Original paper

Zur petrographischen Konstitution alt- und jungtertiärer Braunkohlen Niederhessens

[The Petrographic Constitution of Paleogene and Neogene Lignites of Lower Hesse, Germany]

Klein-Reesink, Josef; Riegel, Walter; Schaub, Klaus

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit werden einige Ergebnisse makro- und mikropetrographischer Untersuchungen an tertiären Braunkohlen Niederhessens vorgestellt und diskutiert. Die petrographischen Unterschiede zwischen den älteren eozänen und den jüngeren oligo-miozänen Braunkohlen werden am Beispiel des Borkener und des Ostheimer Hauptflözes aufgezeigt. Die Gewebearmut und starken Helligkeitskontraste in den Lithotypen der Borkener Kohle stehen im Gegensatz zur stärkeren Gewebeführung und geringen farblichen Differenzierung der Ostheimer Kohle. Beiden gemeinsam ist der hohe Anteil von Grundmassenkohle im Makrobild und von extrem feinkörnigem Attrinit im Mikrobild. In den hellen Grundmassenkohlen der Borkener Braunkohle herrscht ein Mazeral bzw. Mazeralgemisch vor, das hier als "stark fluoreszierende Grundmasse" beschrieben und den Liptiniten zugeordnet wird und seiner Elementarzusammensetzung wie auch den optischen Eigenschaften nach der organischen Substanz des liassischen Posidonienschiefers nahesteht. Dem entspricht auch eine für Braunkohlelithotypen ungewöhnlich hohe Bitumenausbeute. Für die Borkener Kohle dienen der extreme Grundmassenreichtum, die hohen Gehalte an Attrinit und stark fluoreszierender Grundmasse, sowie das Auftreten eines karbonatischen Doppelbandes und der Übergang von hellen Grundmassenkohlen zu limnischen Sedimenten am Top des Flözes als Indizien für eine limnische bis limnotelmatische Entstehung. Die hohen Gehalte an diffusen bituminösen Liptiniten in den hellen Grundmassenkohlen sind möglicherweise durch hohe Algenproduktion oder mikrobielle Umsetzung zu erklären, während der Attrinit der starken aeroben Zersetzung humoser Substanzen im Umfeld entstammt. Für die Genese der Ostheimer Kohle sind demgegenüber eher Bruchwald-ähnliche Bedingungen vorauszusetzen.

Abstract

This paper presents and discusses some new results of macro- as well as micropetrographic investigations of Tertiary lignites of Lower Hesse, West Germany. The petrographic differences between the older Eocene and the younger Oligo-Miocene lignites are demonstrated by the juxtaposition of the main seams of Borken and Ostheim respectively. The near lack of tissue framework and the great differences in colour of lithotypes at Borken strongly constrast with the greater abundance of tissue framework and the weak colour differentiation in the Ostheim lignite. Common to both is a high proportion of matrix-dominated lithotypes in the macropetrographic and of extremely fine-grained attrinite in the micropetrographic aspect. The light coloured matrix-dominated lithotypes in the Borken lignite are largely made up of a liptinic maceral or a mixture of macerals, described here as "highly fluorescing matrix" and closely similar to the organic fraction of Toarcian oil shales in Germany with regard to element ratios and optical properties. This corresponds well with a yield of bitumens unusually high in comparison with other lignite lithotypes. The extreme abundance of matrix-dominated lithotypes, the high proportions of attrinite and highly fluorescing matrix, as well as the occurrence of a double band of carbonates and the transition of light-coloured matrix-dominated lithotypes to lacustrine sediments at the top of the seam are taken as indications for the limnic to limnotelmatic origin of the Borken lignite. The high proportions of diffuse bituminous liptinites in some layers may be explained by profuse algal production or intensive metabolic conversion by microbes during certain stages of seam formation, while the attrinite may have originated from strong aerobic decay of humic substances in the surroundings. In constrast more telmatic conditions have to be assumed for the origin of the Ostheim lignite.

Keywords

LigniteEoceneOligoceneMiocenemacrofaciesmicrofaciesmacerals (attriniteliptinite)bitumematrixlacustrine sedimentationtelmatic sedimentation Hessen-BasinHessen TK 25: Nr. 462146224623472247244921