Inhaltsverzeichnis.

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1 Inhaltsverzeichnis 1. Theoretische Grundlagen der angewandten Gravimetrie und.magnetik Dr. rer. nat. habil. ROLF RÖSLER, ordentlicher Professor für. Geophysik an der Bergakademie Freiberg ' Einleitung Zielstellung Die potentielle Energie Die Potentialfunktion Das NBWTONsche Volumenpotential NEWTONsches Gravitationspotential Das Gravitationsgesetz und die Bestandteile des Schwerevektors Einige Eigenschaften der Äquipotentialflächen 1' ' Die räumliche und flächenhafte Massenverteilung Das Potential einer räumlichen Massenverteilung... : Die Ableitungen des Volumen-und des Flächenpotentials Das Potential im Inneren Die Existenz des Potentials Das Potential einer masseerfüllten Kugel Die BouGUEB-Platteriwirkung Die Schwerewirkung einer Kreisscheibe Die ebene BouotTEH-Platte Die sphärische BoT/GtrER-Platte Einige Störkörperformeln Die Kugel Der Quader Die vertikale halbunendliche Sä,ule Die horizontale halbunendliche Säule Die Viertel-Platte Höhere Potentialableitungen für den Quader und seine Spezialfälle Weitere Störkörperformeln Dipol- und Multipol-Potentiale Das Dipolpotential Das Potential einer Doppelschicht Die Entwicklung des Volumenpotentials in Multipolpotentiale ' Das Multipolpotential Eine Reihenentwicklung des reziproken Abstandes Die Reihenentwicklung des Gravitationspotentials der Erde, Die Entwicklung des Magnetfeldes der Erde nach Kugelfunktionen Das Potential und das Magnetfeld magnetisierter Körper Das Problem der Berechnung geomagnetischer Anomalien Der Zusammenhang mit dem Schwerepotential 40

2 8 Inhaltsverzeichnis Die Anomalien des magnetischen Feldes Einige Störkörperformeln für magnetische Anomalien Die Kugel Der Quader Spezialfälle des Quaders Ebene Potentialfelder Das logarithmische Potential Die Ableitungen des Potentials. * Körper beliebigen Querschnitts Die ebene Flächenmasse Die Darstellungen des Potentialgradienten mittels komplexer Funktionen Einige Störkörperformeln Horizontaler, homogener Kreiszylinder Die halbunendliche, dünne Platte Das horizontale Rechteck-Prisma Die senkrechte Stufe Die geneigte Stufe Das Prisma mit Polygonquerschnitt Die geneigte Platte Störkörperformeln für magnetische Anomalien (ebener Fall) Der horizontale Kreiszylinder Die geneigte Stufe Weitere Störkörperformeln Grundlagen der Interpretation ' Die Mehrdeutigkeit der Interpretation ' Feldtransformationen.' Die Aufgabe der Feldtransformationen Die Feldfortsetzung Die Berechnung höherer vertikaler Ableitungen Die Spektraldarstellung des Potentials und seiner Ableitungen mittels FouRiER-Transformation Die Transformation magnetischer Anomalien Die Glättung der transformierten Feldgrößen Anwendung auf ebene Probleme Inverse Aufgaben Angewandte Gravimetrie Dr. rer. nat. HARALD LIUDNER, wissenschaftlicher Oberassistent am Wissensehaftsbereich Angewandte Geophysik der Bergakademie Freiberg Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZER, ordentlicher Professor für Geophysik an der Bergakademie Freiberg ' Dr. mont. GEORG WALACH, Universitätsdozent am Institut für Geophysik der Montanuniversität Leoben 2.1. Geophysikalische, geologische und ingenieurtechnische Grundlagen Das Schwerefeld der Erde Ursache und Größenordnung von Schwereanomalien Aufgabenstellung, Einsatzkriterien und Grenzen der Anwendung Meßgrößen und Meßgeräte Meßgrößen Gravimeter 68

3 Inhaltsverzeichnis Gradientenmesser Vorbereitung und Durchführung von Messungen Eichung Bezugs- und Anschlußpunkte, Schwerenetze Gangbestimmung Punktabstand Regionalaufnahme Spezialaufnahme Mikroaufnahme v Messungen unter besonderen Bedingungen See- und Flugzeugmessungen Schacht- und Bohrlochmessungen Untertagemessungen Gradientenmessungen Reduktionen und Anomalien Zielstellung Normalschwerereduktion Freiluftreduktion....' Geländereduktion für Messungen über- und untertage BotJGUER-Reduktion 103_ Isostatische Reduktion BouGTTER-Anomalie Freiluft-Anomalie Isostatische Anomalie Petrophysikalische Grundlagen der angewandten Gravimetrie Klassifikation von Dichten Dichtewerte verschiedener Gesteine Dichtebestimmung mit Labormethoden Dichtebestimmung mit gravimetrischen Methoden Angewandte Magnetik Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZER, ordentlicher Professor für Geophysik an der Bergakademie Freiberg Dipl.-Geophys. REINER SCHEIBE, wissenschaftlicher Gruppenleiter im VEB Geophysik Leipzig Dr. phil. WOLTOANG SEIBERL, a. o. Professor am Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien 3.1. Geophysikalische, geologische und ingenieurtechnische Grundlagen Magnetfeld der Erde und magnetische Anomalien Aufgabenstellung und Einsatzkriterien Meßgrößen und Meßgeräte Meßkomponenten Mechanisch-optische Magnetometer (Feldwaagen) Sättigungskernmagnetometer (Ferrosonde, FÖRSTER-Sonde, fluxgate- Magnetometer) Kernpräzessionsmagnetometer (Protonenmagnetometer, Kerninduktionsmagnetometer) Absorptionszellenmagnetometer (Quantenmagnetometer, Magnetometer mit optisch gepumpten Gasen) Apparative, zweckgebundene Besonderheiten Vorbereitung und Durchführung von Messungen 150

4 10 Inhaltsverzeichnis Eichung Anschluß der Messungen, magnetische Netze Fehlerbestimmung Profil- und Punktabstand Regionalaufnahme T Spezialaufnahme Mikroaufnahme Gradientenmessung Messungen unter besonderen Bedingungen Aeromessungen Magnetometereinbau im Fluggerät ' Flugwegbestimmungen Flughöhenbestimmung Aeromagnetisches Flugnetz Seemessungen Untertagemessungen Bohrlochmessungen Korrekturen und Reduktionen Zielstellung Variationskorrektur Instrumentengangkorrektur '...'.' Normalfeldreduktion Höhenreduktion Geländereduktion Kompilation von aeromagnetischen und seemagnetischen Messungen Paläo- und Archäomagnetik Dr. mont. HERMANN MAURITSCH, a. o. Professor für angewandte Geophysik und Paläomagnetik an der Montanuniversität Leoben 4.1. Einleitung Physikalische Grundlagen Physikalische Theorie des Gesteinsmagnetismus Remanente Magnetisierung natürlicher Gesteine Spannungseffekte und Anisotropie Die magnetischen Mineralien Die Magnetisierung natürlicher Gesteine Die Probennahme Messung der Remanenz..' Verfahren der magnetischen Reinigung Feldfreier Raum, Zuverlässigkeitstest paläomagnetischer Ergebnisse Statistische Analyse ' Vergleich paläomagnetischer Daten , Berechnung des paläomagnetischen Pols Darstellung paläomagnetischer Ergebnisse Paläointensitätsmessungen Ergebnisse paläomagnetischer Untersuchungen Magnetostratigraphie Polwanderung und Kontinentaldrift Paläogeographie 219

5 Inhaltsverzeichnis ' Praktische Anwendungsbeispiele Archäomagnetik Bearbeitung und Interpretation der gravimetrischen und magnetischen Meßergebnisse., Dr. rer. nat. HARALD LINDNER, wissenschaftlicher Oberassistent am Wissenschaftsbereich Angewandte Geophysik der Bergakademie Freiberg,, Dr. rer. nat. habil. HEINZ MILITZER, ordentlicher Professor für Geophysik an der Bergakademie Freiberg Dr. rer. nat. habil. ROLF RÖSLER, ordentlicher Professor für Geophysik an der Bergakademie Freiberg Dipl.-Geophys. REINER SCHEIBE, wissenschaftlicher Gruppenleiter im VEB Geophysik Leipzig 5.1. Zielstellung ' Bearbeitungsverfahren und Interpretationsbeispiele Verfahren der Feldtransformation Regional-und Lokalfeld Wellenlängenfilterung Feldfortsetzung Vertikalgradient Zweite Ableitung Spezielle Verfahren zur Bearbeitung magnetischer Meßwerte Umrechnung magnetischer Feldkomponenten ' Polreduktion Direkte Verfahren Analytische Lösung durch Einzelmodelle Profilberechnung Abdeckverfahren (stripping) Indirekte Verfahren. :..., Näherungsverfahren Modellgebundene Masterkurven Störkörpergebundene Filterung Spektralanalyse Parameterbestimmung / Reliefberechnung Arbeiten zu speziellen Problemen der Geotechnik und des Ingenieurbaus Suche von Hohlräumen Erkundung von Aufbau und Veränderungen geschütteter Böden Erkundung archäologischer Objekte Suche künstlich magnetisierter Objekte Prognose von Erdbeben und Gebirgsschlägen Beispiele komplexer gravimetrischer und magnetischer Untersuchungen Dr. mont. GEORG WALACH, Universitätsdozent am Institut für Geophysik der Montanuniversität Leoben Dr. phil. FRANZ WEBER, ordentlicher Professor für Erdölgeologie und angewandte Geophysik an der Montanuniversität Leoben.6.1. Einführung Suche und Erkundung von Erdöl-Erdgas-Lagerstätten 295

6 12 Inhaltsverzeichnis Allgemeines Bruchstrukturen Stratigraphische Ölfallen Salzdome Suche und Erkundung von Kohlelagerstätten Suche und Erkundung von Erzlagerstätten Blei-Zink-Erze Kupfererze Komplexe Blei-Zink-Silber-Vererzung Eisenerze ' Anwendung auf spezielle geologische Fragen Begrabene Täler ("buried Valleys") Serpentinit von Kraubath (Österreich) 327 Literatur 330 Sachverzeichnis 346