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Die Bildung und Entwicklung des Erdmantels im Archaikum; Subkalzische Granate und Eklogite als älteste Zeitzeugen

Die Entstehung und das Wachstum der Archaischen Kerne von Kontinenten und die zeitliche und örtliche Entwicklung von Prozessen im subkratonischen Erdmantel und der darüber liegenden Kruste sind wichtige Eckpfeiler zum Verständnis der Stabilisierung von langlebigen kontinentalen Blöcken durch einen auftriebsfähigen Erdmantel. In einem vorherrschenden Modell wird der subkratonische Erdmantel als Restit von partiellem Schmelzen bei niedrigem Druck betrachtet, der durch Subduktion in Granatperidotit umgewandelt wurde. Eklogite und Granatperidotite des subkontinantalen lithosphärischen Mantels sind dementsprechend die subduzierten Schmelzprodukte. Um die Zeitlichkeit der partiellen Schmelzprozesse und von Wiederanreicherungsprozessen des Erdmantels unterhalb des Kaapvaalkratons einzugrenzen, haben wir bereits früher einzelne Körner von harzburgitischen, subkalzischen Granaten analysiert. Damit erhielten wir das Alter von definierten Ereignissen, die mit krustalen Ereignissen übereinstimmen und kein Kontinuum, wie es von Re Os Modellaltern angezeigt wird. Eklogite und Granatpyroxenite werden wie Peridotitxenolithe ebenfalls von Kimberliten durch die Archaische Kruste an die Erdoberfläche gefördert. Sie sind wegen ihrer möglichen sehr unterschiedlichen Entstehung und möglicher späteren Überprägungen sehr heterogen. Quälende Fragen sind die Art der Protolithe, deren Alter und das Alter der Eklogitisierung und der Bezug zu den Peridotiten. Wir fanden durch unsere Untersuchungen von Eklogiten und Granatpyroxeniten von Bellsbank (Kaapvaalkraton), dass eine Anzahl davon chemisch fast nicht modifizierte Teile subduzierter ozeanischer Kruste darstellen (= fast unveränderte Schmelz-zusammensetzungen, Plagioklas- und Klinopyroxenreiche Kumulate). Deren rekonstruierte Gesamtgesteinszusammensetzungen bilden eine Aufreihung in einem Lu Hf Isochronendiagramm. Drei Proben ergeben ein Alter von 4.12 +- 0.06 Ga mit eHfi = 3 (+-7), d.h. dem Verhältnis des Erdmantels zu dieser Zeit. Ein so hohes Alter findet man bisher nicht in der Kruste oder als Re Modellverarmungs-alter im Erdmantel. Lu Hf Modellalter von Granaten sind Minimumalter. Sie ergeben aber bereits Alter bis zu 3,5 Mrd. Jahre, was die hohen Alter bestätigt. Wir wollen unsere Arbeiten an subkalzischen Granaten auf weitere Lokalitäten des Kaapvaalkratons ausdehnen, um die detaillierte Geschichte des subkratonischen Erdmantels weiter zu erforschen, d.h. die Unterscheidung verschiedener Schmelz-regime, deren Zeitlichkeit und die Zeit der Modifikation des Erdmantels durch Metasomatose. Ein zweites Ziel ist die Verifizierung der 4.1 Mrd. Jahre Eklogitisochrone mit weiteren Proben aus Bellsbank. Wenn sie sich als richtig erweist, würde sie das höchste Alter darstellen, das jemals von einer Eklogitserie erhalten wurde. Dies hätte großen Einfluss auf Modelle zur Entstehung hadäischer Kruste und ihrer Erhaltung im lithosphärischen Erdmantel.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 3942 Berlin

Blatt Berlin zeigt die Landeshauptstadt Berlin und ihre nähere Umgebung - mit Baruther Urstromtal, Barnim, Teltow, Fläming und Havelland. Der Kartenausschnitt wird von Lockergesteinen des Quartärs dominiert. Nur an wenigen Stellen sind ältere Gesteine aufgeschlossen, wie beispielsweise die Kalk- und Mergelsteine bei Rüdersdorf (Muschelkalk) und der Gips-Aufbruch bei Sperenberg (Zechstein). Die Brandenburger Landschaft, als Teil des Norddeutschen Tieflandes, ist eiszeitlich geprägt. Hochflächen aus glazialen Ablagerungen sind der Barnim im Nordosten, Havelland im Westen, Fläming im Südwesten und der Teltow südlich von Berlin. Hier lagern zum Großteil Sedimente des Weichsel-Glazials (Geschiebelehm der Grundmoräne und Schmelzwassersande), aber auch Saale-kaltzeitliche Relikte lassen sich finden. In den Niederungen des Berliner und Baruther Urstromtals bzw. im Havelländischen und Rhin-Luch werden die glazifluviatilen Sande z. T. von jüngeren Moor- und Auesedimenten bzw. äolischen Bildungen wie Dünen- und Flugsanden überlagert. Eine Legende informiert über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten. Rund die Hälfte der 80 ausgehaltenen Einheiten stellen Überlagerungsfälle dar, die zum besseren Verständnis zusätzlich in einem separaten Überlagerungsschema festgehalten sind. Ein geologisches Profil gewährt zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 3934 Magdeburg

Auf Blatt Magdeburg ist das Norddeutsche Tiefland beiderseits der Elbe (Altmark, Fläming, Colbitz-Letzlinger Heide) erfasst - mit der Flechtinger-Rosslauer-Scholle und der Subherzynen Senke im Südwesten. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt, wobei sich mehrere glaziale Serien (Grundmoräne, Endmoräne, Sander, Urstromtal) überlagern. In der Karte ist die Saale-kaltzeitliche Hochfläche von Altmark und Fläming erfasst, die das Gebiet Nordwest-Südost quert. Zudem treten großflächige Überlagerungen durch äolische Sande der Weichsel-Kaltzeit auf. In den Niederungen von Elbe und Havel sowie ihrer Nebenflüsse lagern neben den fluviatilen bzw. glazifluviatilen Sanden des Pleistozäns auch holozäne Moor- und Auesedimente. In der Südwestecke des Kartenblattes, in der Umgebung von Magdeburg, ragen einige lokal eng begrenzte Aufbrüche älterer Gesteine (Karbon bis Trias) unter der quartären Deckschicht zu Tage. Bei Gommern sind die ältesten Gesteine des Kartenblattes aufgeschlossen (Quarzite des Unterkarbons). Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, fasst ein Überlagerungsschema alle oberflächennahen Überlagerungen übersichtlich zusammen. Zwei geologische Schnitte gewähren zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Ein Profil beginnt in der Subherzynen Senke und kreuzt die Flechtingen-Roßlauer Scholle bis zum Wittenberger Abbruch, die Altmark-Fläming-Senke und den Prignitz-Lausitz-Wall. Der zweite Schnitt verläuft weiter im Nordwesten, quert ebenfalls die Subherzyne Senke und die Flechtingen-Roßlauer Scholle. Letztere wird durch den Haldenslebener Abbruch von der Calvörder Scholle getrennt, bevor am Gardelegen-Wittenberger Abbruch die Altmark-Senke beginnt.

Projekt RiA – Rohstoffrückgewinnung durch innovative Asphaltaufbereitung nach dem NaRePAK-Verfahren (Nachhaltiges Recycling von PAK-haltigem Straßenaufbruch)

Die IVH, Industriepark und Verwertungszentrum Harz GmbH mit Sitz in Hildesheim (Niedersachsen) hat über mehrere Jahre zusammen mit der Umweltdienste Kedenburg GmbH, beide Entsorgungs-/Recyclingunternehmen im Unternehmensverbund der Bettels-Gruppe, Hildesheim, und der Eisenmann Environmental Technologies GmbH, Holzgerlingen, deren NaRePAK-Verfahren zur großmaßstäblichen Umsetzung weiterentwickelt. Stoffkreisläufe zu schließen und somit die effiziente und nachhaltige Nutzung begrenzter Ressourcen zu verbessern ist die erklärte Philosophie der IVH, hier fügt sich das RiA-Verfahren nahtlos ein. In Deutschland fallen jährlich erhebliche Mengen teerhaltigen Straßenaufbruchs an. Dieser Abfallstrom besteht weit überwiegend aus mineralischen Komponenten (z.B. Gesteinskörnungen und Feinsand) und enthält neben Bitumen krebserregende polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Letztere sind verantwortlich, dass dieser Massenstrom als gefährlicher Abfall eingestuft wird. PAK sind persistent und verbleiben ohne thermische Behandlung langfristig in der Umwelt. Die Abfallmengen sind dabei beträchtlich. Die Bundesregierung geht von einer Menge von etwa 600.000 Tonnen pro Jahr allein von Bundesautobahnen und -straßen aus, dazu kommt der Aufbruch von Landes- und Kreisstraßen, die mengenmäßig die Bundesautobahnen und -straßen weit übertreffen. Bisher wird teerhaltiger Straßenaufbruch überwiegend deponiert, wodurch die im Straßenaufbruch enthaltenen mineralischen Ressourcen dem Wertstoffkreislauf verloren gehen. Der in begrenztem Umfang alternativ mögliche Verwertungsweg: Kalteinbau in Tragschichten im Straßenbau, erfolgt ohne Entfernung der PAK und wird daher nur noch in geringem Umfang angewendet. Eine weitere Möglichkeit ist die thermische Behandlung in den Niederlanden. Dies ist nicht nur verbunden mit langen Transportwegen, auch arbeiten die niederländischen Anlagen in einem deutlich höheren Temperaturintervall – im Bereich der Kalzinierung (Kalkzersetzung) – was dazu führen kann, dass die mineralischen Bestandteile des Straßenaufbruchs nicht mehr die notwendige Festigkeit aufweisen, um für einen Einsatz als hochwertiger Baustoff für die ursprüngliche Nutzung des Primärrohstoffes in Frage zu kommen. Darüber hinaus wird beim Kalzinierungsprozess von Kalkgestein im Gestein gebundenes CO 2 freigesetzt. Mit dem Vorhaben RiA plant die IVH an ihrem Standort in Goslar / Bad Harzburg die Errichtung einer in Deutschland erstmaligen großtechnischen Anlage zur thermischen Behandlung von teerhaltigem Straßenaufbruch. Dabei soll eine möglichst vollständige Rückgewinnung der enthaltenen hochwertigen Mineralstoffe (Gesteinskörnungen)erfolgen. Gleichzeitig werden die enthaltenen organischen Bestandteile, die in Form von Teerstoffen und Bitumen vorliegen, als Energieträger genutzt. In der innovativen Anlage sollen pro Jahr bis zu 135.000 Tonnen teerhaltiger Straßenaufbruch mittels Drehrohr thermisch aufbereitet werden. Dabei werden im Teer enthaltene besonders schädliche Stoffe wie PAK bei Temperaturen zwischen 550 Grad und 630 Grad Celsius entfernt und in Kombination mit der separaten Nachverbrennung vollständig zerstört, ohne dass das Mineralstoffgemisch zu hohen thermischen Belastungen mit der Gefahr einer ungewollten Kalzinierung ausgesetzt ist. Zurück bleibt ein sauberes, naturfarbenes Gesteinsmaterial (ohne schwarze Restanhaftungen von Kohlenstoff), das für eine höherwertige Wiederverwendung in der Bauwirtschaft geeignet ist. Die mineralischen Bestandteile des Straßenaufbruchs können so nahezu vollständig hochwertig verwendet und analog Primärrohstoffen erneut bei der Asphaltherstellung oder Betonherstellung eingesetzt werden. Die organischen Anteile im Abgas werden mittels Nachverbrennung bei 850 Grad Celsius thermisch umgesetzt und vollständig zerstört. Die dabei entstehende Abwärme wird genutzt, um Thermalöl zu erhitzen, um damit Ammoniumsulfatlösungen einer benachbarten Bleibatterieaufbereitung der IVH einzudampfen, aufzukonzentrieren und so ein vermarktungsfähiges Düngemittel herzustellen. Das Thermalöl wird dazu mit 300 Grad Celsius zu der Batterierecyclinganlage geleitet. Die Wärme ersetzt dabei andere Brennstoffe wie z. B. Erdgas. Die verbleibende Abwärme aus der Nachverbrennung wird mittels drei ORC-Anlagen zur Niedertemperaturverstromung genutzt. Es werden ca. 300 Kilowatt elektrische Energie pro Stunde erzeugt. Die beim RiA-Verfahren entstehenden Abgase werden in einer mehrstufigen Rauchgasreinigung behandelt. Die Abgase der Drehrohr-Anlage werden dazu aufwendig mittels Zyklone und nachgeschaltetem Gewebefilter entstaubt. Schwefeldioxid und Chlorwasserstoff werden mittels trockener Rauchgasreinigung nach Additivzugabe abgeschieden. Die Umwandlung von Stickstoffoxiden erfolgt mittels selektiver katalytischer Reduktion mit Harnstoff als Reduktionsmittel. Die bereits genannte Nachverbrennung zerstört verbliebene organische Reste. Die wesentliche Umweltentlastung des Vorhabens besteht in der stofflichen Rückgewinnung des ursprünglichen hochwertigen Gesteins im teerhaltigen Straßenaufbruch, also durch Herstellung eines wiederverwendbaren PAK-freien Mineralstoffgemisches von gleicher Qualität wie die ursprünglichen Primärrohstoffe. Das heißt die besonders umweltschädlichen PAKs werden nachhaltig aus dem Stoffkreislauf entfernt. Mit der Anlage können von eingesetzten 135.000 Tonnen Straßenaufbruch rund 126.900 Tonnen als Mineralstoffgemisch in Form von Gesteinskörnungen und Füller zurückgewonnen und für die Wiederverwendung bereit gestellt werden. Die Gesamtmenge von 126.900 Tonnen pro Jahr reduziert den jährlichen Bedarf von Gesteinsabbauflächen bei einer Abbautiefe von 30 Meter um rund 1.460 Quadratmeter. Bezogen auf den angenommenen Lebenszyklus von 30 Jahren wird eine Fläche von ca. 4,4 Hektar Abbaugebiet allein durch diese Anlage nicht in Anspruch genommen. Zusätzlich wird in gleichem Maße wertvoller Deponieraum bei knappen Deponiekapazitäten eingespart. Bei erfolgreicher Demonstration der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit im industriellen Maßstab, lässt sich diese Technik dezentral auf verschiedene Standorte in Deutschland übertragen. Damit wird dem in der Kreislaufwirtschaft propagierten Näheprinzip entsprochen, das heißt die Transportwege und die damit verbundenen Umweltauswirkungen werden weiter reduziert. Auch der nach Region unterschiedlichen Gesteinsarten wird dabei Rechnung getragen. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: IVH, Industriepark und Verwertungszentrum Harz GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: seit 2024 Status: Laufend

Mineralogische Daten zu Böden, Gesteinen

Mineralogische Daten liegen vor als Beschreibungen makro- und mikroskopischer Beobachtungen, Röntgendiffraktometrie und deren Auswertung, Infrarotspektren und deren Auswertungen. Sie sind eine spezielle Form bodenanalytischen Daten. Es handelt sich um Daten zu Böden, Gesteinen, sowie Teilmengen hiervon. Sie werden im Labor des LUNG M-V erhoben (Meß-Rohdaten, kombinierte Daten, Meßreihen, bodenkundliche, petrologische und statistische Aussagen über Daten). Sie sind verteilt abgelegt in Laborbüchern, Rohdatenfiles der Meßgeräte, Meßkurven, Spreadsheet-Daten. Es existieren Daten zur Probenvorbereitung und, falls angewendet, zu den Trennungsmitteln.

GcBÜK400 - Cadmium im Oberboden

Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.

Hydrogeologische Übersichtskarte HÜK200

Hydrogeologische Übersichtskarte 1 : 200.000 Das Kartenwerk Hydrogeologische Übersichtskarte (HÜK200) beschreibt die hydrogeologischen Eigenschaften der oberen, großräumig zusammenhängenden Grundwasserleiter im Maßstab 1:200.000 mit den Attributen Durchlässigkeit, Geochemischer Gesteinstyp, Gesteinsart, Hohlraumart und Verfestigung. Die Grundlage der für MV erarbeiteten Karten bildet die Hydrogeologische Übersichtskarte HK50 der DDR. Kartenportal-Thema Grundwasserressourcen (t4_huek200) im Dienst a7_hydrogeologie

Technische Befahrbarkeit von Waldflächen in Sachsen - linienhafte Hindernisse

Der Datensatz enthält Informationen zu linienhaften Hindernissen (Befahrungshindernisse), die für die technische Befahrbarkeit von Waldflächen ins Sachsen relevant sind. Befahrungshindernisse sind ständig wasserführende Flüsse, Bäche, Kanäle und Gräben, oberirdische Rohrleitungen, kleinflächige Felsen, trockene Gräben und kleinflächig feuchte Standorte. Unter der technischen Befahrbarkeit versteht man die Möglichkeit, Forstmaschinen und andere forstliche Technik für die Bestandespflege- und Holzerntemaßnahmen einzusetzen, ohne dabei das Feinerschließungswegenetz mit wegebaulichen Maßnahmen zu befestigen. Zu jeder Waldfläche wird die standortsabhängige Befahrbarkeitsklasse, die Hangneigungsklasse sowie die Sensibilitätsklasse angegeben. Die Befahrbarkeitsklassen B1 (befahrbar) bis B5 (nicht befahrbar) beschreiben die Eignung des Bodens als befahrbare Unterlage. Die Sensibilitätsklassen S1 (wenig sensibel) und S2 (sensibel) beschreiben die Empfindlichkeit des Bodens für befahrungsbedingte ökologisch wirksame Veränderungen. Der Datensatz ist eine Grundlage für die Feinerschließungskarte, die Befahrbarkeitskarte sowie für die Technologische Karte von Sachsen. Ausführliche Informationen sind der Richtlinie "Holztechnologien" des Staatsbetriebes Sachsenforst zu entnehmen.

Geologische Karte der Bundesrepublik Deutschland 1:1.000.000 (GK1000)

Die Geologische Karte 1:1.000.000 (GK1000) zeigt die Geologie Deutschlands und der angrenzenden Gebiete. Die quartären Einheiten Norddeutschlands und des Alpenvorlands werden genetisch (nach der Entstehungsweise) beschrieben. Die älteren Sedimentgesteine sind nach der Stratigraphie (das Alter der Entstehung) klassifiziert. Die magmatischen Gesteine und die metamorphen (durch Druck und Temperatur veränderten) Gesteine werden nach ihrer petrographischen Zusammensetzung differenziert.

Internationale Geologische Karte von Europa und den angrenzenden Regionen 1:5.000.000 (IGME5000)

Die Internationale Geologische Karte von Europa im Maßstab 1:5.000.000 zeigt die präquartäre Geologie Europas auf dem Festland und in den Meeresgebieten. Neben der Geologie, gegliedert nach Alter und Gesteinsart, werden auch magnetische Anomalien, tektonische Strukturen, der Kontinentalrand, Metamorphosen und – in den Meeresgebieten – Krusteneigenschaften gezeigt. Die Karte entstand unter der Leitung der BGR und der Schirmherrschaft der Weltkartenkommission (CGMW) mit Beiträgen von 48 europäischen geologischen Diensten und mehr als 20 wissenschaftlichen Institutionen. Ausführliche Informationen zur "IGME 5000: More than just a map – A multinational GIS Project" erhalten Sie auf der IGME-Webseite.

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