Inhaltsverzeichnis. an der Bergakademie Freiberg

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1 Inhaltsverzeichnis 1. Geoelektrik Allgemeine Grundlagen 13 Dr. rer. nat. habil. ROLF RÖSLER, ordentlicher Professor für Geophysik Physikalische Gesetze Vorbemerkungen Die Feldgrößen und ihre Verknüpfungen Skalar- und Vektorpotentiale und die Wellengleichung Magnetisches Vektorpotential und elektrisches Skalarpotential Elektrisches Vektorpotential und magnetisches Skalarpotential Periodische Vorgänge, harmonische Felder HERTZsche Vektoren Stetigkeitsbedingungen Berechnungsmethoden für elektromagnetische Felder Analytische Lösungen Primär- oder Normalfelder Numerische Näherungsverfahren Die Einteilung der Geoelektrik Einteilung nach den Ursachen der Felder Einteilung nach den wesentlichen Merkmalen der Felder Physikalische Eigenschaften der Gesteine Übersicht Meßprinzipien zur Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstandes Messungen im Labor Messungen in situ Meßprinzipien zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante Gleichstrommethoden 30 Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZER, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. rer. nat. habil. GOTTFRIED PORSTENDORFER, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. rer. nat. habil. ROLF RÖSLER, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. phil. FRANZ WEBER, ordentlicher Professor für Erdölgeologie und angewandte Geophysik an der Montanuniversität Leoben Theoretische Grundlagen 30

2 8 Inhaltsverzeichnis Kennzeichnung der Gleichstrommethoden Stromzuführung mittels Elektroden und Messung des spezifischen Wider- - Standes Punktelektroden Erdungswiderstand von Elektroden Scheinbarer spezifischer elektrischer Widerstand Widerstands-Tiefensondierung Potentialverteilung im geschichteten Halbraum Numerische Berechnung durch Reihenentwicklung Numerische Berechnung mittels Filterkoeffizienten Inverse Aufgabe der Widerstandsgeoelektrik Beeinflussung der Potential- und Stromdichteverteilung im Boden durch besser oder schlechter leitende Einlagerungen Einlagerung (Störkörper) im homogenen Feld '. Einlagerung im Feld einer Punktelektrode Allgemeine apparative und methodische Voraussetzungen Widerstands-Tiefensondierung Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Widerstandsprofilierung (-kartierung) Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Aufladungsmethode (Methode mise a la masse) Prinzip Darstellung der Meßergebnisse, Grundlagen der Auswertung und einige Anwendungen Niederfrequenzmethoden 91 Dr. rer. nat. habil. GOTTFRIED PORSTENDORFER, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. rer. nat. habil. ROLI 1 RÖSLBR, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. mont. habil. RUPERT SCHMÖLLER, Universitätsdozent am Institut für Geophysik der Montanuniversität Leoben Theoretische Grundlagen Charakterisierung der Niederfrequenzmethoden Spezielle Primärfelder Homogene magnetische Wechselfelder Das Feld eines Dipols Das Feld eines magnetischen Dipols Der Linienstrom im freien Raum Beeinflussung homogener Felder durch leitende Einlagerungen Leitende Kugel im homogenen niederfrequenten Magnetfeld Leitender Zylinder im homogenen niederfrequenten Magnetfeld Beeinflussung elektromagnetischer Felder durch den geschichteten Halbraum Ebene Wellen Vertikaler magnetischer Dipol Horizontaler magnetischer Dipol Das Feld des elektrischen Dipols 106

3 Inhaltsverzeichnis Das Feld eines Linienstromes Beschreibung der Wirkung einer leitenden Einlagerung im magnetischen Wechselfeld mit der Leiterkreistheorie Die Kopplung zweier Spulen an der Erdoberfläche Allgemeine apparative und methodische Voraussetzungen Magneto-Tellurik Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Elektromagnetische Profilierung Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Elektromagnetische Sondierung Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Hochfrequenzmethoden 139 Dr. mont. HEINRICH JANSCHBK, a. o. Professor für Gerätekunde in der Geophysik an der Montanuniversität Leoben Dr. mont. HERMANN MAURITSCH, a. o. Professor für angewandte Geophysik und Paläomagnetik an der Montanuniversität Leoben Dr. rer. nat. habil. ROLF RÖSLER, ordentlicher Professor für Geophysik an der Bergakademie Ereiberg Dr. phil. PETER STEINHAUSER, a. o. Professor für Geophysik an der Universität Wien Theoretische Grundlagen, Allgemeine Grundlagen Normale und anomale Felder von Rundfunksendern Modellgesetze Abschirmung und Beugung von elektromagnetischen Wellen an leitenden Schichten VLF-Methode Allgemeine Grundlagen und Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Radiowellendurchstrahlung Allgemeine Grundlagen und Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Radarmessungen Allgemeine Grundlagen und Prinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Methoden auf der Grundlage physiko-chemischer Felder 174 Dr. mont. HEINZ AIGNER, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Geophysik der Forschungsgesellschaft Joanneum, Leoben Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZER, ordentlicher Professor für Geophysik Eigenpotential- und Filtrationspotentialmethode 174

4 / 10 Inhaltsverzeichnis Allgemeine Grundlagen und Prinzip Methodische und apparative Voraussetzungen Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Methode der Induzierten Polarisation Allgemeine Grundlagen und Prinzip Methodische und apparative Voraussetzungen Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Messungen unter Laborbedingungen Messungen im Gelände Anwendungen ' Literatur Geothermik 215 Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZEE, ordentlicher Professor für Geophysik Dr. rer. nat. habil. CHRISTIAN" OBLSNER, a. o. Dozent für Geophysik an der Bergakademie Freiberg Dr. phil. FRANZ WEBER, ordentlicher Professor für Erdölgeologie und ' angewandte Geophysik an der Montanuniversität Leoben 2.1. Allgemeine Grundlagen Physikalische Gesetze, i Wärmeleitung Wärmekonvektion Wärmestrahlung Einteilung der Geothermik Physikalische Gesteinseigenschaften und Grundlagen ihrer Bestimmung Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit Definition; Abhängigkeiten von Druck, Temperatur und anderen petrophysikalischen Parametern Meßprinzipien zur Bestimmung von Wärme- und Temperaturleitfähigkeiten Labormessungen (Я und h) Messungen in situ (X) Die radiogene Wärmeproduktion und deren Abhängigkeit von -petrophysikalischen Parametern» Wärmestrommessungen Theoretische Grundlagen Meßapparaturen für Wärmestrommessungen auf dem Festland und auf See Besonderheiten bei der Auswertung und Interpretation von Wärmestrommessungen Einfluß des Reliefs Einfluß geologischer Prozesse Zusammenhang zwischen Krustenalter sowie Krustendicke und Wärmestrom Wirkung von Intrusionskörpern Einfluß technischer Prozesse Einfluß des Bohrvorganges Ermittlung der ungestörten Gebirgstemperatur Endlagerung radioaktiver Stoffe Ergebnisse von Wärmestrommessungen 241

5 Inhaltsverzeichnis И 2.3. Geothermische Oberflächenerkundung Temperaturmessungen in Flachbohrungen Theoretische Grundlagen Wirkung einer periodisch veränderlichen Oberflächentemperatur Veränderung des Temperaturfeldes durch Einlagerungen unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit Apparatur und Meßmethodik Anwendungen Infrarot- (IR-) Oberflächenerkundung Theoretische Grundlagen Allgemeine apparative und methodische Voraussetzungen Punkt- bzw. Profilmessungen Meßprinzip und Apparaturen Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Wärmebildtechnik (Thermographie) Meßprinzip und Apparaturen Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Literatur Radiometrie und Kerngeophysik 279 Dr. rer. nat. KARL KÖHLER, Honorardozent für angewandte Geophysik 3.1. Physikalische Grundlagen Radioaktive Strahlung Strahlungsmessung Kinetik Ein Nuklid Zwei Nuklide Statistik Petrophysikalische (geochemische) Grundlagen Natürlich radioaktive. Nuklide Urnuklide Die Familie des Uraniums Die Familie des üraniums Die Familie des Thoriums Die Verteilung der Radionuklide in der Erdkruste Radiometrische Analyse Allgemeine Grundlagen Analyse auf ein Nuklid Meßanordnungen Analyse auf zwei und mehr Nuklide Güte der Meßergebnisse Weitere Analyseverfahren Vorbereitung der Proben Analyse von unvorbereiteten Proben Radiometrische Aufnahme Petrophysikalische Aufnahme Radon-Aufnahme y-aufnahme 313

6 12 Inhaltsverzeichnis 3.6. Radiometrische Verfahren im Bergbau auf radioaktive Erze Suche Radon-und Helium-Aufnahme y-aufnahme Erkundung y-bohrlochmessung y-probenahme Gewinnung und Anreicherung y-analyse des Fördergutes y-anreicherung des Fördergutes Verarbeitung Radiometrische Verfahren im Kalibergbau Kerngeophysik Allgemeine Grundlagen Kernphysikalische Stoffanalyse Anwendungen in der Ingenieurgeologie Anwendungen im Bergbau Literatur Ausgewählte Kapitel der Aerogeophysik 342 Dr. phil. WOLFGANG SEIBEEL, a. o. Professor für angewandte Geophysik am Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien 4.1. Aero-elektromagnetische Meßmethoden Allgemeines und Einsatzgrundsätze Aero-elektromagnetische Meßverfahren im Frequenzbereich Schleppkörpermethode Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Meßverfahren mit Festinstallation von Sonde und Empfänger am Fluggerät Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Phasenverschiebungsmethode Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Aero-elektromagnetische Methoden mit großen Stromschleifen Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung VLF-Methode Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Aero-elektromagnetische Messungen im Zeitbereich Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Anwendungen Aeroradiometrie Allgemeines, Einsatzgrundsätze, Meßprinzip Darstellung der Meßergebnisse und Grundlagen der Auswertung Literatur 359 Sachverzeichnis 361