifische Gewicht.- c) Die Viskosität.- d) Versteifung und Tixotropie.- e) pH-Wert.- 6. Behandlung der Spü lung.- a) Mechanische Behandlung.- b) Entfernung von Gas aus der Spü lung.- c) Chemische Behandlung.- ?) Ä nderung des spezifischen Gewichtes.- ?) Ä nderung der Viskosität.- ?) Ä nderung der kolloidalen Eigenschaften.- ?) Verhü tung des Ausfallens von Ton.- ?) Behandlung einer durch Zement verdorbenen Spü lung.- d) Verhinderung von großen Spü lungsverlusten.- e) Durchbohren von quellenden Tonen.- f) Durchbohren von ö lhorizonten.- ?) Mit Öl.- ?) Mit Spü lung.- g) Durchbohren von Salzformationen.- V. Das Verrohren eines Bohrloches.- 1. Rohrzementationen.- 2. Durchfü hrung der Zementierung.- 3. Arten von Bohrlochzement und dessen Zusätze.- 4. Prü fung der Zementierung.- VI. Geologische Überwachung und Verwendung elektrischer Meßmethoden beim Bohren.- 1. Die Potential- und Widerstandsmessungen.- 2. Feststellung von Wasserzuflü ssen.- 3. Temperaturmessungen.- 4. Abweichungsmessungen.- 5. Stratamessungen.- 6. Perforieren.- 7. Kernschießen.- VII. Kontrolliertes Vertikalbohren.- 1. Allgemeines.- 2. Arten der Neigungsmesser.- 3. Abgelenkte Bohrlö cher.- 4. Ablenkkeile (Whipstocks).- 5. Gelenksverbinder (Knuckle-joint).- 6. Eohr- (Casing-) Whipstock.- 7. Die Wirkung eines Ablenkkeiles (Whipstockes).- 8. Unterschiedliche Behandlung beim orientierten Bohren.- 9. Ausrichten krummer Bohrlö cher.- 10. Vorbeibohren.- 11. Zielbohrungen.- VIII. Sicherheitseinrichtungen gegen Ausbrü che beim Bohren.- 1. Einsatz- (Konus-) Preventer.- 2. Schieber-Preventer.- 3. Totpumpen einer Bohrung.- 4. Folgen der Grasausbrü che.- IX. Fangarbeiten beim Bohren.- X. Überwachung und Kontrolle einer Tiefbohrung.- XI. Inproduktionssetzung einer Bohrung.- D. Geophysikalische Schü rfverfahren.- I. Zweck und Aufgabe geophysikalischer Schü rfung.- II Hauptanwendungsgebiete der angewandten Geophysik.- III. Physikalische Eigenschaften der Gesteine.- 1. Die Eaumdichte.- 2. Magnetische Suszeptibilität.- 3. Die elastischen Eigenschaften der Gesteine.- 4. Die elektrische Leitfähigkeit.- IV. Untersuchungen der natü rlichen Erdfelder.- 1. Das Schwerefeld.- a) Die Gravimetermessungen.- ?) Prinzip.- ?) Die Instrumente.- b) Die Drehwaage.- ?) Prinzip.- ?) Die Drehwaage.- c) Die Auswertung der Schweremessungen.- 2. Magnetische Methoden.- ?) Prinzip.- ?) Instrumente.- ?) Feldmessungen und deren Ergebnisse.- 3. Eadioaktivitätsmessungen.- ?) Prinzip.- ?) Die Apparatur.- ?) Die Anwendung der Eadioaktivitätsmessungen.- V. Beobachtung von kü nstlich hervorgerufenen Feldern.- 1. Die seismischen Methoden.- a) Das Grundprinzip der seismischen Messungen.- b) Die Eefraktionsmethode.- ?) Die Zeitgeschwindigkeitskurve.- ?) Fächerschießen und Laufzeitpläne fü r bestimmte Entfernungen.- ?) Apparatur fü r Eefraktionsmessungen.- ?) Ergebnisse von seismischen Eefraktionsmessungen.- c) Das Eeflexionsverfahren.- ?) Prinzip.- ?) Die Eeflexionsapparatur.- ?) Ergebnisse von seismischen Eeflexionsmessungen.- 2. Die elektrischen Methoden.- a) Methoden ohne kü nstliche Stromzufü hrung.- ?) Die Eigenpotentialmethode.- ?) Natü rliche Erdströ me.- b) Methoden mit kü nstlicher Stromzufü hrung.- ?) Elektromagnetische Methoden.- ?) Potential-oder Widerstandsmethoden.- c) Elektrische Bohrlochmessungen.- VI. Geochemisches Prospektieren.