Klaus KnödelHeinrich KrummelGerhard Lange(Herausgeber)
Geophysik2. überarbeitete Auflage
mit 431 Abbildungen, 122 in Farbe und 57 Tabellen
^ Springer
Inhaltsverzeichnis
EinleitungKlaus Knödel, Heinrich Krummel & Gerhard Lange
Vorbereitung geophysikalischer MessungenJochen Schade
2.12.22.3
3
3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.10
4
4.14.24.34.44.54.64.74.84.94.10
Information und Genehmigungen (Permitting)Mobilisation und DemobilisationVermessungsarbeiten
MagnetikKlaus Knödel
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßeffekteBeispiele
GravimetrieHarald Linaner & Uwe Casten
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßeffekteBeispiele
71111
17
17181822242630313133
43
43454650515355565658
Inhaltsverzeichnis VII
GeoelektrikAlfred Berktold, Thomas Büttgenbach, Siegfried GreinwaldBernhard Wich, Franz Jacobs, Ariur Wilhelm Kolodziey, GerhardLange, Hans-Martin Maurer, EmöPräcser, Burkhard Pfeiffer,Carsten Pretzschner, Tino Radic, Gerlinde Schaumann, GezaRezessy, Joachim Sebulke, Knut Seidel, Laszlö Szabadvary, LaszlöVertesy, Richard Vogt, Peter Weidelt, Andreas Weiler & Uwe Wolff
71
5.1
5.1.15.1.25.1.35.1.3.15.1.3.25.1.3.3
5.1.45.1.5
5.2
5.2.15.2.25.2.35.2.45.2.55.2.65.2.75.2.85.2.95.2.10
5.3
5.3.15.3.25.3.35.3.45.3.55.3.65.3.75.3.85.3.9
GrundlagenPeter WeideltKlassifizierung der VerfahrenGrundgleichungenEinfache Anwendungen der GrundgleichungenDie Gleichstrom-GrundgleichungDie Wellengleichung für homogene BereicheTypischer Frequenzgang einer induktiven Übertra-gungsfunktionTypische Signalamplituden künstlicher QuellenDie elektrische Leitfähigkeit
EigenpotentialmethodeRichard Vogt, Thomas Büttgenbach, Uwe Wolf & Burkhard PfeifferPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräte und AusrüstungFeldarbeitenBearbeitung und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßeffekteBeispiele
GleichstromgeoelektrikGerhard Lange & Franz JacobsPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräte und AusrüstungFeldarbeitenAuswertung und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiele
71
717479798082
8689
101
101103103107108110111111112116
128
128132132138140152160162163
VIII
5.4
5.4.15.4.25.4.35.4.3.1
5.4.3.25.4.3.35.4.45.4.55.4.65.4.75.4.85.4.95.4.10
5.5
5.5.15.5.25.5.35.5.45.5.55.5.65.5.7
5.6
5.6.15.6.25.6.35.6.45.6.5
5.7
5.7.1
5.7.25.7.35.7.4
Inhaltsverzeichnis
Induzierte PolarisationTino Radic & Andreas WellerPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenUrsachen und Modelle zur Beschreibung des IP-Effektsim Zeit- und FrequenzbereichMeßgrößen und MeßeffekteDie Aufladbarkeit von GesteinenMeßgeräte und AusrüstungFeldarbeitenAuswertung, Ergebnisdarstellung und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßgrößenBeispiele
Mise-ä-la MasseGerhard Lange, Carsten Pretzschner & Knut SeidelAnwendungsmöglichkeitenMeßgeräte und AusrüstungFeldarbeitenBearbeitung und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiel
Geoelektrische Messung der GrundwasserbewegungJoachim SebulkeMeßgeräte und AusrüstungBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller und zeitlicher AufwandBeispiel
Elektromagnetische Zweispulen-SystemeArtur Wilhelm Kolodziey, Emö Präcser, Geza Rezessy, Knut Seidel,Laszlö Szabadväry & Laszlö VertesyPrinzip der MethodeKnut SeidelAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenFeldarbeiten
174
174176176177
183187187190192194195196199
215
217217218219222223223
228
232232235236236
241
241
244245255
Inhaltsverzeichnis
5.7.55.7.65.7.7
5.7.8
5.7.9
5.7.10
Auswertung und InterpretationFehlermöglichkeitenEM 38, EM 31, EM 34Artur Wilhelm KolodzieyMAXMINKnut SeidelGENIEArtur Wilhelm KolodzieyMAXIPROBEEmö Präcser, Geza Rezessy, Laszlö Szabadväry & Laszlö Vertesy
rx258264265
273
285
292
5.8 Transientelektromagnetik 313Siegfried Grein wald, Bernhard Wich & Ger linde Schaumann
5.8.1 Transientelektromagnetische Sondierung 313Siegfried Greinwald & Gerlinde Schaumann
5.8.1.15.8.1.25.8.1.35.8.1.45.8.1.55.8.1.65.8.1.75.8.1.8
5.8.2
5.8.2.15.8.2.25.8.2.35.8.2.45.8.2.55.8.2.65.8.2.75.8.2.85.8.2.95.8.2.10
5.9
5.9.15.9.25.9.35.9.45.9.5
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeiten und AufwandAuswertung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungBeispiel
Tiefeindringender MetalldetektorBernhard WichPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßgrößenBeispiele
VLF, VLF-R und RadiomagnetotellurikAlfredBerktoldPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeiten, Qualitätssicherung, personeller, technischerund zeitlicher Aufwand
313314315319322322323323
327
327328328329329330330330331332
335
335336336345347
5.9.65.9.7
5.10
5.10.15.10.25.10.35.10.45.10.55.10.65.10.75.10.85.10.9
Bearbeitung und Interpretation der MeßdatenBeispiel
Oberflächen-Nuklear-Magnetische ResonanzGerhard Lange & Ugur YaramanciPrinzip des VerfahrensAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiele
X Inhaltsverzeichnis
348351
362
362363364369370374376377378
6 Bodenradar 389Norbert Blindow, Thomas Richter & Hellfried Petzold
6.1 Prinzip der Methode 3896.2 Anwendungsmöglichkeiten 3916.3 Grundlagen 3916.4 Apparaturen 4026.5 Feldarbeiten 4056.6 Auswertung, Darstellung der Meßdaten und Interpretation 4066.7 Qualitätssicherung 4086.8 Personeller, technischer und zeitlicher Aufwand 4096.9 Abschätzung der zu erwartenden Eindringtiefen und 409
Amplituden6.10 Beispiele 410
7 Seismik 425Ewald Brückt, Lothar Dresen, HansA. K. Edelmann, Jürgen Fertig,Helmut Gaertner, Christoph Gelbke, Franz Kirchheimer, HeinrichKrummel, GerdLiebhardt, Dirk Orlowsky, Lutz Reimers, Karl-JosefSandmeier, Christian Schneider, Tom Utecht f & Thomas Wittka
7.1 Prinzip der Methode 425Jürgen Fertig
7.2 Anwendungsmöglichkeiten 426
7.3 Grundlagen 4297.3.1 Einführung in die Elastizitätstheorie 429
Inhaltsverzeichnis
7.3.27.3.37.3.4
7.3.57.3.67.3.77.3.87.3.9
7.47.4.1
7.4.1.17.4.1.27.4.1.2.17.4.1.2.27.4.1.37.4.2
7.4.2.17.4.2.1.17.4.2.1.27.4.2.1.37.4.2.1.47.4.2.1.57.4.2.27.4.2.2.17.4.2.2.27.4.2.2.37.4.2.2.4
7.4.2.3
7.5
Elastische Parameter und seismische GeschwindigkeitenRäumliche Wellenausbreitung und AbsorptionDas Reflexions- und Transmissionsverhalten von ebenenWellen an ebenen GrenzflächenReflexion und RefraktionOberflächenwellenDiffraktionDas Auflösungsvermögen seismischer DatenGeschwindigkeits- und Dichtewerte in Sedimenten
MeßgeräteSeismische QuellenHeinrich KrummelQuellmechanismen zur Anregung seismischer WellenTypen seismischer QuellenP-Wellen-QuellenS-Wellen-QuellenQualitätssicherung beim Einsatz seismischer QuellenAufnehmerund AufnahmeapparaturenHansA. K. EdelmannAufnehmerDas GeophonAndere AufnehmertypenDer praktische Feldeinsatz von GeophonenTypische GeophondatenQualitätssicherungAufnahmeapparaturenDer technische AufbauTechniken der StörsignalunterdrückungTypische Daten von*AufnahmeapparaturenPraktische Bedienung im Feld, Optimierung derAufnahmeparameterQualitätssicherung bei der Datenerfassung
Refraktionsseismik
XI
433437439
448454457458462
467467
469475478493498505
505505509510513515516516522524525
526
530Ewald Brückt, Franz Kirchheimer, Heinrich Krummel, GerdLiebhardt, Lutz Reimers, Karl-Josef Sandmeier & Tom Utecht f
7.5.1 Prinzip der Methode 530Karl-Josef Sandmeier & Heinrich Krummel
7.5.2 Anwendungsmöglichkeiten 5357.5.3 Datenakquisition 535
EwaldBrückl7.5.3.1 Modelle 5367.5.3.2 Meßgeometrie 5377.5.3.3 Wahl der Feldparameter 539
Xll
7.5.3.47.5.4
7.5.4.17.5.4.27.5.4.37.5.4.47.5.5
7.5.5.17.5.5.27.5.5.37.5.5.47.5.6
7.5.6.17.5.6.27.5.6.3
7.5.6.3.17.5.6.3.27.5.6.3.37.5.6.3.47.5.6.3.57.5.7
7.5.7.17.5.7.27.5.7.37.5.7.47.5.7.57.5.8
7.5.9
7.5.9.17.5.9.27.5.9.37.5.9.47.5.9.57.5.9.67.5.10
Inhaltsverzeichnis
QualitätskontrolleErstellung und Interpretation von LaufzeitfeldernEwald BrücktDarstellungInterpretationAnwendung auf klassische InversionsverfahrenSchlußfolgerungenStandard-InversionsverfahrenKarl-Josef SandmeierInteraktive 1-D-ModellierungIntercept-Zeit-MethodeGeneralized Reciprocal Method (GRM)WellenfrontenverfahrenIterative InterpretationsmethodenKarl-Josef Sandmeier & Gerd LiebhardtIterative 2-D- und 3-D-VorwärtsmodellierungsverfahrenBeispieleRefraktionstomographieTomm UtechtPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenPraktische DurchführungBeispieleCMP-Refraktionsseismik (Wellenfeldverfahren)Lutz Reimers & Dirk OrlowskyPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenKombination der CMP-Refraktionsseismik mit der GRMBeispieleEinsatz der refraktionsseismischen Standard- unditerativen Interpretationsverfahren in der PraxisKarl-Josef Sandmeier
Ansätze zur flächenhaften RefraktionsseismikFranz KirchheimerPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenPraktische DurchführungEinordnung der von der Methode gelieferten ResultateBeispielPersoneller, technischer und zeitlicher Aufwand
544545
546549552553553
556558559563566
566569573
573574574575576583
583583584590592599
600
600601602606609610616
Inhalts verzeichn i s
7.6
7.6.1
7.6.1.17.6.1.27.6.1.37.6.1.47.6.1.57.6.1.67.6.2
7.6.2.17.6.2.27.6.2.37.6.2.47.6.2.57.6.2.67.6.2.77.6.2.87.6.2.9
ReflexionsseismikHelmut Gaertner & Thomas Wittka2-D-ReflexionseismikHelmut GaertnerPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenMethodik der FeldarbeitenProzessingInterpretation und Zeit-Tiefen-TransformationBeispiele3 -D-ReflexionsseismikThomas WittkaPrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenEntwurf eines 3-D-seismischenMeßschemasMeßgeräteFeldarbeitenProcessing und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiele
XIII
620
620
620625625632639644651
651652652661661664667669670
7.7 OberflächenwellenseismikLothar Dresen & Christian Schneider
683
7.7.17.7.27.7.37.7.47.7.57.7.67.7.77.7.8
7.8
7.8.17.8.27.8.37.8.3.17.8.3.27.8.3.37.8.3.3.17.8.3.3.27.8.3.4
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenFeldarbeitenAuswertung und InterpretationQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiel
BohrlochseismikChristoph GelbkePrinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenMeßmethoden mit BeispielenHochfrequenz-Bohrlochseismik beim LoggingQuelle und Aufnehmer im selben BohrlochQuelle und Aufnehmer in unterschiedlichen BohrlöchernParalleldurchschallungTomographieVertikale Seismische Profile (VSP)
683685685688690691693693
699
699702703703704707707710714
XIV Inhaltsverzeichnis
7.8.4 Meßgeräte 7177.8.5 Personeller, technischer und zeitlicher Aufwand 7207.8.6 Qualitätssicherung 722
7.9 Meßgrößen und Maßeinheiten der seismischen Verfahren 725
8 Geothermik 727Christian Oelsner, Eckart Hurtig & Gerhard Brandt
8.18.28.38.48.58.68.78.88.98.10
9
9.19.29.39.49.59.69.79.89.99.10
10
10.110.2
10.310.3.110.3.2
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandZu erwartende MeßeffekteBeispiele
RadiometrieChristian Oelsner & Heinz Schubert
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenBearbeitung und Interpretation der MeßdatenQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandAbschätzung der zu erwartenden MeßeffekteBeispiele
AerogeophysikKlaus-Peter Sengpiel
Prinzip der MethodenAnwendungsmöglichkeiten
Aeroelektromagnetische VerfahrenGrundlagen der aktiven FlugelektromagnetikBeispiele
727728728730733734735736736737
747
747748749756758759760761761762
771
771773
774777788
Inhaltsverzeichni s
10.410.4.110.4.210.4.3
10.4.4
10.510.5.110.5.210.5.310.5.4
10.5.5
10.6
11
11.111.211.311.4
11.511.5.111.5.211.5.311.5.411.5.511.5.611.5.711.5.7.111.5.7.211.5.7.311.5.7.4
11.6
11.6.111.6.211.6.3
AeromagnetikBesonderheiten der magnetischen FlugvermessungMeßgeräteDarstellung und Auswertung aeromagnetischerMeßergebnisseBeispiel
AeroradiometrieBesonderheiten der radiometrischen FlugvermessungMeßgeräteAnwendungsmöglichkeitenDarstellung und Interpretation radiometrischerMeßergebnisseBeispiel
Personeller, technischer und zeitlicher Aufwand
BohrlochgeophysikGerhard Zscherpe "f & Dieter Steinbrecher
Prinzip der BohrlochmessungAnwendungsmöglichkeitenMeßtechnikMeßbedingungen, Teufenauflösung und Aussagebereich
BohrlochmeßverfahrenElektrische BohrlochmessungenElektromagnetische BohrlochmessungenAkustische BohrlochmessungenMessung der natürlichen Gamma-StrahlungAktive Messung mit Gamma-Strahlung in BohrungenMessung mit Neutronen-StrahlungTechnische BohrlochmessungenKalibermessungMessung des BohrlochverlaufsMessung der vertikalen FlüssigkeitsströmungOptische Untersuchungen, Bohrlochfernsehen
Projektierung, Ausführung und Qualitätssicherung vonBohrlochmessungenAuswahl des MeßprogrammsAusführung der MessungQualitätssicherung
XV
792792794795
796
798798805805806
806
808
811
811812813821
823830841845853859869885885885886886
886
886887888
XVI Inhaltsverzeichnis
11.7 Auswertung und Interpretation 88911.7.1 Auswertung 88911.7.2 Interpretation 89111.7.3 Korrelation der Meßkurven 893
11.8 Personeller, technischer und zeitlicher Aufwand 89611.9 Beispiele 897
12 Geophysikalische Penetrationssondierungen 919Imre Fejes, Laszlö Szabadväry, Laszlö Verö & Jänos Sticket
12.1 Prinzip der Methode 91912.2 Anwendungsmöglichkeiten 92112.3 Grundlagen 92212.4 Meßgeräte 92612.5 Feldarbeiten 92812.6 Bearbeitung und Interpretation der Meßdaten 92912.7 Qualitätssicherung 93412.8 Personeller, technischer und zeitlicher Aufwand 93412.9 Beispiele 935
13 Milieusondenmessungen 945KurtLhotzky
13.113.213.313.413.513.613.713.813.9
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeitenGrundlagenMeßgeräteFeldarbeitenAuswertung ,QualitätssicherungPersoneller, technischer und zeiüicher AufwandBeispiele
945947947951952953953954954
14 Petrophysik 965Frank Börner, Günter Buntebarth, Wolf gang G. Debschütz,Wolfgang Jäger, Johannes M. Kulenkampff, Martin Müller, JürgenR. Schopper & Ugur Yaramanci
14.1 Dichte 965Wolf gang Jäger
14.1.1 Korndichte 967
Inhaltsverzeichnis XVII
14.1.2 TrockendichteWolfgang Jäger
14.1.3 FeuchtrohdichteWolfgang Jäger
14.1.4 SättigungsdichteWolfgang Jäger
14.2 PorositätWolfgang Jäger
14.2.1 GesamtporositätWolfgang Jäger
14.2.2 NutzporositätWolf gang Jäger
14.3 Wassergehalt und Sättigung
14.3.1 WassergehaltWolfgang Jäger
14.3.2 SättigungsgradWolf gang Jäger
14.3.3 HaftwassersättigungWolfgang G. Debschütz
14.4 Porengeometrische Parameter14.4.1 Porenradienverteilung
Johannes M. Kulenkampff& Wolfgang G. Debschütz14.4.2 Spezifische innere Oberfläche
Johannes M. Kulenkampff
971
974
977
978
981
982
984
984
986
988
991991
995
14.5
14.6
14.714.7.1
14.7.2
14.7.3
14.7.4
14.7.5
DurchlässigkeitWolf gang JägerAusbreitungsgeschwindigkeit elastischer WellenWolf gang Jäger
Elektrische EigenschaftenSpezifischer elektrischer WiderstandWolf gang JägerGrenzflächenleitfähigkeitJürgen R. Schopper, Johannes M. Kulenkampff & Wolfgang G.DebschützPolarisieibarkeit, Frequenzeffekt, PhasenverschiebungFrank BörnerDielektrizitätszahlUgur Yaramanci & Johannes M. KulenkampffEigenpotentialUgur Yaramanci & Wolfgang G. Debschütz
999
1005
10081009
1014
1017
1020
1023
XVIII
14.8
14.9
14.1014.11
15
15.115.2
15.315.3.115.3.215.3.3
15.415.515.615.715.815.9
Magnetische SuszeptibilitätWolfgang JägerWärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit undspezifische WärmekapazitätGünter BuntebarthNormenNMR-LaborverfahrenMartin Müller & Ugur Yaramanci
In-situ-ÜberwachungFranz König, Klaus Knödel, Klaus-Henrik Mittenzwey,Peter Weidelt
Prinzip der MethodeAnwendungsmöglichkeiten
GrundlagenMilieuparameterOptische SpektroskopieElektromagnetische Überwachung
MeßgeräteFeldarbeitenAuswertungQualitätssicherungPersoneller, technischer und zeitlicher AufwandBeispiele
GlossarSachverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1029
1030
10321034
1045
10451047
1048104810481052
105610611063106310641064
10771087