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DAS DONETS BECKEN (UKRAINE): KOHLENGEOLOGIE, TEKTONIK, THERMISCHE GESCHICHTE

R.F. Sachsenhofer, V.A. Privalov, A. Izart, J. Kortensky, E.A. Panova, T. Rainer, A. Sotirov, C. Spigel, M.V. Zhykalyak

Das ca. 60 000 km² große Donets Becken ist eines der bedeutendsten paläozoischen Kohlenbecken der Erde. Es beinhaltet mehr als 130 bauwürdige Kohleflöze. Größte Schwierigkeiten bereitet dem Bergbau der hohe Methangehalt der meisten Flöze. Dies und die schwierige ökonomische Situation, macht den Bergbau im Donets Becken zu einem der gefährlichsten in der Welt; gleichzeitig stellt das Methan ein großes Rohstoffpotential dar.

Die Schichtfolge umfasst bis 750 m mächtige devonische Syn-rift Sedimente und mehr als 20 km mächtige Post-rift Sedimente des Karbons. Zahlreiche Fragen hinsichtlich der Beckenentwicklung sind noch ungeklärt. Diese Fragen umfassen unter anderem den Grund für die übermäßig mächtige Post-rift Sequenz, das Ausmaß permischer Hebung, die Bedeutung von Salztektonik und das Alter der Beckeninversion (Perm vs Kreide). Weiters ist Ausmaß und Alter permischer bis jurassischer magmatischer Ereignisse umstritten.

In diesem Umfeld wird (u.a. im Rahmen des GeoRift Programmes der ESF) die Genese der bedeutendsten Kohleflöze studiert, die thermische Geschichte des Beckens rekonstruiert und die Hebungsgeschichte untersucht.

Kohleflöze: Die Bildungsbedingungen der Kohleflöze des Serpukhovian (Namur) unterschieden sich deutlich von jenen des Moskovian (Westfal). Die älteren Kohlen sind ärmer an Vitrinit. Die Unterschiede sind möglicherweise klimatisch bedingt. In den Kohlen des Moskovian sind Tufflagen häufig. In mehreren Flözen tritt authigener Quarz auf. Der Gehalt an toxischen Elementen (z.B. As) ist teils extrem hoch. Erosion von Flözteilen durch Verlagerung von Flusssystemen spielt in vielen Flözen eine große Rolle. Der Schwefelgehalt der Kohlen schwankt regional und ist von der sequenzstratigraphischen Position der Flöze abhängig. In laufenden Untersuchungen wird versucht die Eigenschaften der Flöze mit ihrer Gasführung zu korrelieren.

Thermische Geschichte: Die Wärmeflüsse während der maximalen permischen Versenkung waren in der Größenordnung von 40 bis 75 mW/m². Die dabei entstehende Inkohlung wurde durch thermische Ereignisse, die wahrscheinlich durch (spät-permische?) magmatische Intrusionen bedingt sind, in verschiedenen Bereichen überprägt. Erste Apatit-Spaltspurenalter (Mitteltrias) scheinen das Alter der postulierten magmatische Aktivität zu bestätigen. Falls die weiteren Untesuchungen das Alter der letzten Aufheizung (und damit Gasbildung) bestätigen werden, wird das Gaspotential des Beckens neu zu bewerten sein.

Hebungsgeschichte: Im westlichen Donets Becken (Krasnoarmeisk Monoklinale) wurden während des Perms 2 bis 3 km mächtige Sedimente erodiert. Östlich einer großen Störungszone (Donetsk-Kadievka Störungszone) nimmt der Erosionsbetrag sprunghaft auf 4 bis 5 km zu. Zur Zeit wird überprüft, ob die genannten Spaltspurenalter mit einer kretazischen Beckeninversion (Faltung) vereinbar sind.