Klausurvorbereitung

Die Aufgabe „Bohrungen liefern 3-D Daten über die Geologie im Untergrund“ bezieht sich auf Folie 4 der Präsentation. Gemeint sind Kernbohrungen. Diese liefern sehr viele Informationen über den Untergrund, aber eben punktuell. Um möglichst nahe an 3D Daten zu kommen kann man zwar endlos viele Bohrun- gen vornehmen, allerdings ist das mit enormen Kosten verbunden. Eine Ver- werfung wie in der Grafik gezeigt kann z.B. bei nur zwei Bohrungen leicht übersehen werden, was zur Fehlinterpretation des Untergrundes führt. Um den Untergrund komplett dreidimensional abzubilden müsste das ganze Volu- men erbohrt werden, was nicht möglich ist. Deshalb ist die Aussage mit falsch zu beantworten.

Mit dem Begriff Mineralphasen möchte ich klar abgrenzen zwischen der Be- stimmung der chemischen Zusammensetzung zum Einen (Angabe in Ein- heit der einzelnen Elemente- Ca, Mg, ...) und der Bestimmung der mineralo- gischen Zusammensetzung zum Anderen (Angabe in Einheit der einzelnenMineralphasen – CaCO3, Mg2SiO4, ...). Das Wort wird so auch im Buch von Markl - Minerale und Gesteine verwendet. Allerdings findet sich auch dort keine eindeutige Definition des Begriffs. Wichtig ist, dass man z.B. bei der Röntgendiffraktometrie die Mineral-(phasen) bestimmt und nicht die Che- mie an sich, während man bei der Röntgenfluoreszenzanalyse die Element- gehalte bestimmt. Deshalb werden beide Methoden häufig gemeinsam ver- wendet um nicht nur zu wissen welche Elemente enthalten sind, sondern auch auf welche Minerale sie verteilt sind.

1. Mit dem Zusatz der „-phase“ wollte ich auf diesen Unterschied hinweisen, denn wenn Sie die Definition einer Phase (ohne Mineral) nachschauen wer- den Sie feststellen, dass damit ein räumlicher Bereich mit gleichen Materi- aleigenschaften gemeint ist. Dabei kann die Chemie im bestimmten Rah- men unterschiedlich sein- etwas mehr oder weniger Eisen z.B. Wenn Sie die Polarisationsmikroskopie verwenden, können Sie über die Inter- ferenzfarben ein Mineral mit viel Übung recht eindeutig bestimmen. Eine Aus- sage wie viel von welchem Element enthalten ist können Sie aber nicht treffen, auch wenn Sie die Formel des Minerals kennen und in etwa bestimmen kön- nen wie viel Prozent das Mineral am Gestein ausmacht.

Wenn Sie alle Übungsaufgaben durchgerechnet und verstanden haben, dann sollten Sie die Klausuraufgaben lösen können. Diese werden sich aber natür- lich etwas von den Übungsaufgaben unterscheiden.

Wie in der Klausur zu PRuR I wird es einen Klausurteil mit dem Multiple- Choice-Fragentyp geben.

Lösung 1: Eine zwischengeschaltete Schicht niedrigerer Geschwindig- keit:

Eine Kopfwelle entsteht nur, wenn die Wellengeschwindigkeit in der nächsten Schicht höher ist als in der vorherigen (siehe Folie 17 der Prä- sentation, Snelliussches-Brechungsgesetz; oder in Clauser: Grundlagen der angewandten Geophysik – Seite 174 f.). Ist die Zwischenschicht aus einem weniger dichten Material mit langsameren Wellengeschwindigkeiten, entste- hen keine Kopfwellen und die Schicht wird nicht erkannt.

Lösung 2: Eine Schicht mit zu geringem Geschwindigkeitszuwachs:

Auch wenn der Geschwindigkeitszuwachs zu gering ist wird man die Schicht nicht erkennen können, da die kritische Entfernung extrem groß wäre (umso größer das Verhältnis v2/v1, desto geringer ist die kritische Entfernung; also umgekehrt umso kleiner das Verhältnis umso weiter ist die kritische Entfernung).

Formel kritische Entfernung xc = 2dtan(ic) = 2d sin(ic) / .......

Aus der Fragestellung sollte ersichtlich sein wie man aus dem errechneten Wert auf die Wirtschaftlichkeit schließen soll: „Sie erkunden ein Tal mittels Re- fraktionsseismik. Über den direkten Untergrund wissen Sie, dass es sich um einen lockeren Hangschutt handelt, welcher eine potentielle horizontal gele- gene Lagerstätte überdeckt. Die Lagerstätte besteht aus einem zerklüfteten Tonstein mit Steinkohleflözen. Wirtschaftlich wäre die Lagerstätte nur bei einer maximalen Überdeckung von 80 m.“