Original paper

Zur Geochemie des Grubenwassers im Ruhrgebiet

Puchelt, Harald

Kurzfassung

Zusammenfassung Analytische Untersuchungen an 98 Grubenwässern des Ruhrgebietes führen zu dem Schluß, daß die Tiefenwässer dieses Gebietes als Porenlösungen, d. h. diagenetisch verändertes fossiles Meerwasser, angesehen werden können. Diese Deutung gestattet die zwanglose Erklärung aller beobachteten Phänomene chemischer und physikalischer Art gemäß folgendem Entwicklungsablauf: syngenetischer Einschluß von Meerwasser als Porenlösung der Sedimente; Abnahme des Magnesiumgehaltes der Porenlösung und Ansteigen des Calciumgehaltes infolge Dolomitbildung aus Kalk; Konzentrierung der Porenlösung während der Kompaktion der Sedimente durch die Ionensieb-Wirkung der Tonlagen unter gleichzeitiger Entfernung des primären Sulfates durch Bakterientätigkeit; Ansteigen der Strontium- und Bariumkonzentration entsprechend der Abnahme des Sulfatgehaltes; Verringerung des Kaliumgehaltes durch Adsorption an Tonmineralen; Ansteigen des Jodgehaltes durch Zersetzung organischer Substanz; Ansteigen des Lithiumgehaltes durch Zersetzung von Pflanzenmaterial. Der stets aufwärts gerichtete Strom der ausgepreßten Porenlösung führt einen Teil der Wärme mit sich, die sie im tieferen Bereich gehabt hat. Für die Wärmezufuhr, die in den Gruben des Ruhrgebietes durch die Wässer erfolgt, ist eine zusätzliche Beteiligung von "juvenilen" Wässern nicht notwendig.

Abstract

Analytical investigations at 98 mine waters from the Ruhr district lead to the conclusion that the deep waters of this region may be considered as pore solutions, i.e. fossil sea water. This interpretation allows the unconstrained explanation of all observed phenomena according to the following sequence of development: syngenetic enclosion of sea water as pore solutions of the sediments; decrease of magnesium concentration and increase of calcium concentration by formation of dolomite from limestone; concentration of the pore solutions under the compaction of the sediments by the sieve action of the clay layers under simultaneous removing of the primary content in sulfate by bacteria activity; increase of strontium and barium concentration according to the decrease of sulfate content; diminuation of potassium content by adsorption on clay minerals; increase of iodine concentration by disintegrating organic matter; increase of lithium concentration by disintegrating plant material. The upward stream of pore solution being expelled from its original sediment by compaction brings with it a part of the heat which it has had at the position from which it derives. No juvenile water is necessary for the explanation of the heat transfer.