Original paper

Die paläogeographisch-fazielle und tektonische Entwicklung eines Kohlenbeckens am Beispiel des Ruhrkarbons

[The palaeogeographic-facial and tectonic development of a coal basin - demonstrated by the Ruhr Carboniferous]

Teichmüller, Rolf

Kurzfassung

Das Ruhrkohlenbecken ist ein Spezialbecken innerhalb der subvariscischen Vortiefe. Die Sedimente des Namur und Westfal sind nicht auf die Vortiefe beschränkt, sondern greifen in wenig verringerter Mächtigkeit ungewöhnlich weit auf das Vorland über. Dabei fällt das überraschend großräumige Aushalten einzelner Flöze und Flözgruppen auf. Die Flöze selbst sind keine exakten Zeitmarken, denn die Kaolin-Kohlentonsteine als gute Zeitmarken setzen gelegentlich spitzwinkelig durch sie hindurch. Die Torfmoore sind also gewandert. Der Detritus kam im Oberkarbon aus dem variscischen Gebirge im Süden und vom Fennosarmatischen Schild im Nordosten. Besonders im Westfal D ist es offensichtlich, daß die Zone bester Flözentwicklung zwischen dem sandig-konglomeratischen fluviatilen Faziesbereich und dem tonig-siltigen limnischen Faziesbereich lag. Die Zone größter Absenkung verlagerte sich im jüngeren Namur und im Westfal sukzessiv vorlandwärts. Das gleiche gilt für die Faltung. Sie wanderte mit einer Geschwindigkeit von größenordnungsmäßig 12 bis 13 mm/Jahr nach NW. Ähnlich wie in der Tiefbohrung Grand-Halleux im Massiv von Stavelot weist in der Bohrung Münsterland 1 der Unterbau unter dem kräftig gefalteten Oberbau (in diesem Fall Oberkarbon) im wesentlichen nur horizontale Deformationen auf. Das gefaltete Stockwerk ist offenbar weitgehend abgeschert worden. Wie die Faltung so war auch die Inkohlung der Flöze präpermisch abgeschlossen. Maßgeblich waren dabei die Versenkungstiefe, die Versenkungsdauer und der geothermische Gradient. Aus Vergleichen mit den geothermisch gut bekannten Verhältnissen in der subalpinen Molasse und im Obeirhein-Graben ergibt sich für das Ruhrkohlenbecken ein geothemischer Gradient von etwa 7°/100 m zur Zeit des Oberkarbons. Dieser große Gradient ist neben dem Flözreichtum des oberen Westfal A die wichtigste Ursache für den Fettkohlenreichtum des Ruhrkohlenbeckens.

Abstract

The coal basin of the Ruhr represents a special basin within the Subvariscan Foredeep. The Sediments of the Namurian and the Westphalian are not restricted to the foredeep but extend extremely far to the foreland with an only little diminished thickness. Thereby the surprisingly wide lateral extension of single seams and groups of seams is striking. The seams themselves are no real time-markers, because in some cases a layer of kaolinite-coal-tonstein (which is a good time marker) crosses a seam at an acute angle. This shows that the Carboniferous swamps have wandered. During the Upper Carboniferous the detritus came from the Variscan Mountains in the south and from the Fennosarmatic Shield in the northeast. - Especially in the Westphalian D it is obvious that the zone of maximum seam development was situated between the fluvial deposits with sands and conglomerates and the limnic Sediments with clays and silts. During the Upper Namurian and the Westphalian the zone of maximum subsidence successively moved towards the foreland. The same is valid for the folding which wandered with a velocity of an order of magnitude of 12-13 mm per year towards the northwest. Similarly as in the deep borehole Grand Halleux in the Massif of Stavelot, in the borehole Münsterland 1 too the infrastructure lying below the intensely folded superstructure (in this case Upper Carboniferous) is characterized by only horizontal deformations. Obviously the folded tier has been sheared off to a great extent. Just as the folding also the coalification of the seams was terminated before the Permian. The decisive factors for the coalification were the depth of subsidence, the duration of burial, and the geothermal gradient. Comparison with the well known geothermic conditions in the Subalpine Molasse Basin and in the Tertiary of the Upper Rhine Graben leads to a geothermal gradient during the Upper Carboniferous in the Ruhr basin of about 7° C/100 m. This steep gradient is one of the most important causes for the abundance of good coking coals in the Ruhr district.

Keywords

Reviewsubsiding basinfresh water environmentcoaldiagenesis (coalification)geothermal gradientfold tectonicsNamurianWestphalian Rhenish-Westphalian-Basin (Ruhr)