Gravimetrie Statisches Quarzgravimeter (Masse-Feder-System) zur Bestimmung relativer Änderungen der Erdschwerebeschleunigung Dg

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1 Gravimetrie - 17 Petrophysik: Dichteunterschiede Dd Quarzitschiefer, Phyllite (Grundgebirge): Nephelinbasalt (massiv): Pechsteinporphyr (Kugelpechstein), Rhyolith (quarzarmer Porphyr): andsteine (starker Porositätseinfluß): (,7...,9) 13 kg/m3 (,9...3,) 13 kg/m3 (,...,6) 13 kg/m3 (,...,) 13 kg/m3 Messtechnik: tatisches Quarzgravimeter (Masse-Feder-ystem) zur Bestimmung relativer Änderungen der Erdschwerebeschleunigung Dg - Dg ~ Dl : 1 mgal = 1 m/s, Änderung der Federlänge Dl» 1-7 m, Autograv CG-, cintrex, Kanada, 7: selbstregistrierend.

2 Messung: Bestimmung von relativen Änderungen der Erdschwerebeschleunigung Dg Punktabstand: Dx = m, chleifenmessung: Basispunkt Messpunkte Basispunkt, Gangbestimmung des Gravimeters am Basispunkt Ba, Profil P, P1, Präzisionsnivellement Bestimmung der relativen Höhe DH aller Profilmesspunkte mit einer Genauigkeitsforderung von ± cm (gravimetrische Reduktionen). Elektronisches Nivellement Leica printer, Profil P, P1.

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4 Felddaten: Gravimetrie, Nivellement - Hochladen Wiki Gravimetrie: Gruppe: D, Profil P, Datum Bemerk. Ba Ablesung (mgal) D (mgal) Zeit :: :33:47 Nivellement: dh berechnen Gruppe: D, Profil P, Datum dh in m , Profil P1, x = 48 m: Gruppe B + C Wiederholungsmessung Auswertung Differenzen - Genauigkeit

5 17, Nivellement, normierte relative Höhen dh, Profil P: x = 84 m, dh = m 3 dh(norm) in m 3 N traße Profil P dh(norm), n = 63 Min.:. m Max.: m dh(norm) in m NE Waldbühne Profil P dh(norm), n = 63 Min.: 4.86 m Max.:.184 m

6 17, Wiederholungsmessung Nivellement, Profil P1, Gr. B und C NE Kreuzung Gr. B Gr. C -1 - dh in m Diff(Gr.B - Gr.C) in m.3. Diff., n = Min.:. m Max.:.331m Mean:. m

7 Instrumentengang CG- am Basispunkt Ba , Profil P, Gr. D, A , Profil P1, Gr. B, C 8:: dg(t) = - A* t (min) n = 6, R =.964 8:1: dg in mgal 14:17: dg(t) = - B * t (min) n =, R = :9: t in min 4 Gangkorrektur: g - dg(t) (-.1) mgal 3 36

8 dg in mgal , Profil P: Gangkorrektur g - g(t), Normierung auf x = m N traße x=m dg = mgal dg (norm), n = 63 Min.: -.99 mgal Max.: 8.6 mgal Datenanalyse: tandardabweichung D.1.1 D in mgal m

9 17, Profil P, Datenanalyse: Tilt X, Y (n = 6) 1 X-tilt Y-tilt X, Y in arcsec m

10 17, Profil P1: Gangkorrektur g - g(t), Normierung auf x = m 4 NE Waldbühne x = 6 m Gr. B +C dg in mgal 3 3 dg (norm), n = 44 Min.: mgal Max.: 3.13 mgal 1 1 x=m dg = mgal Datenanalyse: tandardabweichung D.1 D in mgal

11 17, Profil P1, Datenanalyse: Tilt X, Y (n = 6) 1 1 X, Y in arcsec 1 X-tilt Y-tilt

12 17: Profil P, P1 Gangkorrigiert relative chwerebeschleunigung dg, Bezug x = m, dg = mgal Relative Höhe dh, Bezug tiefster Punkt Profil P, x = 84 m, dh = m dg in mgal NE Waldbühne 1 dg in mgal 3 N traße dh in m 9 dh in m 1

13 Weitere Bearbeitungsschritte: Reduktionen: Profil P; P1, '' Berechnung BOUGUER-Anomalie: Dg = Dg + d g H - d g B - dg Linearer Regionalfeldansatz und Berechnung des Lokalfeldes der BOUGUER-Anomalie: Dg ''lok = Dg ''- Dg ''reg Berechnung des Betrages des Horizontalgradienten in x - Richtung, große Beträge des Gradienten bilden Dichte-Grenzen im Untergrund ab: (Dg ''lok ( x1 ) - Dg ''lok ( x3 )) é1e = 1-9 s - ù Dg ''lok, x ( x ) = ë û (4) 1E - Eötvös

14 3 Ascherhübel Beispiel: Profil P 13 Nivellement Freiluftreduktion (Höhenreduktion) dh in m Reduktionen: ortsabhängige Einflüsse N Försterei traße 1 Reduktionshöhe H 1 dh = m x = 8 m dgh =.386 (mgal / m)* H (m) Reduktionsniveau - BOUGUER-Reduktion (Plattenreduktion) -1 - dgb =.4193 * H (m) * db (13 kg/m3) db =.*13 kg/m3 - Reduktionsdichte Normalschwerereduktion Erdellipsoid d = mgal am südl. Punkt 6 dg red in mgal d = +.8 mgal/km nach N x = - 8 m d = mgal 1 x = 8 m dgh = dgb = mgal Ba

15 dg Normalschwerereduktion Profile P, P1 dg = +.8 mgal/km nach N dh = m

16 17, Reduktionen Profil P Freiluft(Höhen)-Reduktion BOUGUER(Platten)-Reduktion (dred = kg/m3) Normalschwere-Reduktion Normierte Höhe dh 9 8 N traße 6 n = 63 dg(h) Min.: Max.: 8.7 dg(b) dgamma (mgal) dh in m dg red in mgal 7

17 17, Reduktionen Profil P1 Freiluft(Höhen)-Reduktion BOUGUER(Platten)-Reduktion (dred = kg/m3) Normalschwere-Reduktion Normierte Höhe dh 9 8 NE Waldbühne 7 dg(h) Min.: Max.: dg(b) dgamma (mgal) dh in m dg red in mgal 6 n = 63

18 17, normierte BOUGUER-Anomalie, x = m, dg'' = mgal Dg '' = Dg + d g H - d g B - dg 4 gestörte Punkte Tilt X, Y dh in m dg'' in mgal 3 N traße Profil P 9 4 NE Waldbühne dh in m dg'' in mgal 3 Profil P1

19 Regionale Gravimetrie Freistaat achsen 1 : 4 Isolinien: 1 mgal Regionaler W - NNE Anstieg von dg'' im Messgebiet

20 17, BOUGUER-Anomalie dg'' und linearer Regionalfeld-Ansatz dg''reg für die Profile P, P1 N traße 4 3. NE Waldbühne Profil P 3 Profil P1. dg'' in mgal dg''reg / x = 3 mgal / 1 m dg''reg = (. mgal/m) * x

21 17, Lokalfeld BOUGUER-Anomalie dg''lok für die Profile P, P1 Interpretation "oberflächennahe Dichteverteilung" Dg ''lok = Dg ''- Dg ''reg N traße Profil P 1.6 dg''lok in mgal Profil P NE Waldbühne

22 17, Lokalfeld BOUGUER-Anomalie dg''lok und Horizontalgradient dglok(x) Interpretation "oberflächennahe Dichteverteilung" (Dg ''lok ( x1 ) - Dg ''lok ( x3 )) Dg ''lok ( x ) = (4) dg''lok dg''lok (x) gestört Profil P1 dg''lok dg''lok (x) 1.6 dg'' in mgal NE Waldbühne dg''lok (x) in E dg'' in mgal N traße Profil P dg''lok (x) in E.4

23 Beispiel Interpretation: Profil portplatz (NW) Mühlweg (E)

24 Interpretation Gravimetrie Magnetik, Beispiel Profil portplatz - Mühlweg 6 NW E Mühlweg 3 portplatz dh in m dt in nt Kugelpechstein Grundgebirge 6 Rhyolith. 1 9 E mgal dg''lok, x in E dg''lok 8 -.4

25 Lage Mess-Profile P, P1 Verlauf Grundgebirge nach Gravimetrie m, dh = m Hochwert m 68?? 67 P 66 P m Rechtswert Basis: x = m Anschluss P, P1: dg = mgal dh = m

26 17, Profil P, Lokalfeld BOUGUER-Anomalie dg''lok und Horizontalgradient dglok(x) Magnetische Anomalie dt (16) und Höhenprofil dh dg''lok dg''lok (x) dg'' in mgal N traße 14 gestört 1 1 törung? andsteinwechsel dg''lok (x) in E Geologisches Profil: Pläner-, Quadersandstein, Ryholith, Kugelpechstein, Grundgebirge 9 dh in m dt in nt

27 17, Profil P1 Lokalfeld BOUGUER-Anomalie dg''lok und Horizontalgradient dglok(x) Magnetische Anomalie dt (16) und Höhenprofil dh dg''lok dg''lok (x) dg'' in mgal NE Waldbühne törung? andsteinwechsel törung? andsteinwechsel dg''lok (x) in E Rhyolith verdeckt Geologisches Profil: Pläner-, Quadersandstein, Ryholith, Kugelpechstein, Grundgebirge 9 dh in m dt in nt

28 Praktikumsbericht Tharandter Wald Abgabetermin: Fr Auswertetermin: Anfang November, s. Netz Gliederung Geophysikalischer Teil Geophysikalische Verfahren (Gravimetrie, Magnetik) 1. Physikalische Grundlagen,. Petrophysikalische ituation (magnetische uszeptibilität, Dichte), 3. Anlage und Durchführung der Messungen (Profillagen, Punktabstände, Basispunkte usw.), 4. Messgrößen und Messgeräte,. Bearbeitung der Messergebnisse (Korrektur, Reduktionen), 6. Darstellung und Interpretation (Fläche, Profile). Integrierende Interpretation geologisch-geophysikalischer Ergebnisse.