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entzünden sich, verbrennen weniger leicht und halten lange an. Die Flamme [* 2] ist kurz und wenig rauchig.
Die Steinkohlen finden sich, soweit es sich um größere, technisch wichtige Massen handelt, in Schichten (Flözen), häufig in mehrfachem Wechsel, zwischen andern Gesteinen (Schieferthonen und Sandsteinen). Das ganze Schichtensystem ist ältern Gesteinen gewöhnlich muldenförmig eingelagert (Steinkohlenbecken, Steinkohlenmulden). Ein Kohlenfeld ist die Gesamtheit bauwürdiger Flöze in horizontal ununterbrochenem Zusammenhang oder doch nur durch Verwerfungen getrennt, welche den ursprünglichen Zusammenhang trotz der Trennungen erkennen lassen.
Untergeordnete, technisch gewöhnlich wertlose Vorkommnisse sind die in Form kleiner Lager, [* 3] Nester, Schmitzchen, als einzelne Stämme und Stammfragmente. Die Flöze eines Kohlenfeldes sind nach Lage und Mächtigkeit außerordentlich verschieden. Als unterste Grenze der Bauwürdigkeit wird gewöhnlich 0,6 m Mächtigkeit angegeben, aber auch hier kann das Auftreten mehrerer Flöze übereinander die Verhältnisse ändern. Es sind bis 30 m mächtige Kohlenflöze bekannt, doch treten die bedeutendern Mächtigkeiten mehr bei lager- oder stockförmigen Einlagerungen als bei eigentlichen Flözen auf.
Häufig stören Verwerfungen die ursprüngliche Lage und unterbrechen den Zusammenhang der Flöze. Solche Faltungen, Knickungen, Überkippungen und Verschiebungen der Flöze bereiten dem Abbau oft enorme Schwierigkeiten. Erfahrungsmäßig gehören die meisten und wichtigsten Steinkohlen dem Alter nach der Steinkohlenformation (s. d.) an, obgleich sie den andern Formationen nicht fehlen und hier wenigstens lokal ebenfalls Wichtigkeit erhalten können. So führen das Silur und Devon [* 4] mitunter anthracitische Flöze; im Rotliegenden, namentlich dem untern, tritt bauwürdige Kohle in der Saargegend, in Sachsen [* 5] etc. auf; ein Teil der ostindischen und chinesischen Kohlenschätze und einige nordamerikanische Flöze sind triasisch, in Deutschland [* 6] gehört dem untern Keuper die meist unbauwürdige sogen. Lettenkohle an. In Polen sind Keuperkohlen bauwürdig.
Der Liasformation gehören die für Ungarn [* 7] sehr wichtigen Ablagerungen von Steyerdorf und Fünfkirchen [* 8] an. England, Polen, Rußland und Persien [* 9] besitzen ebenfalls jurassische Kohlen. Eine für Norddeutschland sehr wichtige Kohle liegt in den Grenzschichten zwischen Jura und Kreide, [* 10] in der Wealdenformation im Teutoburger Wald, Wesergebirge und links der Weser und im Deister. In der noch jüngern Kreideformation [* 11] sind bauwürdige Kohlen sehr selten. In Deutschland sind als abbauwürdig nur ein paar dünne Flöze am Altenberg bei Quedlinburg [* 12] sowie an einigen Orten (besonders bei Ottendorf) im Regierungsbezirk Liegnitz [* 13] zu nennen.
Österreich [* 14] gewinnt aus der der gleichen Formation angehörigen Mulde der Neuen Welt bei Wiener-Neustadt jährlich gegen ½ Mill. Ztr. Noch jüngere Kohlen, welche nach ihren petrographischen Eigenschaften ebenfalls als Steinkohlen (Pechkohlen) bezeichnet werden müssen, während sie im geologischen Sinn Braunkohlen darstellen, finden sich als lokale Abänderungen typischer Braunkohlen in vielen Tertiärbecken, so unter andern Orten in Böhmen [* 15] und Oberbayern.
Die Steinkohlen stammen ohne Zweifel von pflanzlichen (nur selten und untergeordnet von tierischen) Organismen ab, welche einem langsamen Verkohlungsprozeß unterlegen sind. Dieser Prozeß verlief unter Entwickelung von wasserstoff- und sauerstoffreichen Gasen und mußte mithin einen kohlenstoffreichen Rückstand, die S., liefern. Am frühsten ist der Zusammenhang zwischen Kohlen und Pflanzen wohl von Scheuchzer (gest. 1733) betont worden; bestimmter und den heutigen Ansichten sich vollkommen anschmiegend, betonte v. Beroldingen 1778 den Zusammenhang zwischen Torf, Braunkohle und S., Hutton (1785) und Williams (1798) stellten für die englische Kohle gleiche Hypothesen auf.
Das meiste Beweismaterial zur Stützung der jetzt herrschenden Ansicht brachte aber Göppert bei. Ein Vergleich der mittlern chemischen Zusammensetzung der Holzfaser, des Torfs, der Braunkohle, der S. und des Anthracits zeigt, daß diese fünf Körper in der genannten Folge eine Reihe bilden, in welcher ein an Kohlenstoff relativ armer, an Wasserstoff und Sauerstoff reicher Körper allmählich andern Substanzen weicht, die immer reicher an Kohlenstoff, ärmer an Sauerstoff und Wasserstoff sind. Es ist nämlich die mittlere prozentige Zusammensetzung der genannten Körper:
C | H | O | N | |
---|---|---|---|---|
Holzfaser | 50 | 6.0 | 43.0 | 1.0 |
Torf | 59 | 6.0 | 33.0 | 2.0 |
Braunkohle | 69 | 5.5 | 25.0 | 0.8 |
Steinkohle | 82 | 5.0 | 13.0 | 0.8 |
Anthracit | 95 | 2.5 | 2.5 | Spur |
Führt man statt Gewichtsprozente Atome ein und berechnet unter Vernachlässigung des Gehalts an Stickstoff den Wasserstoff- und Sauerstoffgehalt auf je 100 Atome Kohlenstoff, so erhält man:
C | H | O | |
---|---|---|---|
Holzfaser | 100 | 150 | 65 |
Torf | 100 | 115 | 40 |
Braunkohle | 100 | 96 | 27 |
Steinkohle | 100 | 80 | 12 |
Anthracit | 100 | 27 | 2 |
welche Zahlen die Abnahme des Wasserstoffs und Sauerstoffs noch deutlicher zeigen. Erfahrungsmäßig entwickeln sich in Torfmooren, in Braunkohlen- und Steinkohlengruben Gase [* 16] und Dämpfe, welche, wie das Grubengas (CH4) ^[(CH4)] Kohlensäure (CO2) ^[(CO2)] und Wasser (H2O) ^[(H2O)], Wasserstoff und Sauerstoff neben Kohlenstoff enthalten. Es sind dies jene Gase, welche als schlagende und stickende Wetter [* 17] in erster Linie den Steinkohlenbergbau so gefährlich machen, daß im Durchschnitt jährlich 3-4 pro Mille aller Bergleute das Leben einbüßen, und daß für jede 1½ Mill. Ztr. geförderter S. ein Menschenleben geopfert werden muß.
Diese Gase entziehen aber, wie ihre chemische Formel zeigt, bei ihrer Bildung dem Mutterkörper mehr Wasserstoff und Sauerstoff als Kohlenstoff, so daß der letzte Rest eines solchen Verkohlungsprozesses ein nur aus Kohlenstoff bestehender Körper sein muß. Erhitzt man Holz [* 18] in verschlossenen Röhren, [* 19] so erhält man bei 200-280° eine der Holzkohle, bei 300° eine der S. ähnliche Masse, die bei 400° anthracitartig wird. Hierher gehören auch die vielfältigen Beobachtungen, nach welchen das Holz der Grubenzimmerung in mitunter überraschend kurzer Zeit in eine der Braunkohle ähnliche Masse umgewandelt wird.
Einem gleichen Prozeß unterliegen Stämme, welche in Torfmoore geraten sind, und die tiefsten Schichten der Moore selbst liefern den Speck- oder Pechtorf, eine an Braunkohle oder noch mehr an S. erinnernde Masse. Den vollgültigsten Beweis gibt endlich das Mikroskop, [* 20] indem es an zahlreichen Präparaten nicht nur die pflanzliche Natur der Kohlen im allgemeinen zeigt, sondern auch die systematische Stellung der kohlebildenden Pflanzen bestimmen läßt. Diese ¶
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Pflanzen sind aber in den verschiedenen Formationen sehr verschieden, und nur der Umstand, daß erfahrungsmäßig die Holzfaser systematisch weit voneinander entfernter Pflanzenarten doch annähernd gleiche Zusammensetzung hat, erlaubte in der oben angenommenen Allgemeinheit von einem alle mineralischen Brennstoffe umfassenden Verkohlungsprozeß zu sprechen. Die Kohlen des Silurs sind bei dem Fehlen sonstiger Pflanzenreste in dieser Formation vermutlich auf Algen [* 22] zurückzuführen, während im Devon schon einige der in der Steinkohlenformation ihre Hauptentwickelung findenden Pflanzen kohlebildend auftreten.
In den jüngern Formationen wurden Farne, [* 23] Cykadeen und Koniferen [* 24] aufgehäuft, und die letztere Klasse hat neben Dikotyledonen fast ausschließlich das Material der steinkohlenartigen Tertiärkohlen geliefert. Den Konsequenzen aus der Annahme eines langsamen Verkohlungsprozesses entsprechend, sind die Steinkohlen im allgemeinen ältere Kohlen als die Braunkohlen und werden ihrerseits durch Anthracit an Alter übertroffen. Abweichungen von dieser Regel lassen sich auf besondere Umstände zurückführen, welche bald beschleunigend, bald verlangsamend auf den Verlauf des Prozesses einwirken mußten. So verschafften starke Schichtenstörungen den sich entwickelnden Gasen durch Spaltenbildungen einen Ausweg; ein Gehalt an vitriolisierendem Eisenkies [* 25] bildet neben Eisenvitriol freie Schwefelsäure, [* 26] welche verkohlend auf die pflanzliche Substanz einwirkt, und in demselben Sinn unterstützt eine Erhöhung der Temperatur, wie sie eruptierendes Gestein hervorbringen kann, den Prozeß. So ist am Meißner in Hessen [* 27] Braunkohle durch einen bedeckenden Basalt stellenweise in einen stängelig abgesonderten Anthracit (Stangenkohle) umgewandelt, und ähnliche Erscheinungen sind von Salesl bei Aussig in Böhmen, von Mährisch-Ostrau u. a. O. bekannt.
Wurden dagegen die Schichten der betreffenden Formation nicht von jüngern bedeckt, so fehlte ein Haupterfordernis der Einleitung des Verkohlungsprozesses, der hohe Druck. So kommen in den Gouvernements Tula und Kaluga Kohlen vor, welche nach ihren organischen Resten (Stigmaria, Lepidodendron) zweifellos der Steinkohlenformation angehören, während sie der Braunkohle durchaus ähnlich geblieben sind. Die die Kohlen begleitenden Gesteine [* 28] sind in einem ähnlichen unreifen Zustand: statt der Schieferthone sind plastische Thone und Letten entwickelt;
die Sandsteine sind locker, fast lose Sande.
Verbreitung. Produktion. Verbrauch.
Die wichtigsten Kohlenfelder (soweit sie der Steinkohlenformation angehören, der übrigen wurde schon oben Erwähnung gethan) sind in Deutschland, von W. nach O. geordnet.
1) das Aachener Becken oder das Doppelbecken an der Worm und Inde, nach Deutschland hereinragende Teile des großen belgischen Beckens;
2) das Saarbecken oder Saarbrückener Becken, an welchem außer Preußen [* 29] auch Bayern [* 30] und Lothringen partizipieren;
3) das westfälische oder Ruhrbecken, zu welchem als äußerste Vorposten nach N. die Kohlenfelder von Ibbenbüren und Piesberg bei Osnabrück [* 31] gehören;
4) und 5) die beiden unbedeutenden Kohlenvorkommnisse von St. Bilt im Elsaß und Berghaupten in Baden; [* 32] 6)-10) die ebenfalls nur kleinen Becken von Ilfeld bei Nordhausen, [* 33] Wettin-Löbejün in der Provinz Sachsen, Manebach-Kammerberg in Thüringen, Stockheim bei Koburg [* 34] und Erbendorf in Oberfranken;
11) und 12) im Königreich Sachsen das größere Zwickau-Chemnitzer und das kleinere Plauensche Becken;
13) und 14) die beiden schlesischen Becken, das von Waldenburg [* 35] und das oberschlesische, in dessen Zentrum Königshütte [* 36] gelegen ist. Die relative Wichtigkeit der Kohlenfelder Deutschlands [* 37] erhellt aus der folgenden, auf die Produktion des Jahrs 1873 bezüglichen Tabelle, welche für die Vergleichszwecke auch gegenwärtig noch ausreicht:
Steinkohlenbecken | Zahl der Gruben | Prozent der Gesamtzahl | Produktion in Zentnern | Prozent der Gesamtproduktion | Wert in Mark | Prozent des Gesamtwerts | Arbeiter | Prozent der Gesamtzahl |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Westfälisches Becken | 230 | 42.4 | 328161620 | 45.9 | 180227595 | 45.8 | 80281 | 46.0 |
Oberschlesisches Becken | 132 | 24.3 | 155380208 | 21.8 | 62077491 | 15.8 | 32621 | 18.8 |
Saarbecken | 38 | 7.0 | 96851737 | 13.6 | 79696177 | 20.2 | 24469 | 14.1 |
Zwickau-Plauen | 73 | 13.5 | 63321518 | 8.9 | 38109831 | 9.7 | 16429 | 9.5 |
Waldenburg | 35 | 6.5 | 45876197 | 6.4 | 1042384 | 5.7 | 12298 | 7.5 |
Aachener Becken | 18 | 3.3 | 21037039 | 3.0 | 10788069 | 2.7 | 6078 | |
Stockheim | 6 | 1.1 | 1311879 | 0.2 | 745863 | 0.2 | 683 | 0.4 |
Wettin und Löbejün | 3 | 0.5 | 1045137 | 0.1 | 681429 | 0.2 | 400 | 0.3 |
Ilfeld | 3 | 0.5 | 501095 | 0.1 | 262086 | 0.1 | 215 | 0.2 |
Berghaupten | 3 | 0.5 | 253883 | 0.0 | 192024 | 0.0 | 142 | 0.1 |
Manebach und Kammerberg | 2 | 0.4 | 19831 | 0.0 | 12981 | 0.0 | 36 | 0.0 |
Zusammen: | 543 | 100.0 | 713760144 | 100.0 | 394035930 | 100.0 | 173652 | 100.0 |
Während unter den außerdeutschen Ländern Belgien [* 38] reiche Kohlenlager im Zusammenhang mit dem Aachener Becken besitzt, sind die französischen Becken (St.-Etienne, Creusot, Autun, Alais etc.) unbedeutender. Spanien [* 39] und Portugal scheinen große Vorräte an Steinkohlen zu bergen, wogegen Italien [* 40] und die Schweiz [* 41] nur wenige und kleine Partien der produktiven Steinkohlenformation aufzuweisen haben. Im O. Deutschlands sind in Böhmen mehrere Becken (Kladno, Rakonitz, Pilsen) [* 42] zu verzeichnen, ferner das Ostrauer in Mähren und Österreichisch-Schlesien.
Rußland besitzt außer den oben erwähnten Kohlen der Gouvernements Kaluga und Tula solche am Donez im Süden, am Ural und hoch im N. auf den Bäreninseln und Spitzbergen. Das großbritannische Inselreich hat relativ zu seinem Gesamtgebiet das größte Areal Kohlenfelder. Es verteilen sich dieselben auf eine Anzahl isolierter Becken, unter denen die von Northumberland, Yorkshire, Derbyshire, Südwales und Schottland die wichtigsten sind. Unter den übrigen Erdteilen der Alten Welt ist besonders Asien [* 43] und hier wiederum China, [* 44] wo die Kohlenlager über ein Areal von 200,000 QM. verbreitet sind (s. China, S. 4), sehr reich an Kohlen, die zum größten Teil der Steinkohlenformation angehören. Als unermeßlich werden die Kohlenschätze Nordamerikas geschildert, die sich über sechs große Territorien verbreiten:
1) das appalachische Kohlenfeld, an welchem die Staaten Pennsylvanien, Ohio, Virginia, Kentucky, Tennessee und Alabama partizipieren;
2) das Illinois-Missouri-Kohlenfeld, von dem außer auf die benennenden Staaten Teile auf Indiana, Kentucky, Iowa, Kansas ¶