22 World of Mining Surface Underground 67 2015 No 1Seafloor Mining le die das Schwarze Meer vom Mittelmeer getrennt hatte zum Durchbruch von Salzwasser aus dem Mittelmeer infolgedessen viele Pflanzen und lebende Organismen abgestorben sind deren Reste auf dem boden des Meeres abgelagert wurden Die Fäulnis der ausfallenden organischen Substanz hat zur schnellen bildung von Schwefelwasserstoff geführt der den Zugang von Sauerstoff zur tiefe des Meeres behinderte Auf diese Weise kam es im nun euxinischen Meer zur bildung der organisch mineralischen Sedi mente einschließlich des Sapropels Sapropele sind im Schwarzen Meer in einer tiefe von mehr als 500 m verbreitet Sie sind bis auf den nordwesten des Schwarzen Meeres meistens verdünnt weshalb sich die Arbeiten auf diesen bereich konzentrieren Zurzeit werden in der Ukraine Erkundungsarbeiten der Sapropele durchgeführt um die Lagerungsverhältnisse für einen Versuchs abbau festzustellen Die vermutlich abbaubare Schicht enthält coccolitische und sapropele Schlicke die gemeinsam abgebaut werden können Abbildung 5 Russia Its surface area amounts to approx 422 000 km2 Its maximum depth extends to 2212 m in the central part of the sea its average depth is 1240 m Many different theories exist about the formation of sapropel in the black Sea 19 In the opinion of bulgarian researchers 20 the black Sea had been a freshwater body 9500 to 7600 years ago and its water level had been 90 m to 120 m lower than it is today this contributed to the evolution of plants microorganisms and animals About 7600 years ago saltwater from the Mediterranean Sea rushed into the black Sea at the bosporus threshold which had separated the black Sea from the Mediterranean Sea As a consequence many plants and living organisms died and their remains were deposited on the bottom of the black Sea the decay of the dissolving organic substances resulted in the quick formation of hydrogen sulfide which prevented oxygen from reach ing the depths of the sea this in turn fostered the formation of organic mineral sediments including sapropel in the Euxine Sea In the black Sea sapropels actually occur at depths of more than 500 m Except for the northwestern part of the black Sea they are mostly diluted which is why the research focuses on this region Currently explorations on sapropels are conducted in the Ukraine in order to assess and determine the structural condition of the deposits prior to a test extraction the layer which is presumed to be extractable contains coccolitic and sapropel muds which can be extracted together Figure 5 this essentially permits a facilitated extraction of the deposit the sediments can be described as follows Mud occurring in the upper part of the sapropel core has a liquefied texture this mud does not have too much plasticity and is fluid Mud in deeper soil horizons is significantly more solidified and becomes plastic It is most solid at the foot but still manages to retain its plasticity below the foot is clay based mud All told the material exhibits increased cohesion and water contents the layer thickness including the overlying strata ranges between 0 45 m and 1 25 m 3 numerous scientific studies address the geology of sapropels in the black Sea 21 22 the structural conditions of the sapropel layer the aggressive environment and the high hydraulic pressure impose a lot of restrictions on the techniques and technologies needed for the extraction of the deposit 4 Properties and potential applications of sapropels from the Black Sea the characteristic properties of sapropels vary within a broad spec trum the results of lab tests carried out on samples taken from the bottom of the sea during expeditions with the research vessels Professor Vodyanitskij Figure 6 and Vladimir Parshin show that the water content of the sapropel sediments which was calculated as a ratio of the water mass to the mass of the basic skeletal structure is between 240 and 400 the volumetric weight between 1120 kg m3 and 1250 kg m3 and the porosity up to 96 the content of organic substances amounts up to 33 23 the chemical composition of the sapropels in the black Sea varies significantly 9 the average value for organic carbon Corg amounts to 10 23 in a vertical section it varies between 1 7 in coccolitic mud and 22 9 in sapropel mud the average contents of other components are as follows CaCO3 17 0 SiO2valent 20 to 50 SiO2 10 Al2O3 5 to 16 na2O 0 92 to 4 37 K2O 1 01 to 2 84 P2O5 0 02 to 0 3 Fe 2 5 to 5 Mn 5 ti 0 15 to 0 2 Mo 0 02 the sediments also contain U Cu Zn ni As Se Ag Au as well as other microcomponents the test results show that sapropel sediments can be used as multifaceted raw materials In addition to its fertilizing effect sap Dieses führt wesentlich zur Erleichterung des Abbaus der Lager stätte Die Ablagerungen lassen sich wie folgt beschreiben Im oberen teil des sapropelischen Kerns ist die Konsistenz des Schlicks verflüssigt Der Schlick ist wenig plastisch und fließt In tieferen bodenschichten wird der Schlick bedeutend verdichtet und wird plastisch nahe zum Liegenden ist er am stärksten verdichtet bleibt aber plastisch Unterhalb des Liegenden befinden sich Lehmschlicke Das Material hat insgesamt erhöhte bindigkeit und Wassergehalte Die Schichtmächtigkeit mit Überdeckung beträgt 0 45 bis 1 25 m 3 Zahlreiche weitere wissenschaftliche Arbeiten befassen sich mit der Geologie der Sapropele im Schwarzen Meer 21 22 Die Lagerungsverhältnisse der sapropelen Schicht die aggressive Umgebung und der hohe hydraulische Druck begrenzen sehr stark die technik und technologie des Abbaus der Lagerstätte 4 Eigenschaften und Einsatzmög lichkeiten der Sapropele des Schwarzen Meeres Die Eigenschaften von Sapropelen variieren in einem breiten Spek trum Entsprechend den Ergebnissen von Laboruntersuchungen an Proben die im Laufe der Expeditionen mit den Forschungs Fig 5 Cores horizontal divided of the extractable layer of sapropel sediments Abb 5 Kerne liegend geteilt der abbaubaren Schicht der Sapropel Sedimente

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