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Angewandte Geologie (Subject) / Vorlesung 5 (Lesson)
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- Nennen Sie drei Industrieminerale und ihre Verwendung. Granat-Boudinage (Edelstein) - Nutzung als EdelsteinHornblende --> Nutzung für Porzellan-/Keramikindustrie (Glasuren und Haltbarkeit der Tonprodukt)Quarz(sand) --> Füllmaterial und für die Produktion von Silizium (für Photovoltaik)
- Wie sind die Kiesvorkommen von Erfurt und Umgebung entstanden? Die Kieslagerstätten verdanken ihre Entstehung den Geschehnissen während des Pleistozäns. Während der Eiszeiten hatten sich mehrfach enorme Eismassen von Skandinavien nach Süden vorgeschoben. Einer dieser Eisvorstöße erreichte sogar den Raum von Erfurt (Elsterglazial). Südlich der Eisfront herrschte "sibirisches" Klima, das eine intensive Verwitterung der Gesteine bewirkte.An den Talhängen des Thüringer Waldes entstanden gewaltige Mengen von Gesteinsschutt. Zu Beginn jeder Kaltzeit fielen in unserem Raum starke Niederschläge in Form von Regen. Sie lösten starke Erosionsprozesse und Transportströme von verwittertem Gestein aus. So transportierte auch der Fluß Gera große Mengen an Gesteinsschutt stromabwärts. Bei seiner Reise im Fluss wurde dieser ursprünglich scharfkantige Schutt zerkleinert, zerrieben und gerundet. Felsbrocken verwandelten sich in Kiesgerölle und feinen Sand, die bei nachlassender Strömung in den Talniederungen in Form von Kies- und Sandbänken im Flussbett wieder abgesetzt wurden. Nach und nach wuchsen diese Bänke zu einer breiten und immer dicker werdenden Schotterfläche zusammen, die sich heute als Niederterrasse an der Gera entlang zieht. Die Mächtigkeit der abbauwürdigen Kiessande bewegt sich dabei zwischen fünf und 15 Metern.Die Niederterrasse teilt sich im nördlichen Teil der Stadt Erfurt in einen östlichen und in einen westlichen Strang: - fossiles Geratal (Stotternheimer Talzug) - rezentes Geratal (Elxleben-Kühnhäuser Talzug).
- An welcher Stelle steht die Sand/Kies-Produktion hinsichtlich ihrer Menge und hinsichtlich ihres Wertes? Menge an 1. Stelle mit > 9000000 * 1000t / Platz 4 mit 945000 Mio. DM (Stand 1996)
- Die Kiesreserven gehen in Deutschland aufgrund unterschiedlicher Ansprüche und Nutzungskonkurrenz zurück. Beschreiben Sie die Gründe hierfür. Beginnt man im 19 Jh. mit der Betrachtung (Siehe Skizze) Nutzungskonflikt:o Grundwasserschutzo Landwirtschafto Verkehrswegeo Baugebieteo Wald Betonzuschlagstoff (besteht zu 80% aus Kies und Sand) und Frostschutzkies sind die Haupteinsatzbereiche- Straßenbau, Pflastersteine , Gehwegplatten, Mauersteine..- Verwendung von Filterkies für Wasserreinigungsfilter- wird viel benötigt und großer Einsatzbereich, dementsprechend werden Reserven weniger
- Was verstehen Sie unter Begleitrohstoff? Nennen Sie ein Beispiel. Rohstoff, der in einem Rohstoff (Sand) zusätzlich enthalten ist Bernstein
- Stellen Sie die Situation der Steinen und Erden Lagerstätten in Thüringen dar. Gips und Anhydritstein: südl. vom Harz, Bereich Sonneberg Kiessand: Thüringer Becken, Altenburger Land, südl. vom HarzKalkstein und Dolomit: an den Rändern des Thüringer Beckens, Triasgebiet, südl. Schiefergebirge, südwestl. vom Thüringer Wald, Eichsfeld, Windleite Grauwacke: südöstl. vom Holzland, Orlasenke Rhyolith und Andesit: in Teilen des Thüringer Waldes Diabas und Dolerit: unterhalb der orlasenke in südöstl Richtung Basalt: Vordere Röhn Granit und Gneis: Harz, Thüringer Wald
- Was verstehen Sie unter Travertin, wie entsteht er und für was wird er verwendet? Form des porösen Kalksteins, Mikroporosität und hohe Stabilität Wässer mit aufgenommenen CO2 versickern im Kalkgestein, durch das CO2 löst sich das Kalkgestein (chemische Auffällung). Entlang von Flüssen und tektonischen Störungen muss das Wasser durch den hydroststisch Druck aufsteigen. Dabei kommt es unter anderm zur Enstehung von Quellschüsseln, den sogenannten Kaskaden und Sekundärversinterung. Das Wasser erwärmt sich wodurch das CO2 entweichen kann und der Kalk schließlich als Travertin ausfallen kann. Durch P flanzenbewuchs wird dieser Vorgang verstärkt, da P flanzen für die Photosynthese CO2 benötigen, das heißt, dass der Travertin auch biogen gebildet werden kann. Nutzen: eignet sich zum Schleifen, Polieren, als Baustein, Dekoration
- Was verstehen Sie unter Subrosion? unterirdische Abtragung von Gesteinen durch Wasserzufluss (Grund- oder Sickerwasser), was zur Bildung von Hohlräumen an der Erdoberfläche führt (Subrosionssenken). Subrosion kann chemisch (Auslaugung, Verkarstung) oder mechanisch (Suffosion) erfolgen
- Benennen Sie die Salzabscheidungsfolge. CaCO3 - Karbonatphase (Kalkstein/Dolomit)CaSO4 - (Anhydrit/Gips)NaCl- Phase (Halide)KCl - Kalisalz (Bittersalze, Abraum- oder Edelsalze)Die typische Ausscheidungsfolge beginnt immer in der Reihenfolge der zunehmenden Löslichkeit (mit einem schwerlöslichen Salz).Karbonate (Kalksteine und Dolomite) – Sulfate (Gips und Anhydrit) – Halide (Halitit) – Kali Magnesiumsalze (Bittersalze, Abraum- oder Edelsalze)
- Wie treten die Zechstein-Salinarlagerstätten in Norddeutschland auf? Welche Auswirkung hat das Auftreten für die Rückfüllung des Bergematerials? SalzdomeRückfüllung bei steiler Lageà keine HaldenVeritzt und Unverritzt
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- Was sind Kavernen-Speicher? Künstlich erzeugte Hohlräume in Salzstöcken, diese werden durch Bohren und Gewinnung von Sole geschaffen. Sie sind zylinderförmig, können Durchmesser bis zu 100 m und Höhen zwischen 50 und 500 m haben und liegen Hunderte von Metern unter der Erdoberfläche, in Deutschland zum Teil in Tiefen bis zu 2.500 m.Die petrophysikalischen Eigenschaften von Salz garantieren die natürliche Dichtheit der Steinsalzkavernen und machen eine zusätzliche Auskleidung, wie bei bergmännisch geschaffenen Felskavernen, unnötig.Die Kavernen können mit Erdgas, Erdöl, Erdölprodukten, Druckluft oder anderen Gasen wie beispielsweise Wasserstoff befüllt werden.
- Welche Bedeutung (positive und negative) hat das Zechstein-Salinar für Thüringen? Halitlagerstätten (pos.)Erdfälle (neg.)Salze und Gipsablagerungen - Rohstoffe, wirtschaftl. Bedeutung v. Salzlagerstätten (pos.)Arbeitsplätze(pos.)
- Wofür werden vulkanische Lockergesteine benötigt? Bims - Hornhautentferner durch frische Mineralkanten/ Mauerstein mit optimaler IsolationSchlackenkegel - Isolation für Kanalbau/ Beton-/MörtelzugangsstoffBasalt als Bausteinsind temperaturisolierend, leicht - Betonzusätze, Mauern
- Was passiert mit den ausgebimsten Gruben? werden wieder verfüllt (z.T. mit Kehricht (Straßenabfall von Autos - Grundwasser verschmutzt)
- Wie entstehen Schwefellagerstätten? Benennen Sie drei Möglichkeiten, eine davon konkret. Bakterielle Bildung aus Gips in Form von Salzdomen --> Salz wird ausgewaschen --> Gips bleibt übrigSalzdomstrukturen in dem sich Erdöl/-gas ansammeln kann --> in kavernösen Kalzit genügend organisches Material --> bakterielle StoffumwandlungSO42- + CH4 --> HS- + HCO3- + H2O2HS- + 0,5O2 --> 2So + H2OProduktion Schwefel aus Gips Kratersee Produziert saures Wasser --> Ausgasung im Wasserdampf Schwefelgewinnung Schwefel bei 150° und gewissen Druck in Lösung --> heißes Wasser in Salzdom/schwefelführenden Kalkstein gepumpt und Schwefel wird gelöst --> anderes Rohr mit Druckluft --> geschmolzener Ofen wird nach oben befördert Schwefelbildung aus Vulkanen
- Was verstehen Sie unter dem FRASCH-Verfahren? Dient der Gewinnung elementaren Schwefels aus tiefen Schwefellagerstätten ohne vorhergehenden bergmännischen Abbau durch die so genannte Frasch-Sonde.Dazu wird zunächst ein dickes Rohr bis in die Lagerstätte getrieben. Durch dieses Rohr führt man zwei weitere, ineinander gesteckte Rohre.Im Zwischenraum zwischen erstem, äußerem und zweitem Rohr wird überhitztes Wasser von 155 °C mit hohem Druck in die Lager gepresst. Dieses dringt am Ende durch kleine, seitliche Öffnungen in den Schwefel ein und bringt ihn zum Schmelzen. Durch das innerste Rohr wird nun heiße Pressluft gedrückt und damit der flüssige Schwefel im mittleren Rohr nach oben befördert. Der Schwefel bleibt durch das überhitzte Wasser im äußeren Mantel flüssig.Mit dieser Frasch-Sonde können unterirdische Schwefellagerstätte in bis zu 1000 m Tiefe ausgebeutet werden.Pro Frasch-Sonde werden bis zu 300 Tonnen Schwefel pro Tag gefördert. Dazu wird ca. die 10 bis 15 fache Menge an überhitztem Wasserdampf benötigt.