Zeitschrift für Angewandte Geologie: Band 34, Heft 12 Dezember 1988 [Reprint 2021 ed.] 9783112560228, 9783112560211

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ZEITSaunFr FUR ANGEWANDTE

GEOLOGIE

12 BAND

34

DEZEMBER

1988

ISSN 0044-2259 Z. angew. Geol., Berlin 34(1988) 12, 3 5 3 - 3 8 4

AKADEMIE-VERLAG BERUN

Herausgeber: Zentrales Geologisches Institut

Zeitschrift für angewandte Geologie BAND 34

1988 INHALT

HEFT 12

C O ^ E P J K A H H E

DVOÉÂK, J. ; PAPROTH, E .

Trends der variszischen am SW-Rand wicklung Osteuropäischen Tafel S. 3 5 3 - 3 5 9 , 4 A b b . , 4 1 Lit.

Entder

TeHfl,eHi(HH B a p H c m i ü c K o r o p a 3 BHTHH w r o - 3 a n a p ; H o r o ßopTa B o c T O H H O - E B p o n e ö c K o ö njiaT(J)OpMi>I

PATZER, U . ; PBÖHL, S.

W a s ist seismische Stratigraphie? Teil 2: Anwendungsmöglichkeiten

H T O T a K o e c e ö C M H H e c K a n CTPATHrpa$HH? H a C T b 2 : B03M0IKH0CTH n p H MeHeHHH

CONTENTS T r e n d s of t h e V a r i s c a n d e v e l o p m e n t n e a r t h e S W b o r d e r of t h e East European Platform p p . 3 5 3 - 3 5 9 , 4 Figs., 44 R e f s .

CTp. 3 5 3 - 3 5 9 , 4 HJIJI., 44 JIHT. HCT.

S. 3 5 9 - 3 6 4 , 7 A b b .

W h a t is s e i s m i c s t r a t i g r a p h y ? P a r t 2 : P o s s i b i l i t i e s of a p p l i cation p p . 3 5 9 - 3 6 4 , 7 Figs.

CTp. 3 5 9 - 3 6 4 , 7 HJIJI. MENZ, J .

Die Ableitung optimaler Erkundungsnetze auf der Grundlage einer geostatistischen Einschätz u n g der Verluste u n d Verdünnungen S. 3 6 4 - 3 6 8 , 3 A b b . , 5 l i t .

B i i ß o p onTHMajibHOit pa3BenoMHOH C6TKH H a 0CH0Be reoCTaTHCTHieCKOM cmeHKH noTept H pa3y6owHBaHHH CTp. 364 — 368, 3 HJIJI., 5 JIHT. HCT.

D e d u c t i o n of o p t i m u m p r o s p e c t i o n n e t s o n t h e b a s e of g e o s t a t i s t i c a l e s t i m a t i o n of l o s t s and dilutions p p . 3 6 4 - 3 6 8 , 3 Figs., 5 R e f s .

BACHMANN, H .

Ermittlung vorläufiger Kondition e n bei der G e w i n n u n g mineralischer Rohstoffe durch Laugung oder mikrobielle Prozesse S. 3 6 8 - 3 7 0 , 3 A b b .

O n p e a e n e H H e B p e M e H H b i x KOHHHi(Hit n p n n o ß b i n e M H H e p a n b H o r o C b i p b H nOCpeflCTBOM B b i m e j i a H H BaHHH h u h c n o M o m b r o n p o i i e c COB, C B H 3 a H H b I X C R e H T e j I b H O CTbK) M H K p O O p r a H H 3 M O B CTp. 3 6 8 - 3 7 0 , 3 HJIJI.

I n v e s t i g a t i o n of p r e l i m i n a r y c o n ditions in mining mineral raw m a t e r i a l s b y l e a c h i n g or b a c teriological processes p p . 3 6 8 - 3 7 0 , 3 Figs.

KAHNT, G.

Mathematisch-statistische Ableitung von Fehlerparametern für kohlechemische Analysendaten innerhalb der E r k u n d u n g fester Brennstoffe S. 3 7 1 - 3 7 4 , 3 T a b . , 6 L i t .

MaTeMaTHiecKO-CTaTHCTHHecKoe ONPENEJIEHIIE n a p a M e T p o B OIHH6OK n a H H B i x y r n e x H M H i e c K H x aHajiH30B B xop;e pa3BeRKH TBep^bix ropioHHx HCKonaeMbix

Mathematic-statistical deduction of p a r a m e t e r s of error f o r c o a l chemical data w i t h i n t h e pros p e c t i o n of s o l i d f u e l s p p . 3 7 1 - 3 7 4 , 3 T a b l e s , 6 Refs.

SCHEUTZOW, R .

Quecksilber in Standardgesteinsproben und die Möglichkeit seiner Attestierung S. 3 7 4 - 3 7 6 , 1 A b b . , 3 T a b . , 4 L i t .

PTyTb B cTaHAapTHbix o 6 p a 3 i j a x H B 0 3 M 0 J K H 0 C T H e e aTTGCTâl^HH CTp. 8 7 4 — 3 7 6 , 1 HJIJI., 3 T a ß j i . , 4 JIHT. HCT.

Mercury in s t a n d a r d rock samples a n d t h e possibility t o its certification

HEYNE, K . - H . ; BOGNITZ, H .

Fehlerbetrachtungen zu markscheiderischen, boden- u n d gesteinsmechanischen Meßergebnissen und deren Auswirkung auf bergbausicherheitliche Parameter

PaccMOTpeHHe omH6oMHHx pe3yjibTaT0B MapKmeitRepcKHX H 3 M e p e H H Ë h a a H H b i x n o Mex a H H H e c K H M CBOHCTBaM r p y H TOB H n 0 p 0 H ' - H HX B J I H H H H e H a n a p a M e T p u 6e30nacH0CTH CTP. 3 7 6 - 3 8 2 , 1 HJIJI., 9 T a ß J l . , 1 5 J l H T . HCT. .

I n v e s t i g a t i o n i n t o errors in surveying, soilmechanical and petrophysical measuring results " and their effects on safety in mining

CTp. 371 — 374, 3 TaÖJI. 6 JIHT. HCT.

S. 3 7 6 - 3 8 2 , 1 A b b . , 9 T a b . , 15 L i t . Tagungsberichte

S. 3 8 2 - 3 8 3

Buchbesprechungen

S. 3 8 3 - 3 8 4 a

Z e i t s c h r i f t f ü r a n g e w a n d t e G e o l o g i e is i n d e x e d i n C u r r e n t C o n t e n t s / P C &

p p . 3 7 4 - 3 7 6 , 1 Fig., 3 T a b l e s , 4 K e f s .

p p . 3 7 6 - 3 8 2 , 1 Fig., 9 T a b l e s , 15 R e f s .

ES.

Titelbild: F a r n s a m e r ( P a l a e o w e i c h s e l i a de Francei A u f n a h m e : D r . A . TÖLKE, B e r l i n

BRGT),

Oberkarbon

C h e f r e d a k t e u r : D o z . D r . sc. B . KÖLBEL R e d a k t i o n s b e i r a t : D r . W . G e r s t e n b e r g e r , P r o f . D r . sc. W . J u n g , P r o f . D r . sc. P . K n o l l , P r o f . Dr. h a b i l . G. O l z a k , P r o f . Dr. sc. G. P e s c h e l , Dr. sc. R . R u s k e , Dr. R . S a l l u m , P r o f . Dr. sc. M. Störr, Dr. M. S ü s s , Prof. Dr. R . W i e n h o l z Die Z E I T S C H R I F T F Ü R A N G E W A N D T E G E O L O G I E berichtet ständig über folgende Arbeitsgebiete: Geologische Grundlagenforschung u n d Lagerstättenforschung / Methodik der geologischen E r k u n d u n g / Ö k o n o m i e u n d P l a n u n g der geologischen E r k u n d u n g / Technik der g e o l o g i s c h e n E r k u n d u n g / Geologie u n d L a g e r s t ä t t e n k u n d e i m A u s l a n d . In der Zeitschrift k ö n n e n alle strittigen F r a g e n der p r a k t i s c h e n Geologie behandelt werden. Die A u t o r e n ü b e r n e h m e n für ihre Aufsätze die übliche Verantwortung. B e z u g s m ö g l i c h k e i t e n d e r „ Z e i t s c h r i f t f ü r a n g e w a n d t e Geologie" B e s t e l l u n g e n s i n d zu r i c h t e n — in der D D R a n d e n P o s t z e i t u n g s v e r t r i e b u n t e r A n g a b e der K u n d e n n u m m e r des B e s t e l l e n d e n o d e r a n d e n A k a d e m i e - V e r l a g Berlin, Leipziger S t r a ß e 3 — 4, D D R -1086 Berlin; — i m sozialistischen Ausland a n eine B u c h h a n d l u n g f ü r f r e m d s p r a c h i g e L i t e r a t u r oder a n d e n z u s t ä n d i g e n P o s t z e i t u n g s v e r t r i e b ; — in der B R D und Berlin (West) a n eine B u c h h a n d l u n g oder a n die Auslieferungsstelle K U N S T u n d W I S S E N , E r i c h Bieber o H G , P o s t f a c h .102844, D - 7 0 0 0 S t u t t g a r t 10; — in den übrigen westeuropäischen Ländern a n eine B u c h h a n d l u n g o d e r a n die Auslieferungsstelle K U N S T u n d W I S S E N , E r i c h Bieber G m b H , General Wille-Straße 4, CH-8002 Zürich; — im übrigen Ausland a n d e n I n t e r n a t i o n a l e n B u c h - u n d Z e i t s c h r i f t e n h a n d e l ; d e n B u c h e x p o r t , Volkseigener A u ß e n h a n d e l s b e t r i e b der D e u t s c h e n D e m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k , P o s t f a c h 160, D D R - 7 0 1 0 Leipzig, o d e r a n d e n A k a d e m i e - V e r l a g Berlin, Leipziger S t r a ß e 3 — 4, D D R - 1 0 8 6 Berlin. Z e i t s c h r i f t f ü r a n g e w a n d t e Geologie H e r a u s g e b e r : Z e n t r a l e s Geologisches I n s t i t u t , Berlin, i m A u f t r a g d e s J H i m s t e r i u m s f ü r Geologie d e r D e u t s c h e n D e m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k . C h e f r e d a k t e u r : Doz. D r . sc. B . KÖLBEL, Z e n t r a l e s Geologisches I n s t i t u t T & e r l i n , F e r n r u f : 2 3 6 3 9 9 7 . A n s c h r i f t d e r R e d a k t i o n : K a s t a n i e n a l l e e 69, D D R - 1 0 5 4 B e r l i n ; F e r n r u f : 2 8 0 6 3 3 4 . V e r l a g : A k a d e m i e - V e r l a g Berlin, Leipziger S t r a ß e 3 - 4 , D D R - 1 0 8 6 Berlin; F e r n r u f : 2 2 3 6 2 0 1 o d e r 2 2 3 6 2 2 9 ; T e l e x - N r . : 114420. B a n k : S t a a t s b a n k d e r D D R , Berlin K t o . - N r . : 6836-26-20712. V e r ö f f e n t l i c h t u n t e r d e r L i z e n z n u m m e r 1279 des P r e s s e a m t e s b e i m V o r s i t z e n d e n des M i n i s t e r r a t e s d e r D e u t s c h e n D e m o k r a t i s c h e n R e p u b l i k . Gesamtherstellung: V E B Druckhaus ,,Maxim Gorki", D D R - 7 4 0 0 Altenburg. E r s c h e i n u n g s w e i s e : Die Zeitschrift e r s c h e i n t j ä h r l i c h i n e i n e m B a n d zu 12 H e f t e n . Bezugspreis j e B a n d 156,— D M zuzüglich V e r s a n d s p e s e n . Bezugspreis je H e f t 13, — D M . D e r gültige J a h r e s b e z u g s p r e i s f ü r die D D R i s t d e r P o s t z e i t u n g s l i s t e zu e n t n e h m e n . B e s t e l l n u m m e r dieses H e f t e s : 1047/34/12. Alleinige A n z e i g e n a n n a h m e : D E W A G - W e r b u n g , W i l h e l m - P i e c k - S t r a ß e 49, D D R - 1 0 5 4 B e r l i n , u n d alle D E W A G - B e t r i e b e u n d -Zweigstellen d e r Bezirke d e r D D R . © 1988 b y A k a d e m i e - V e r l a g B e r l i n . P r i n t e d in t h e G e r m a n D e m o c r a t i c R e p u b l i c . A N ( E D V ) 46337 00220

ZEITSCHRIFT FUR ANGEWANDTE GEOLOGIE

B A N D 34 / 1988 / H E F T

12

Trends of the Variscan development near the SW border of the East European Platform JAROSLAV DVORAK, B r n o ; EVA PAPROTH, K r e f e l d

Introduction F r o m beginning to end, t h e development of t h e Variscides is m a r k e d b y a continuous N / S pressure (DVORAK 1 9 8 5 a ) . S e d i m e n t a t i o n and deformation are manifestations of t h e s a m e c a u s e : t h e pressure of t h e Gondwana plate against t h e L a u r a s i a plate (PEGRTJM 1984), and c a n n o t be separated one from t h e other. In central E u r o p e , no undisputed facts are known t h a t support a separation of n o r t h and south E u r o p e and t h e e x i s t e n c e of a Variscan ocean (BO0COT & GRAY 1983). On t h e c o n t r a r y , t h e numerous characters of facies and fossil distribution which are t h e m o s t reliable in this respect cont r a d i c t such hypothesis (JUBITZ, in print, lithological-palaeogeographical m a p s Givetian, U p p e r Visean, W e s t p h a l i a n A / B ) . T h e Variscides are seen as a " g i v e " zone (triple collision zone) on t h e granitic layer of t h e crust of L a u r a s i a ; t h e def o r m a t i o n c e r t a i n l y affected also p a r t s of t h e m a n t l e . During t h e V a r i s c a n development, bordering parts of t h e L a u r a s i a p l a t f o r m were pressed under t h e t e c t o g e n e ( " s u b f l u e n c e " , WEBER 1 9 7 8 ; DVORAK 1 9 7 8 ) : P a r t s of t h e m melted and ascended into i n t e r n a l parts of t h e t e c t o g e n e where t h e y formed granitoids. Consequently, t h e V a r i s c a n median mass (Zwischengebirge 1 )) were uplifted and gave t h e clastic m a t e r i a l into flyseh-throughs. A t t h e end graben-like i n t e r m o n t a n e basis formed. T h e M i d - E u r o p e a n V a r i s c a n tectogene is understood as a q u a l i t a t i v e l y s y m m e t r i c construction (fig. 1*). On b o t h flanks of t h e A l e m a n n i a n - M o l d a n u b i a n axis, appropriate belts m a y b e c o r r e l a t e d (KOSSMAT 1 9 2 7 ; DVORAK & P A P R O T H 1 9 6 9 ) :

Variscan m e d i a n m a s s : — P r o t e r o z o i c m e t a m o r p h i c s t r u c t u r e s : M i d - G e r m a n Crystalline rise, E r z g e b i r g e rise, Moldanubian, M o r a v i a n ; — Geosynklinal furrows (without p o l a r i t y ) : S a x o t h u r i n g i a n , Barrandian V a r i s c a n outer geosynclines with pronounced p o l a r i t y : R h e n o hercynian, Sudetian V a r i s c a n forelands: B r a b a n t - D u t c h - G e r m a n platforms, Carpathian platform.

Pre-

T h e bordering parts of t h e Proterozoic E a s t E u r o p e a n platform which formed t h e forelands of t h e t e c t o g e n e h a v e been Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 14. 7.1987 *) Zwischengebirge. A term proposed by KOBER in 1921 to designate an undeformed or little deformed area between the two marginal chains of a symmetrical orogenic belt. In KOBER'S original sense an orogen consists of two marginal chains and an intervening Zwischengebirge. The term has been translated into English as median mass (BUCHER 1933). — Glossary of Geology 1980. * The tectonic subdivision given by the authors (fig. 1) is one of several versions discussed by the international working group of IGCP projekt no. 86. However, it does not agree with the version finally accepted for the Tectonic Map of the project. The project leadership 1

Z. angew. Geol., Bd. 34, H . 1 2

distinguished as " B r a b a n t " and " D u t c h - G e r m a n p l a t f o r m s " in t h e N W , as " P r e - C a r p a t h i a n p l a t f o r m " in t h e S E . In t h e N E , parts of t h e H a m b u r g - D o b r u j a l i n e a m e n t (Odra l i n e a m e n t , DVORAK 1 9 7 3 b) formed t h e b o u n d a r y between t h e tectogene and a mobile p a r t of t h e E a s t E u r o p e a n platform. Near t h e l i n e a m e n t , Variscan structures show S W v e r g e n c y ; this is particularly obvious in t h e vicinity of N W / S E directed faults, for i n s t a n c e in t h e Lausitzer Schiefergebirge and t h e E l b t a l - Z o n e ( G D R ) , in t h e western Sudetes (Poland), K r k o nose and Zlate H o r y ore structure in the Moravian J e s e n i k y m o u n t a i n s (Czechoslovakia). In c o n t r a s t to t h e compression structures in t h e tectogene and a t t h e borders between tectogene and platforms, t h e r e are extension structures on t h e E a s t E u r o p e a n p l a t f o r m : t h e N W / S E directed R u g e n - L u b l i n aulacogen sub-parallel t o t h e H a m b u r g - D o b r u j a l i n e a m e n t (a compression structure), t h e S c o t t i s h S W / N E directed Midland V a l l e y rift, and perhaps t h e N N W / S S E directed E m s rift east of G r o r i n g e n (fig. 1). T h e T o r n q u i s t line separated a more mobile p a r t of t h e E a s t E u r o p e a n platform from t h e more stable p a r t in t h e N E . T h e mobile p a r t , particularly N E and S W of t h e H a m b u r g D o b r u j a lineament, was broken into blocks and s u b m i t t e d to block faulting. N W / S E or N N W / S S E was one of t h e prefered fault directions on t h e northern foreland. S o m e of these " f a u l t s in t h e b a s e m e n t " can be t r a c k e t into t h e t e c t o g e n e (fig. 1 ; DVORAK 1 9 7 3 a , 1975). T h e S E P r e - C a r p a t h i a n p l a t f o r m was strongly influenced b y t h e Alpidie tectogene,. whereas t h e N W flank underwent only few i m p o r t a n t vertical and r o t a t i o n a l m o v e m e n t s since t h e end of V a r i s c a n t i m e . T h e development of t h e M i d - E u r o p e a n Variscides is docum e n t e d in t h e widespread Devonian and Carboniferous rocks. I t seems difficult to determine e x a c t l y its beginning, because t h e oldest rocks are generally t h e most affected, so t h a t older events are difficult or impossible to t r a c e . B a s e d on observations from t h e outer geosynclines in t h e N W ( R h e n o hercynian) and S E (Sudetian), t h e development m a y h a v e started considerably earlier t h a n the beginning of t h e Devonian (PAPROTH 1 9 7 6 ) . P r e - D e v o n i a n developments are often t a k e n t o refer to Caledonian m o v e m e n t s . W e prefer to look a t t h e m in this area as " e a r l y V a r i s c a n " : beside t h e age t h e r e is no proof for Caledonian relations, and age is no admissible m a r k e r for a t e c t o n i c event. T h e numerous radiom e t r i c " C a l e d o n i a n " ages found in t h e southern f r a m e of t h e North Sea (ZIEGLER 1982) m a y proof t e m p e r a t u r e events of Cambrian-Silurian age in these areas; b u t these d a t a are hardly influenced b y V a r i s c a n t h e r m a l events too. T h e end of t h e V a r i s c a n development had been reached near t h e Carboniferous-Permian b o u n d a r y . T h e onset of a new

Z. angew. GeoL, 84 (1988) 12 DvoftÂK u. a. / E a s t European Platform

354

East European

platform

mobile part of the East European -te platform D u t c h - G e r m a n platform

JraSifif5* \ platform

Fig. 1. Subdivision of the Mid-European Variscides and bordering platform areas

'«0 overthruit

( m a i n l y a f t e r Dvoft.iK & P a p r o t h 1 9 6 9 , A b b . 2 ; P a p r o t h , D r e s e x & T h o r e z 1986, Fig. 4) P l a t f o r m a r e a s in d a r k ; E . - T . rise — ErzgebirgeT e p t a rise 1 t o 6 — inversion s t r u c t u r e s in the Rheinisches Schiefergebirge (PAl'ROTH 1 9 7 6 ) : 1 — Oberbergish-Sauerland inversion s t r u c t u r e ; 2 - Siegerland inversion s t r u c t u r e ; 3 — N a s s a u inversion s t r u c t u r e ; 4 — Ostsauerland inversion s t r u c t u r e ; 5 -- L e n n e inversion s t r u c t u r e ; 6 — Velbert inversion s t r u c t u r e

dynamic,

the

Mesozoic,

framework:

J.ublin

Pre-Caipathian platform

the

beginning

of

plate tectonic Wilson cycle was m a r k e d b y an intense volcanic

event

(Rotliegend-Vulkanismus;

PLEIN

the short

1978).

At

t h e i n t e n s e l y w e a t h e r e d f o r e l a n d s , b u t a l s o f r o m p a r t s of t h e l'roterozoie rise

median

mass,

(STEEMANS 198(5).

e.g. the

Mid-German

Crystalline

hillside

of i n v e r s i o n

structures,

On

t h e s a m e t i m e , t h e N/S d i r e c t e d V a r i s c a n p r e s s u r e c h a n g e d to

on t o p of t h e t h i c k R h e n i s h

I'acies s e d i m e n t s , t h i n b e d s of

a n E/YV d i r e c t e d e x t e n s i o n d e m o n s t r a t e d a l s o b y t h e A r c t i c -

t h e H e r c y n i a n 2 ) f a c i e s w e r e d e p o s i t e d in r e m a i n i n g

North Atlantic rift.

t a t i o n a r e a s , i n s h a l l o w w a t e r . T h e r o c k s in t h e d e e p e r p a r t s

sedimen-

O n e of t h e m o s t i m p o r t a n t — a n d c h a r a c t e r i s t i c — f e a t u r e s

of t h e i n v e r s i o n s t r u c t u r e s w e r e f o l d e d a n d

of t h e V a r i s c a n t e c t o g e n e w a s a h i g h - t e m p e r a t u r e

t h e o n s e t of t h e S t a g e 2 . T h e s y n s e d i m e n t a r y d e v e l o p m e n t of

gradient

d u r i n g i t s d e v e l o p m e n t (ZWABT 1 9 7 6 ) . I n t h e S i l e s i a n of t h e

Variscan

foredeeps,

the

contemporary

rocks

temperature

g r a d i e n t w a s 7 0 ° C / k m i n t h e N W ( W e s t p h a l i a ; BUNTEBARTH, KOPPE

&

(Moravia; perature

TEICHMÙLLER

1982)

and

80°C/km

in

the

may

locally

have

been

even

before

the. f i r s t a x i a l c l e a v a g e ( R O Y 1 9 7 8 ) is a p r o o f of t h e d e v e l o p m e n t of t h e b a s i n u n d e r c o m p r c s s i o n a l c o n d i t i o n s

(I)VORAK

1973 a).

SK

DVORAK, in p r i n t ) ; i n t h e m e d i a n m a s s , t h e t e m gradient

cleaved

higher

Stage 2

Subsidence

(200°C/km).

of

the

forelands:

mid-Devonian

transgression

which was superimposed to the global Givetian transgressional t r e n d . W i d e s p r e a d t r a n s g r e s s i o n on t h e f o r e l a n d s (e.g. s o u t h e r n N o r t h S e a a r e a ) a n d on t h e b o r d e r s of t h e m e d i a n m a s s t o o .

Variscan trends in central Europe In

the

development

of t h e

A b u n d a n c e of r e e f a n d r e e f o i d a l c a r b o n a t e s . T h e t h i c k n e s s of

Mid-European

Variscides,

four

s t a g e s m a y b e d i s t i n g u i s h e d (fig. 2 ) . T h e d y n a m i c f r a m e w o r k w a s t h e s a m e f r o m t h e b e g i n n i n g of t h e s e d i m e n t a t i o n t o t h e end of t h e t e c t o n i s a t i o n a n d c o n s o l i d a t i o n . D e p o s i t i o n a l a n d deformational directions can therefore not be distinguished b y t h e i r d i r e c t i o n s . A s m o s t of t h e m o v e m e n t s s h i f t e d f r o m t h e internal to the external belts (polarity), the beginning and the e n d of t h e s t a g e s m a y o v e r l a p c o n s i d e r a b l y .

Transgressional

and regressional tendencies in t h e t e c t o g e n e and its v i c i n i t y are c o n t e m p o r a n e o u s a n d t h e r e f o r e s u p p o s e d t o b e r e l a t e d t o v e r y w i d e s p r e a d r i s i n g s a n d d r o p p i n g s of sea l e v e l . I t is n o t y e t possible to clear this relationship.

the carbonates basement stein

depending

blocks

areas,

may

on t h e r a t e

reach

northern

I 500 m

Rheinisches

of s u b s i d e n c e of t h e (Balve-Brilon-War-

Schiefergebirge;

GOTT-

HARDT, MAYER IS: I'APROTH 1 9 7 8 ) . S m a l l a m o u n t s of s i l i c i c l a stics were eroded into

subsiding

stayed.

from

areas

thoroughly weathered

where

Rhenish

local

sources

I'acies c o n d i t i o n s

N e a r t h e b o r d e r s of i n v e r s i o n s t r u c t u r e s ,

out-

condensed

s e c t i o n s of f i n e - g r a i n e d s e d i m e n t s c o n t a i n s t r a t i f o r m

barvte

a n d ore d e p o s i t s ( M e g g e n , oil t h e n o r t h e r n b o r d e r of t h e S i e g e r l a n d s t r u c t u r e — DVORAK 1 9 8 7 ; G r u b e E i s e n n e a r t h e s o u t h ern b o r d e r of t h e N a s s a u s t r u c t u r e ) . I n M o r a v i a ( S u d e t i c u i n ) e x t e n s i v e m a r i n e t r a n s g r e s s i o n in I he southmainly

and

east-directions

Givetian

was

during

the

Upper

documented

by

numerous

liifelian

and

boreholes

(I)VORAK 1 9 8 5 b ) . A l o c a l t r a n s g r e s s i o n on t h e m e d i a n m a s s is

Stage 1

i n d i c a t e d i n t h e S a a r 1 b o r e h o l e ( M i d - G e r m a n C r y s t a l l i n e rise)

U p l i f t of t h e f o r e l a n d s i n t h e N W a n d S E of t h e t e c t o g e n e .

a n d b y o u t c r o p s i n t h e s u r r o u n d i n g s of T i s n o v a n d B r a n n a in

S u b s i d e n c e of t h e g e o s y n c l i n e s — d e v e l o p m e n t of i n v e r s i o n

Moravia (Moravian, Silesian).

s t r u c t u r e s on t h e R h e i n i s c h e s S c h i e f e r g e b i r g e (DVORAK 1 9 7 7 )

I n t h e B a r r a n d i a n , in t h e a x i s a r e a of t h e V a r i s c a n

—

mass, first flyschoid sediments

which

were

predominantly

gradually

filled

with

thick

s h a l l o w a n d well t u r b u l e n t

siliciclastics water

in

(Rhenish

faciès2)). T h e siliciclastics were delivered m a i n l y ( 8 0 % )

from

appeared near the

G i v e t i a n b o u n d a r y : s o m e h u n d r e d m e t r e s of s i l i c i c l a s t i c s m a r k h e r e t h e e n d of t h e m a r i n e d e v e l o p m e n t . A general subsidence and a paroxysm

' ) R h e n i s h facies — facies of well a e r a t e d , turbulent, shallow w a t e r . I n c o n t r a s t t o H e r c y n i a n facies — facies of unsufficiently oxigenized quiet, shallow or deeper water (SCHMIDT 1 9 3 1 , p p . 2 0 f f . , 7 6 f f . ) .

median Hil'elian-

(STILLE'S i n i t i a l v o l c a n i s m )

of s p i l i t i c

supposedly marked

s a t i o n i n t h e d e e p c r u s t a n d m a n t l e in t h i s l i m e .

volcamsni a

reorgani-

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12 DvoftÄK u. a. / East European Platform

355

regression

regression

rhenish facies

iiolarite nodular limestone

transgression

transgression

foreland c l a s t i c transport

clastic transport

Fig. 2. Stages in the .development of the Mid-European Variscides. Not to scale! In reality, the median mass is much broader than the rest of the Variscides! Syngenetic movements followed bedding planes 1 — Stage 1 (about early Devonian), I S — inversion structure; 2 — Stage 2 (about middle Devonian), tr. — transgression; 3 — Stage 3 — beginning of the flyscli development (about late Devonian); 4 — Stage 4 — late stadium of the flyscli development (about Visean)

Stage 3 A t t h e beginning of this stage slow lifting of t h e forelands s t a r t e d ; Upper F r a s n i a n — F a m e n n i a n regression t o o k place. T h e mosaic s t r u c t u r e of t h e b a s e m e n t is reflected b y t h e iacies distribution on t h e forelands into t h e t e c t o g e n e (DVORAK 1973a;

DVORAK, FRIAKOVA & LANG 1 9 7 6 ; D R E E S E N ,

BLESS

et al. 1 9 8 5 ) . T h e quick lifting of m a n y blocks of t h e median mass was related to ascending granitoid m a g m a s , melted crust m a t e r i a l t h a t h a d been pressed from t h e forelands under t h e t e c t o g e n c (subfluence). Acid volcanoes topped t h e m o u n t a i n s of t h e median mass. T h e s e upper parts were thoroughly eroded, as rhyolite f r a g m e n t s and volcanic quartz fragments are abund a n t in t h e greywackes (sic!), and t h e first biotite-bearing tuffs and tuffitic layers are well known from t h e flysch sediments and from t h e limestones of t h e neighbouring forelands (DVORAK 1 9 8 5 b ) . Volcanism marked t h e intrusion of granitoid m a g m a s in deeper parts of t h e median mass. T h e large a m o u n t s of granitoids on t h e surface m a r k t h e places of t h e late D e v o n i a n and Carboniferous acid volcanism. I n t h e geosynclinal basin, in proximal parts (near t h e median mass) first flysch sediments (greywackes) were deposited: t h e fresh m a t e r i a l c a m e from quickly rising source areas in t h e median mass (SCHMIDT 1 9 3 1 ; ENGEL, FRANKE et al. 1 9 8 3 for t h e R h e n o h e r c y n i a n ; DVORAK 1 9 7 8 for t h e Sudetian). T h e belts of m a x i m u m subsidence were narrow, their axes ran subparallel to t h e axes of t h e rising source areas in t h e median m a s s . T h e t r a n s p o r t directions of t h e siliciclastics into t h e basin were perpendicular to t h e axes, whereas t h e t r a n s p o r t 1*

in the basins b y sea currents and t u r b i d i t y currents were parallel to t h e basin axis. T h e basin axes shifted in t h e direction from t h e median mass to t h e forelands and caused proximal parts of t h e depositional areas to incorporate in t h e rising median mass. T h e y show therefore regressive tendencies, whereas t h e distal parts — in t h e direction of t h e forelands — show transgressive tendencies. T h e speed of this shifting accelerated towards t h e end of t h e S t a g e 3, more clastic m a t e r i a l was delivered into the migrating basins in a certain time, and thicknesses of individual formations and grain sizes increased. T h e incorporation of t h e flysch deposits in t h e t e c t o g e n e (s.s.) means t h a t t h e y were folded and metamorphosed together with m e t a m o r p h i c rocks of Proterozoic age, t h a t t h e y were eroded after t h e i r uplift and delivered siliciclastics into younger basins. Outside t h e flysch areas, starved basins with reduced thicknesses of dark coloured shales and cherts developed near the areas with spilitic volcanism. On t h e S E flank of t h e tectogenc, in Moravia t h e transgression on the foreland t h a t was caused b y t h e forcland-wards shifting of t h e basin axis is well known from boreholes (DVORAK 1 9 8 5 b ) : F r a s n i a n reefoid limestones are overlain b y late Visean (V3b) sands t h a t change upwards into biodetrital coral-brachiopod limestones (V3b — V3c). T h e development of inversion structures continued in t h e R h e n o h e r c y n i a n (inversion structures 4 to 6). E l e v a t e d parts of t h e inversion structures were eroded or covered b y thin, shallow w a t e r nodular limestones or red shales (DVORAK 1 9 8 5 b).

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 356

DVOÈÂK

S t a g e 3 is characterized b y increased compression of the tectogene. T h e regressional tendency due to lifting of the median m a s s and the tectogene's framework (Famennian regression on the forelands) was superimposed to regressional tendencies a t the edges of the contemporaneous Old R e d continent t h a t m a y have been related to a global (?) dropping of sea level (BLESS & STREEL 1986). Stage 4 T h e molasse s t a g e was reached when sedimentation caught up with subsidence (DVORAK 1975). The construction of the whole tectogene was mainly finished; b u t the tectogene and its forelands were still considerably uplifted, as the contemporaneous global Moscovian (about Westphalian) transgression did not reach the tectogene nor its forelands (BERGSTROM, B L E S S & PAPROTH 1985), (fig. 3).

An early molasse is known from the D r a h a n y upland (Sudetian, Moravia). Y o u n g e s t sediments in the Variscan cycle are about 3 0 0 0 m thick coarse conglomerates of late Visean age. R o u n d e d granulite blocks reaching 2 m in diameter were transported from a m i n i m u m distance of 50 k m . Laterally, the conglomerate interfingers with greywackes and varve-like siltstones and shales. Most of the material was delivered from the k a t a z o n a l metamorphosed Moldanubian of the BohemianMoravian high. Coal formed over wide areas of the foredeeps and the forelands. Alternation of coal seams and siliciclastics is regular (cyclic) in the foredeeps and on the forelands, irregular in the intermontane basins. The often extremely pure and several metres thick coal seams m a r k long times practically without siliciclastic transport in large areas, e.g. the North-European paralic coal basin. In the paralic ( " n e a r to the s e a " ) areas, deposition of siliciclastics generally started with a " d r o w n i n g " of the coal forming vegetation in marine or non-marine waters. After the deposition of few metres thick fine-grained dark sediments, several metres thick sandy material was distributed b y fluviatile transport and deposited. The s a n d y material b e c a m e finer grained upwards and rootlet beds indicate the reappearance of the vegetation t h a t generally led to a renewal of coal formation. Coal formation evidently lasted considerably longer t h a n the short-time deposition of siliciclastics. Cyclothems and coal seams are not exactly isochronous deposits, as tonsteins cut them (e.g. K a r l tonstein, WOLF 1971).

U.

a. / East European Platform

Grabenlike intermontane basins were filled with several thousand metres of siliciclastics with intercalated coal seams. In general, coal seams m a y be thicker in intermontane basins t h a n in paralic basins, but they are rather irregular. Coals are concentrated in inner p a r t s of the basins, whereas coarse-grained siliciclastics predominate near the borders. The large m a s s e s of detritus distributed on the forelands a n d in the intermontane basins were eroded from the rising Variscan mountains. The thickness of the sequence, the alternation with coal formation, the scarcety of conglomerates, and the fresh (unweathered) detritus indicate uniform and intense erosion, faster t h a n weathering t h a t was faciliated b y a tropical climate. T h e extremely regular and uniform subsidence of the large foredeeps and forelands (coal-bearing cyclothems) reflects i m p o r t a n t tectonic processes. T h e same is true for the intermontane basins which seem to h a v e been filled in correspondence to their intermittent subsidence. The continuous uplift of the whole area — tectogene and forelands — is indicated by the general decrease of marine influence in the paralic forelands, from the N a m u r i a n on, which practically stopped near the Westphalian B — C bounda r y in NW. This is the more remarkable as the Moscovian transgression — one of the widest-spread in geological history — conquered large p a r t s of the globe a t the s a m e time. The development of the U p p e r Silesian coal field in Moravia and Poland is r e m a r k a b l e (fig. 4), because it started as a paralic coal-bearing foredeep and continued in N E p a r t s as an intermontane one: the paralic p a r t of the coal measures started in the earliest N a m u r i a n A (about the b o u n d a r y E l a / E l b ) and filled the typical foredeep. The a b o u t 3 0 0 0 m thick beds are of early and middle N a m u r i a n A age (Pendleian Upper Silesian coal basin ( f i S S R - p a r t o n l y )

in Poland only

K a r v i n ä - formation-l.OOOm

"1

b

H,

b

K j i i — gap| terrestrial molasse

Coal seam Prokop - 5m paralic molass,e

2

b O s t r a v a - formation - 3.000rr

360

Frasnian

350

Famen- Tournaisian nian

DEVONIAN

3^0

T T T

V

B

i

s

330

320

310

3 0 0 MY

Namurian Westphalian N

R

0

2 Go

H r a d e c - K y j o v i c e - formation - 1 , 5 0 0 n

y

1

U

Fig. 3. Thickness of flysch and molasse sediments versus time within the zones of maximum subsidence migrating from the median mass to the foreland (Sudetian, Moravia, C§SR)

Fig. 4. Development of the Upper Silesian coal field

Z. angew. GeoL, 81 (1988) 12 357

DvoftÄK u. a. I East European Platform and A r n s b e r g i a n ) . T u f f layers are c o m m o n (the 10 m t h i c k W h e t s t o n e b a n k ) . T h e t h i c k e s t coal seam is t h e youngest, s i t u a t e d on t h e b o u n d a r y between t h e paralic and terrestrial sequence, coal seam P r o k o p with 5 m . T h e deposition of t h e m a t e r i a l for t h e P r o k o p seam happened in a long crucial t i m e : F l o r a l elements in t h e coal seam are of N a m u r i a n A to B age, a b o v e t h e coal seam t h e y indicate late N a m u r i a n B age. — P r e v a i l i n g sediment colors change from dark grey in t h e paralic p a r t to light colors in t h e c o n t i n e n t a l p a r t . T h e t i m e of t h e coal seam P r o k o p deposition was t h e end of t h e m a i n tectogenesis (folding) in S u d e t i a n (Moravia). In N W G e r m a n y , t h e f o r m a t i o n of t h e S u b v a r i s c a n foredeep s t a r t e d in t h e earliest N a m u r i a n . T h i s basin was filled from source areas in t h e rising median mass with m o r e t h a n 2 0 0 0 m t h i c k N a m u r i a n A and B marine b a r r e n measures (Flözleeres). T h e coal-bearing sequence started here near t h e b a s e of t h e N a m u r i a n C, later t h a n elsewhere because of t h e greater m o b i l i t y of t h e b a s e m e n t (i.e. absence of t h e preV a r i s c a n granitoids in t h e b a s e m e n t ) .

Intermontanc basins T h e oldest i n t e r m o n t a n e basins are of late Visean age. T h e y increase in n u m b e r , surface area, and thickness of siliciclastic deposits during t h e Silesian. F r o m t h e W e s t p h a l i a n C on, sediment thicknesses are greater in t h e i n t e r m o n t a n e basins t h a n in t h e forelands. In S t e p h a n i a n times only few hundred m e t r e s of rocks were deposited in t h e forelands and in relat i v e l y small areas, against several t h o u s a n d metres in interm o n t a n e basins (BLESS, BOTJCKAERT et al. 1 9 7 7 ) . Coalbearing facies continued into S t e p h a n i a n and early P e r m i a n , when coal f o r m a t i o n h a d stopped in t h e forelands. T h e i n t e r m o n t a n c basins are graben-like features paralleling V a r i s c a n or Proterozoic structures. In t h e core of t h e B o h e m i a n massif N W / S E and N E / S W (later N N E / S S W ) directions prevail. T h e s e dilatational structures developed in t h e highest parts of t h e uplifted median mass in times of m a x i m u m compression of t h e whole tectogene.

Coalification T h e relation between coalification r a n k of certain beds and their position in t h e t e c t o g e n e or on t h e platform is complex. L o c a l and regional p o s t - V a r i s c a n t h e r m a l processes complic a t e t h e relation particularly in t h e forelands. M e a s u r e m e n t s of local and regional differences in coalification r a n k m a y permit t h e r e c o n s t r u c t i o n of palaeoheat flow and, t h u s , faciliate to t r a c e t e c t o g e n e t i c processes. This lias been studied p a r t i c u l a r l y in t h e R h e n o h e r c y n i a n (WOLF 1972, 1 9 7 8 ; DVORAK & SKOÖEK 1 9 7 5 ; PAPROTH & W O L F 1 9 7 3 ;

PAPROTH

1 9 7 6 ; L Ü T K E & KOCH 1 9 8 3 ) , t h e S u d e t i a n (DVORAK & SKOCEK

1 9 7 5 ; DVORAK & WOLF 1 9 7 9 ) and bordering foredeep and foreland areas in N W G e r m a n y (TEICHMÜLLER, TEICHMÜLLER & BARTENSTEIN 1 9 7 9 ;

TEICHMÜLLER & TEICHMÜLLER

1986)

and upper Silesia (KOTAS 1 9 7 1 ; DVORAK, in print). In t h e s e areas low m e t a m o r p h o s i s permits t h e observation of t h e coalification r a n k . In t h e U p p e r Silesian basin and R u h r basin (in t h e foredceps and on t h e borders of t h e platforms), coalification was finished before t h e beginning of t h e m a i n folding

(TEICHMÜLLER

&

TEICHMÜLLER

1971;

PAPROTH

& WOLF 1973), b u t in the t e c t o g e n e (s.s.) t h e p e a k of t h e t h e r m a l m e t a m o r p h o s i s was reached later — after t h e folding ( t h e 2 4 0 0 m deep D e t r i c h o v 1 borehole in Moravia, t h e 1 4 6 3 m deep W ü l p k e 2 borehole in W e s t h a r z ) . Generally spoken, m a x i m u m coalification is m a i n l y determined b y t h e t e m p e r a t u r e , if considerable differences in length of t i m e of

the heating m a y be excluded. T h e relative u n i f o r m i t y of coalification r a n k of sediments in t h e bordering forelands and in t h e t e c t o g e n e points to a c o m m o n h e a t source. TEICHMULLER & TEICHMULLER (1986) assumed t h a t t h e h e a t source is caused b y t h e reduced thickness of t h e crust below t h e foredeep of t h e tectogene, b u t t h e Paleozoic sediments in t h e S u d e t i a n are more metamorphosed t h a n t h e sediments of t h e R h e n o h e r c y n i a n . F r o m this point of view t h e heating centres were extensive granitoids in t h e median mass.

Conclusion T h e Variscan tectogene developed in a crustal triple collision zone of t h e Proterozoic L a u r a s i a n plate as it collided with t h e Gondwana plate. T h e " g i v e " zone is characterized b y a reduced thickness of t h e crust which m a y explain t h e high m o b i l i t y of t h e V a r i s c a n area. T h e N W border of t h e E a s t E u r o p e a n p l a t f o r m a p p r o x i m a t e d t h e trend of t h e L a u r a s i a n " g i v e " z o n e : subdivided near t h e tectogene into B r a b a n t and D u t c h - G e r m a n platforms in t h e N W , mobile parts of t h e E a s t E u r o p e a n platform in t h e N E and t h e P r e - C a r p a t h i a n p l a t f o r m in t h e S E . T h e southern parts of t h e V a r i s c a n t e c t o g e n e and its S E foreland were heavily affected — p a r t l y beyond recognition — b y Alpidic m o v e m e n t s . In t h e course of V a r i s c a n tectogenesis, p a r t s of t h e forelands evaded t h e lasting N/S ( N W / S E ) pressure b y diving under t h e t e c t o g e n e (subfluence). T h e high t e m p e r a t u r e gradient caused t h e melting of t h e m a t e r i a l which ascended as granitoid m a g m a s in inner parts of t h e tectogene. On t h e surface, t h e intrusions caused volcanism which produced t h e a b u n d a n t acidic tuff and tuffitic layers known particularly from t h e uppermost Devonian and Carboniferous flysch and coalbearing molasse deposits. T h e behaviour of t h e forelands strongly influenced t h e development of t h e tectogene. In a first stage — in t h e early D e v o n i a n — the developing basins of t h e t e c t o g e n e were filled m a i n l y with siliciclastic m a t e r i a l from t h e deeply weathered Proterozoic crystalline rocks (forelands) and, due t o t h e regressional t e n d e n c y during t h a t stage, from parts of t h e Proterozoic median mass. A second stage is m a r k e d b y t h e predominance of c a r b o n a t e sediments in t h e geosynclinal basins and in t h e forelands. This demonstrates not alone a widespread marine transgressional t e n d e n c y which is related to t h e global Givetian transgression, b u t also an epoch in t h e development of t h e Variscan tectogen in these parts of t h e world: it m a r k e d a turning point before t h e beginning of t h e a c u t e stages of t h e tectogen when t h e median mass raised continuously (in relation to t h e intrusion of granitoid m a g m a s ) , until t h e end of t h e Variscan developm e n t at t h e end of t h e Carboniferous. F i r s t flysch sediments in t h e Variscan geosynclines characterize a 3rd stage t h a t is m a r k e d in t h e forelands b y t h e U p p e r F r a s n i a n and F a m e n n i a n regressional t r e n d . Siliciclastics were delivered into t h e geosynclinal basins from t h e rising median mass (greywacke), although well sorted sands spread on t h e fringes of t h e continental foreland areas (Old Red continent). T h i s substage was followed by t h e acme of flysch sediment a t i o n . Increasing relief energy in t h e rising median mass is d e m o n s t r a t e d b y t h e bulk of t h e flysch greywackes. Sedim e n t a t i o n could n o t c a t c h up with subsidence. A 4 t h stage, t h e molasse stage, was reached when sedimentation c a u g h t up with subsidence. Coal measures developed on consolidated grounds, in t h e i n t e r m o n t a n e basins of t h e tectogene, and in t h e forelands. T h e largest of t h e l a t t e r is t h e central E u r o p e a n paralic coal basin, spreading from Ireland/ Scotland to central east Poland, in t h e W e s t p h a l i a n .

Z.

ftngew.

Geol., 34 (1988)

12

358 Near

the

end

decreased

of

on

Variscan

forelands,

basins,

tectogene.

It

boundary

that

work

the

the

intermontane

An

marked

a

development,

whereas

it

demonstrating

was

only

near

sedimentation

continued

lasting

the

in

subsidence in

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a plate-tectonic

some thousand metres

of

marked

this

time

in

"Despite

various

seem

of

all

to

to

in the

north

European

consolidation). modern

explain

is a widespread

cycle.

Variscides;

of v o l c a n i c r o c k s o c c u r r e d

attempts,

be able

frame-

Wilson

the

G e r m a n - P o l i s h l o w l a n d s (the m o b i l e p a r t of t h e E a s t Variscan

the

Carboniferous-Permian

c h a n g e of t h e d y n a m i c

volcanism

platform without

growing

fundamental

the

extensive

not

U. a. / E a s t E u r o p e a n

DVOÈÂK

thermal

of

Variscan

plate

tectonics

orogeny

do

which

1976;

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367).

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TeKToreHe,

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MaKCHMajibHoro

(JummeBoro

KOpbl

3 . B03RbIMaHHe

norpymeHiiH nepBbie

Variscides

t h e crusl., i n a " g i v e "

zone

developed

in

determined

the

sedimentary

t h i n crust in the " g i v e " basement.

European granitoid

magmas

temperature

the

granitic

of

bordering

melting

in inner

parts

of

NW/SE

development.

the high mobility

mobile

and

oi

Laurasian

lasting

tectonic

explain

layer

of t h e

plate. A

and

zone m a y

Subfluence

platform,

the

(triple collision zone)

plate w h e n it collided with the G o n d w a n a

the

Memrop-

parts

subsequent

of

the

oi

East

ascendance

the tectogene

mark

the

of

basins

early

from

source

Devonian").

predominance

of

2)

areas

on

Decrease

carbonate

of

sediments

the

forelands

siliciclastic

during

magmas,

regression

Predominance subsidence

equilibrated

by

on

of

flysch

in

the

the

the

forelands

deposits

—

tectogene;

transgres-

(about

sedimentation;

subsidence

was

(about late

Carboniferous).

equilibrated

development

of

the

by

formation

first

middle

plate

tectonic

Wilson

cycle

terminated

marked

of

by

of

Devo-

zones

of

not

be

could

of m o l a s s e

basins

deposits:

coal

formation

in central

boundary, when

was

late

intermontane

sedimentation;

Variscides

near the Carboniferous-Permian

(about

subsidence

( a b o u t e a r l y C a r b o n i f e r o u s ) . 4) P r e d o m i n a n c e

The

Europe

the beginning

a volcanic

of

paroxysm

(Rotliegend volcanism).

Zusammenfassung Die mitteleuropäischen zone"

der

h a b e n sich in einer

Platte

kollidierte.

andauerndem

dünne

Varisziden

Laurasia tischen

Gondwana-Platte von

entwickelt,

Sedimentation

N W — SE

gerichtetem

K r u s t e in der „ K n a u t s c h z o n e "

klären,

die

wiederum

europäischen gepreßt

das

Plattform,

worden

Schmelzen

die

waren,

durch

und

„Knautsch-

diese

unter

sowie

Vier

werden

Teile

Devon).

unterschieden:

2.

1.

leres

Reorganisation

Devon).

Intrusion

granitoider

(etwa spätes

der

3. H e b u n g

Tektogen

Devon)

Kruste

Magmen; —

GeosynklinalSiliziklastika

u n d des

Mantels

Regression

Ausbildung

von

montane

konnte

die

Becken

Subsidenz

(etwa

Molassesedimenten:

frühes

Subsidenz

ausgeglichen; Kohlebildung Die

Entwicklung

der

Karbon-Perm-Grenze.

Wilson-Zyklus

nicht

auf

Zonen

(etwa

den

(etwa spätes

4.

durch

wurde

Tätigkeit angezeigt

Beginn

mit

Absen-

die

erste

Sediintra-

Vorherrschen die

von

Sedimentation

Karbon).

des Variszikums endete in Mitteleuropa Der

mitt-

Vorländern

maximaler

ausgleichen;

Karbon). wurde

ver-

Trans-

in V e r b i n d u n g

kung im Tektogen; Vorherrschen von Flyschsedimenten: mentation

als

Kärbonatische. Sedimente

des Z w i s c h e n g e b i r g e s

er-

yOst-

Aufstieg

drängen die Siliziklastika zur Zeit einer allgemeinen marinen gression;

Die

der

das

ihren

becken werden hauptsächlich von den Vorländern mit frühe»

der

waren

bestimmt.

randlicher

Zwischengebirge.

(etwa

mit

Tektonik

Druck

Subfluenz

ermöglichte,

Entwicklungsstadien

als

kann die hohe Mobilität

granitoide M a g m e n - i n das

gefüllt

KapCon). Pa3BHTHe rpaHHije

BapnciaKT0M MOJKHO C B H 3 a T b HX

c

„CMHTOÜ

BbmeJlHIOTCH 4 CTaftHH p a 3 B I l T I I f i :

perpecciiH

Summary

B

CBOK) o ^ e p e ^ b o C i n c H H e T p a c r u i a B J i e n n e n p a e B b i x » t a c T e ö

TpaHcrpeccHH

concepts

the

o n p e n e j i H J i H C b AJinTe.nbHi>iMn H a n p u m e H H f i M K , ceBepo-3anau,anaioro-BOCTOK.

Platform

FRANKE, W . ;

GROTE, C . ; W E B E R , K . ;

AHRENDT, H . ; E D E R , F . W . :

Nappe Tectonics in the Southeastern P a r t of the Rheinisches Schiefergebirge. I n : MARTIN, H . ; EDER, F . W . ( E d s . ) : Intracontinental F o l d Belts. Heidelberg: Springer-Verlag 1983. S. 2 6 7 - 2 8 7 GOTTHARDT, R . ; MAYER, O . ; PAPROTH, E . : Gibt es Massenkalke im tiefen Untergrund NW-Deutschlands, und können sie Kohlenwasserstoffe führen? — Neues J b . Geol. u. Paläont. Mh., Stuttgart (1978) S. 1 3 - 2 4 KOSSMAT, F . : Gliederung des varistischen Gebirgsbaues. — Abh. sächs. geol. Landesamt, Leipzig 1 (1927) S. 1 - 3 0

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 359 KOTAS. A. : Uwagi o inetaniorfizme wegla Zaglebia Gorno-Sl^skiego. — Zesz. n a n k . Acàcl. g ô r . - h u t n . , Ser. Geol., K r a k o w 292 (1971) 14, S. 7 - 2 5 LÜTKE, F . ; KOCH, J. : D a s I n k o h l u n g s b i l d des P a l ä o z o i k u m s im W e s t h a r z u n d seine I n t e r p r e t a t i o n . - Geol. J b . , l t . A, H a n n o v e r 69 (1983) S. 3 - 4 2 PAMÎOTH, E . : Z u r Folge u n d E n t w i c k l u n g der Trüge u n d V o r t i e f e n im Gebiet d e s R h e i n i s c h e n Schiefergebirges u n d seiner Vorländer, v o m Gedinne ( U n t e r d e v o n ) bis z u m N a m u r (Silesium). — N o v a A c t a L e o p o l d i n a N . F . , Leipzig 224 (1976) 45, S. 4 5 - 5 8 PAPKOTH, K.; DREESEX, l t . ; THOREZ, ,T.: F a m e n n i a n paleogeography a n d e v e n t s t r a t i g r a p h y of n o r t h w e s t e r n E u r o p e . — A n n . Soc. géol. Belg., Liège 109 (1986) S. 1 7 5 - 1 8 0 PArROTH, E . ; WOLF, M.: Zur paläogeographisehen D e u t u n g der I n k o h l u n g im D e v o n u n d K a r b o n des nördlichen Rheinischen Schiefergebirges. — N e u e s J b . Geol. u . P a l ä o n t . Ml)., S t u t t g a r t (1973) S. 4 6 9 - 4 9 3 PEGUUM, I t . M. : S t r u c t u r a l d e v e l o p m e n t of the s o u t h w e s t e r n m a r g i n of t h e R u s s i a n F e n n o s c a n d i a n P l a t f o r m . — I n : P e t r o l e u m Geol. N o r t h E u r o p e a n Margin. L o n d o n : G r a h a m a n d T r o t n i a n 1984. S. 3 5 9 - 3 6 9 PLEIN, E . : Itotliegend-Ablagerungen im N o r d d e u t s c h e n B e c k e n . — Z . d t . geol. Gesellseh., H a n n o v e r 129 (1978) S. 7 1 - 9 7 SCHMIDT, H . : Die u r s p r ü n g l i c h e n Z u s a m m e n h ä n g e zwischen H a r z u n d R h e i n i s c h e m Schiefergebirge. - N a t u r w i s s e n s c h a f t e n , Berlin 19 (1931) S. 9 1 1 - 9 1 6 — Die bionoinische E i n t e i l u n g der fossilen Meeresböden. — F o r t s c h r . Geol. u . P a l ä o n t . , Berlin 12 (1935) S. 3 - 1 5 4 STEEMAXS, P . : P a l y n o s t r a t i g r a p h i e d e l ' E o d e v o n i e n . — Thèse, Doc. Sei., groupe Sei. géol. mineral., U n i v . Liège, F a c . Sei., Liège 1986. 358 S.

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Was ist seismische Stratigraphie? Teil 2: Anwendungsmöglichkeiten U L R I C H PATZER, S T E P H A N PRÖHL,

Leipzig

Mitteilung aus dem V E B Kombinat Geophysik Leipzig Nachdem im ersten Teil dieser Arbeit 1 ) wesentliche Begriffe und die methodischen -Grundlagen der seismischen Stratigraphie erläutert worden sind, sollen im zweiten und abschließenden Teil die Aspekte Her praktischen Nutzung dieses Konzeptes diskutiert werden. Den bereits im vorigen Teil genannten prinzipiellen Einsatzmöglichkeiten entsprechend sind auch die praktischen Anwendungen des Konzeptes der seismischen Stratigraphie breit gefächert. In den zahlreichen Publikalionen ist. eine große HeLerogenität festzustellen. Das bezieht sicli nicht nur auf die jeweilige geologische Aufgabenstellung oder die zur Verfügung stehenden A-prioriDaten, sondern gleichermaßen auf das Erkundungsstadiuni des Einsatzes und die verwendete Analysenmethodik. Bei der Literaturdurclisicht fiel darüber hinaus besonders auf, daß eine größere Zahl von Veröffentlichungen im Titel zwar den modernen Begriff „seismische Stratigraphie" benutzt, es dann aber bei sehr, allgemeinen Bemerkungen zu dieser Arbeitsrichtung bewenden läßt. Diese Arbeiten werden bei den folgenden Ausführungen nicht berücksichtigt. In der Diskussion der praktischen Anwendungen wird kein Gesamtüberblick über die vorhandene Literatur gegeben, sondern es werden spezielle Aspekte der Amvendungsmethodik und neue Lösungswege herausgestellt sowie durch ausführlichere Erläuterung verschiedene! 1 praktischer Beispiele ergänzt.

Qualitative seismostratigraphische Gliederung Z u r klassischen A u f g a b e der seismischen S t r a t i g r a p h i e — d e r G l i e d e r u n g des Profils in seismische Fazieseinheiten u n d d e r A b l e i t u n g v o n Aussagen über S e d i m e n t a t i o n s m i l i e u , geologische E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e u n d K o h l e n w a s s e r t o f f - H ö f f i g k e i t — f i n d e n sich erste A n w e n d u n g s b e i s p i e l e bereits im s c h o n g e n a n n t e n A A P G - M e m o i r Nr. 26. Sehr a u s f ü h r l i c h w e r d e n d o r t R e g i o n a l u n t e r s u c h u n g e n auf d e m brasilianischen Schelf (BROWN & FISHER 1977) sowie im Golf v o n Mexiko (STUART

&

CAUGHEY

1977)

erläutert.

WEIMER

&

DAVIS

(1977) b e s c h r e i b e n k o m p l e x e U n t e r s u c h u n g e n u n t e r Einbeziehung s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e r A n a l y s e n z u r T r a s s i e r u n g v o n S t ö r u n g s z o n e n im D e n v e r - B e c k e n . In der u m f a s s e n d e n A r b e i t v o n VAIL U. a. (1977) w e r d e n u. a. p r a k t i s c h e Anw e n d u n g e n der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n G l i e d e r u n g in mesozoischen S e d i m e n t e n (in Teil 8) sowie i m klastischen u n d E i n g a n g des M a n u s k r i p t s in d e r R e d a k t i o n : 18. 6 . 1 9 8 7 ' ) Z . angew. Geol. 34 (1988) 11, S. 3 2 1 - 3 2 0

k a r b o n a t i s c h e n S e d i m e n t a t i o n s m i l i e u (in Teil 9 bzw. 10) diskutiert. W e i t e r e Beispiele u n t e r k a r b o n a t i s c h e n Sedimentationsb e d i n g u n g e n s t a m m e n v o n s o w j e t i s c h e n Spezialisten, die eine Ausgliederung v o n R i f f k ö r p e r n i m K a s p i s c h e n Meer (MAMEDOV 1986) u n d im S c h w a r z e n Meer (IZMAGILOV & BOVKUN 1986) v e r s u c h t e n . Einzelne A r b e i t e n befassen sich auch m i t der faziellen Gliederung und d e r Morphologie von E v a p o r i t e n (NELY 1980) oder der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n A n a l y s e v o n K o h l e l a g e r s t ä t t e n in K a n a d a (LAWTON 1985) bzw. in Osterreich (WEBER & SCHMÖLLER 1986). B e s o n d e r e A k t i v i t ä t auf d e m Gebiet der seismischen S t r a t i g r a p h i e h a b e n u n g a r i s c h e G e o p h y s i k e r e n t w i c k e l t , die. in zahlreichen V e r ö f f e n t l i c h u n g e n Beispiele f ü r die seismostratig r a p h i s c h e I n t e r p r e t a t i o n v o n känozoischen S e d i m e n t e n des P a n n o n i s c h e n B e c k e n s liefern, u n d z w a r v o r allem im R a h m e n v o n R e g i o n a l a r b e i t e n m i t n u r geringem B o h r a u f s c h l u ß g r a d (z. B . K E S M A R K I , POGÄCSAS & SZANYI 1 9 8 1 ; POGÄCSÄS

1984),

teilweise a u c h in enger Z u s a m m e n a r b e i t m i t Spezialisten aus den USA

(MATTICK, RUMPLER & PHILLIPS

1985).

Als wichtiges H i l f s m i t t e l der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n A n a l y s e wird die D a r s t e l l u n g s o g e n a n n t e r P a l ä o z e i t s c h n i t t e angesehen (z. B. GERASIMOVIC 1983; GOGONENKOV U. a. 1984). D a r u n t e r ist eine W i e d e r g a b e des seismischen Z e i t s c h n i t t e s zu verstehen, bei der f ü r ein definiertes s t r a t i g r a p h i s c h e s N i v e a u (gewöhnlich f ü r einen Leithorizont) eine s t a t i s c h e K o r r e k t u r auf gleiche R e f l e x i o n s l a u f z e i t v o r g e n o m m e n wird. D e r a r t i g e " e i n g e e b n e t e " S c h n i t t e sind besonders f ü r die R e k o n s t r u k t i o n der p a l ä o m o r p h o l o g i s c h e n E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e des U n t e r suchungsraumes von Bedeutung. Ein informatives Anwendungsbeispiel der seismischen Stratigraphie für die Vorhersage des Sedimentationsmodells im Zentralgebiet, der Adria wird von T U F E K C I C (1978) gegeben. Im Meßgebiet ist ein Profilnetz vermessen worden (Abb. 10). Durch Erfassung und Verfolgung von zwei Diskordanzflachen sowie der zwischen beiden Flächen vorhandenen Reflexionsstruktur war es möglich, ein ca. 60 km langes, etwa NE—SW streichendes Paläotal nachzuweisen, das nach Südwesten abtaucht und sich verbreitert. Seine maximale Mächtigkeit beträgt etwa 2000 m. In Abb. 11 sind die Zeitschnittc dreier ausgewählter Profile dargestellt, die die Begrenzung des Paläotales deutlich erkennen lassen. Durch Betrachtungen über Reflektorkrümmung und Mächtigkeitsverhältnisse war es auf Profilen im SW-Teil des Meßgebietes möglich, Kanäle innerhalb

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 359 KOTAS. A. : Uwagi o inetaniorfizme wegla Zaglebia Gorno-Sl^skiego. — Zesz. n a n k . Acàcl. g ô r . - h u t n . , Ser. Geol., K r a k o w 292 (1971) 14, S. 7 - 2 5 LÜTKE, F . ; KOCH, J. : D a s I n k o h l u n g s b i l d des P a l ä o z o i k u m s im W e s t h a r z u n d seine I n t e r p r e t a t i o n . - Geol. J b . , l t . A, H a n n o v e r 69 (1983) S. 3 - 4 2 PAMÎOTH, E . : Z u r Folge u n d E n t w i c k l u n g der Trüge u n d V o r t i e f e n im Gebiet d e s R h e i n i s c h e n Schiefergebirges u n d seiner Vorländer, v o m Gedinne ( U n t e r d e v o n ) bis z u m N a m u r (Silesium). — N o v a A c t a L e o p o l d i n a N . F . , Leipzig 224 (1976) 45, S. 4 5 - 5 8 PAPKOTH, K.; DREESEX, l t . ; THOREZ, ,T.: F a m e n n i a n paleogeography a n d e v e n t s t r a t i g r a p h y of n o r t h w e s t e r n E u r o p e . — A n n . Soc. géol. Belg., Liège 109 (1986) S. 1 7 5 - 1 8 0 PArROTH, E . ; WOLF, M.: Zur paläogeographisehen D e u t u n g der I n k o h l u n g im D e v o n u n d K a r b o n des nördlichen Rheinischen Schiefergebirges. — N e u e s J b . Geol. u . P a l ä o n t . Ml)., S t u t t g a r t (1973) S. 4 6 9 - 4 9 3 PEGUUM, I t . M. : S t r u c t u r a l d e v e l o p m e n t of the s o u t h w e s t e r n m a r g i n of t h e R u s s i a n F e n n o s c a n d i a n P l a t f o r m . — I n : P e t r o l e u m Geol. N o r t h E u r o p e a n Margin. L o n d o n : G r a h a m a n d T r o t n i a n 1984. S. 3 5 9 - 3 6 9 PLEIN, E . : Itotliegend-Ablagerungen im N o r d d e u t s c h e n B e c k e n . — Z . d t . geol. Gesellseh., H a n n o v e r 129 (1978) S. 7 1 - 9 7 SCHMIDT, H . : Die u r s p r ü n g l i c h e n Z u s a m m e n h ä n g e zwischen H a r z u n d R h e i n i s c h e m Schiefergebirge. - N a t u r w i s s e n s c h a f t e n , Berlin 19 (1931) S. 9 1 1 - 9 1 6 — Die bionoinische E i n t e i l u n g der fossilen Meeresböden. — F o r t s c h r . Geol. u . P a l ä o n t . , Berlin 12 (1935) S. 3 - 1 5 4 STEEMAXS, P . : P a l y n o s t r a t i g r a p h i e d e l ' E o d e v o n i e n . — Thèse, Doc. Sei., groupe Sei. géol. mineral., U n i v . Liège, F a c . Sei., Liège 1986. 358 S.

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Was ist seismische Stratigraphie? Teil 2: Anwendungsmöglichkeiten U L R I C H PATZER, S T E P H A N PRÖHL,

Leipzig

Mitteilung aus dem V E B Kombinat Geophysik Leipzig Nachdem im ersten Teil dieser Arbeit 1 ) wesentliche Begriffe und die methodischen -Grundlagen der seismischen Stratigraphie erläutert worden sind, sollen im zweiten und abschließenden Teil die Aspekte Her praktischen Nutzung dieses Konzeptes diskutiert werden. Den bereits im vorigen Teil genannten prinzipiellen Einsatzmöglichkeiten entsprechend sind auch die praktischen Anwendungen des Konzeptes der seismischen Stratigraphie breit gefächert. In den zahlreichen Publikalionen ist. eine große HeLerogenität festzustellen. Das bezieht sicli nicht nur auf die jeweilige geologische Aufgabenstellung oder die zur Verfügung stehenden A-prioriDaten, sondern gleichermaßen auf das Erkundungsstadiuni des Einsatzes und die verwendete Analysenmethodik. Bei der Literaturdurclisicht fiel darüber hinaus besonders auf, daß eine größere Zahl von Veröffentlichungen im Titel zwar den modernen Begriff „seismische Stratigraphie" benutzt, es dann aber bei sehr, allgemeinen Bemerkungen zu dieser Arbeitsrichtung bewenden läßt. Diese Arbeiten werden bei den folgenden Ausführungen nicht berücksichtigt. In der Diskussion der praktischen Anwendungen wird kein Gesamtüberblick über die vorhandene Literatur gegeben, sondern es werden spezielle Aspekte der Amvendungsmethodik und neue Lösungswege herausgestellt sowie durch ausführlichere Erläuterung verschiedene! 1 praktischer Beispiele ergänzt.

Qualitative seismostratigraphische Gliederung Z u r klassischen A u f g a b e der seismischen S t r a t i g r a p h i e — d e r G l i e d e r u n g des Profils in seismische Fazieseinheiten u n d d e r A b l e i t u n g v o n Aussagen über S e d i m e n t a t i o n s m i l i e u , geologische E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e u n d K o h l e n w a s s e r t o f f - H ö f f i g k e i t — f i n d e n sich erste A n w e n d u n g s b e i s p i e l e bereits im s c h o n g e n a n n t e n A A P G - M e m o i r Nr. 26. Sehr a u s f ü h r l i c h w e r d e n d o r t R e g i o n a l u n t e r s u c h u n g e n auf d e m brasilianischen Schelf (BROWN & FISHER 1977) sowie im Golf v o n Mexiko (STUART

&

CAUGHEY

1977)

erläutert.

WEIMER

&

DAVIS

(1977) b e s c h r e i b e n k o m p l e x e U n t e r s u c h u n g e n u n t e r Einbeziehung s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e r A n a l y s e n z u r T r a s s i e r u n g v o n S t ö r u n g s z o n e n im D e n v e r - B e c k e n . In der u m f a s s e n d e n A r b e i t v o n VAIL U. a. (1977) w e r d e n u. a. p r a k t i s c h e Anw e n d u n g e n der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n G l i e d e r u n g in mesozoischen S e d i m e n t e n (in Teil 8) sowie i m klastischen u n d E i n g a n g des M a n u s k r i p t s in d e r R e d a k t i o n : 18. 6 . 1 9 8 7 ' ) Z . angew. Geol. 34 (1988) 11, S. 3 2 1 - 3 2 0

k a r b o n a t i s c h e n S e d i m e n t a t i o n s m i l i e u (in Teil 9 bzw. 10) diskutiert. W e i t e r e Beispiele u n t e r k a r b o n a t i s c h e n Sedimentationsb e d i n g u n g e n s t a m m e n v o n s o w j e t i s c h e n Spezialisten, die eine Ausgliederung v o n R i f f k ö r p e r n i m K a s p i s c h e n Meer (MAMEDOV 1986) u n d im S c h w a r z e n Meer (IZMAGILOV & BOVKUN 1986) v e r s u c h t e n . Einzelne A r b e i t e n befassen sich auch m i t der faziellen Gliederung und d e r Morphologie von E v a p o r i t e n (NELY 1980) oder der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n A n a l y s e v o n K o h l e l a g e r s t ä t t e n in K a n a d a (LAWTON 1985) bzw. in Osterreich (WEBER & SCHMÖLLER 1986). B e s o n d e r e A k t i v i t ä t auf d e m Gebiet der seismischen S t r a t i g r a p h i e h a b e n u n g a r i s c h e G e o p h y s i k e r e n t w i c k e l t , die. in zahlreichen V e r ö f f e n t l i c h u n g e n Beispiele f ü r die seismostratig r a p h i s c h e I n t e r p r e t a t i o n v o n känozoischen S e d i m e n t e n des P a n n o n i s c h e n B e c k e n s liefern, u n d z w a r v o r allem im R a h m e n v o n R e g i o n a l a r b e i t e n m i t n u r geringem B o h r a u f s c h l u ß g r a d (z. B . K E S M A R K I , POGÄCSAS & SZANYI 1 9 8 1 ; POGÄCSÄS

1984),

teilweise a u c h in enger Z u s a m m e n a r b e i t m i t Spezialisten aus den USA

(MATTICK, RUMPLER & PHILLIPS

1985).

Als wichtiges H i l f s m i t t e l der s e i s m o s t r a t i g r a p h i s c h e n A n a l y s e wird die D a r s t e l l u n g s o g e n a n n t e r P a l ä o z e i t s c h n i t t e angesehen (z. B. GERASIMOVIC 1983; GOGONENKOV U. a. 1984). D a r u n t e r ist eine W i e d e r g a b e des seismischen Z e i t s c h n i t t e s zu verstehen, bei der f ü r ein definiertes s t r a t i g r a p h i s c h e s N i v e a u (gewöhnlich f ü r einen Leithorizont) eine s t a t i s c h e K o r r e k t u r auf gleiche R e f l e x i o n s l a u f z e i t v o r g e n o m m e n wird. D e r a r t i g e " e i n g e e b n e t e " S c h n i t t e sind besonders f ü r die R e k o n s t r u k t i o n der p a l ä o m o r p h o l o g i s c h e n E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e des U n t e r suchungsraumes von Bedeutung. Ein informatives Anwendungsbeispiel der seismischen Stratigraphie für die Vorhersage des Sedimentationsmodells im Zentralgebiet, der Adria wird von T U F E K C I C (1978) gegeben. Im Meßgebiet ist ein Profilnetz vermessen worden (Abb. 10). Durch Erfassung und Verfolgung von zwei Diskordanzflachen sowie der zwischen beiden Flächen vorhandenen Reflexionsstruktur war es möglich, ein ca. 60 km langes, etwa NE—SW streichendes Paläotal nachzuweisen, das nach Südwesten abtaucht und sich verbreitert. Seine maximale Mächtigkeit beträgt etwa 2000 m. In Abb. 11 sind die Zeitschnittc dreier ausgewählter Profile dargestellt, die die Begrenzung des Paläotales deutlich erkennen lassen. Durch Betrachtungen über Reflektorkrümmung und Mächtigkeitsverhältnisse war es auf Profilen im SW-Teil des Meßgebietes möglich, Kanäle innerhalb

Z. angew. Geol., 84 (1988) 12 PATZER U. a. / Was ist seismische Stratigraphie?

360

Abb. 10. Beispiel für die seismische Faziesanalyse, nach TUFEKÖIÖ (1978) Lage des Meßgebietes

Abb. 11. Beispiel für die seismische Fazies-

a n a l y s e , n a c h TTJFEKCK; ( 1 9 7 8 ) Zeitschnitte für verschiedene Profile a - Profil A b - Profil B c - Profil C, NW-Teil d - Profil C, SE-Teil

3. Untersuchungen über die mögliche Ursache von Anomalien im seismischen Wcllenfeld bei ungenauen geologischen Modellvorstellungen. Die ersten bekannten Arbeiten befassen sich n a t u r g e m ä ß vor allem mit dem erstgenannten Anwendungsbereich. Als erste veröffentlichten HARMS & TACKENBERG (1972) Untersuchungen über die Widerspiegelung typischer Sedimentationsbedingungen im seismischen Wellenbild. F ü r drei Sedimentationsmodelle von Sand/Tonfolgen wurden synthetische Zeitschnitte berechnet und versucht, die Modelle anhand der Reflexionspolarität, der flächenhaften Variation der Reflexionsamplitude, der Persistenz der R e f l e x i o n s e i n s ä t z e und der Intervallgeschwindigkeit zu unterscheiden.' Analoge Untersuchungsergebnisse legten später auch KHATTRI &

des Paläotales auszugliedern (chl und ch2 in Abb. 11), die wahrscheinlich Linsen grobkörniger Sandsteine darstellen. Ihre z. T. vorhandene Amplitudenüberhöhung wird als Ausdruck einer möglichen Kohlenwasserstoff-Führung angesehen.

N u t z u n g der geismischen Modellierung Ein wichtiges Hilfsmittel bei der Interpretation, insbesondere bei A u f g a b e n der Detailerkundung, stellt die seismische Modellierung dar. Nach MECKEL & NATH (1977) lassen sich dabei drei Anwendungsschwerpunkte unterscheiden: 1. Einschätzung der Erfolgsaussichten für die Lösung einer geologischen Aufgabenstellung vor Meßbeginn, 2. Analyse der Kongruenz verschiedener Modellvarianlen mit dem realen Meßergebnis,

GIR

(1976)

sowie

KHATTRI,

SINVHAL & AWASTHI

(1979)

vor. Dabei wurden auch spezielle Kenngrößen des Leistungsspektrums und der Autokorrelationsfunktion hinsichtlich ihres Aussagewertes für eine lithostratigraphische Unterscheidung getestet. Analysiert wurden vier Modelle mit zyklischer S e d i m e n t a t i o n : Sand/Ton- bzw. Kohle/Ton-Wechsellagerung, Transgressions/Regressionsmodell von K ü s t e n linien und Basalsandmodell. TAL'VIRSKIJ U. a. (1985) untersuchten ebenfalls die Unterscheidungsmöglichkeiten — und zwar zwischen litoralem und neritischem Sedimentationsmilieu — anhand spezieller dynamischer P a r a m e t e r des Wellenfeldes (mittlere und m a x i m a l e Amplitude, mittlere Periode, Verhältnisse zwischen benachbarten Halbschwingungen usw.). GALLOWAY, YANCEY & WHIPPLE (1977) erläutern an einem praktischen Beispiel, wie unter Verwendung der seismischen Modellierung die Entwicklungsgeschichte des Tafelrandes im E-Teil des Anadarko-Beckens rekonstruiert und drei Bildungsetappen ausgegliedert werden konnten. Bei praktischen Untersuchungen zur E r f a s s u n g von Erosions-

Z. angew. GeoL, 34 (198S) 12 PATZER U. a. / W a s ist seismische S t r a t i g r a p h i e ?

361

rinnen im Gebiet S a r a t o v wurden zur Interpretation der Meßergebnisse v o n GTTTERMAN U. a. ('1984) ebenfalls Analysen v o n synthetischen S e i s m o g r a m m e n herangezogen. Unter der in der westlichen Literatur verbreiteten Bezeichung „ S t r a t i g r a p h i s c h e Modellierung und I n t e r p r e t a t i o n " verbirgt sich eine Arbeitsrichtung, die sich vornehmlich mit der Detailuntersuchung höffiger oder produktiver Bereiche unter Zuhilfenahme der seismischen Modellierung befaßt. Wesentliche Arbeiten hierzu wurden von verschiedenen Mitarbeitern der F i r m a G e o Q u e s t International aus Houston, T e x a s , im A A P G - M e m o i r Nr. 26 veröffentlicht und von NEIDELL (1979) in einer Monographie z u s a m m e n g e f a ß t . Sehr detailliert sind hier die Nachweisbedingungen für verschiedene lithostratigraphische Modelle ( K a n a l s a n d e , litorale Barrensande, Riffkörper usw.) analysiert worden, bis hin zum Einfluß eines Wechsels der Porenfüllung im Speicher. Praktische Anwendungsbeispiele für die Einbeziehung der seismischen Modellierung in die Detailerkundung von L a g e r s t ä t t e n s t a m m e n u. a. von RAFFALOVICH & DAW (1984) sowie von FOCHT & B A K E » (1985). E i n e wichtige Rolle spielt bei solchen Untersuchungen die E r m i t t l u n g der Mächtigkeit v o n Speichern, deren E r f a s s u n g an der Grenze der seismischen Auflösung liegt. A u s g a n g s p u n k t der Methodik ist die T a t s a c h e , daß die B e s t i m m u n g der Mächtigkeit einer Schicht (mit gegenüber dem umgebenden Material veränderter Schallhärte) über die Laufzeitdifferenz zwischen dem entsprechenden M a x i m u m und Minimum nur bis zu einer Mächtigkeit 2 ; 1/2 Periodenlänge möglich ist und hier — durch konstruktive Interferenz zwischen der Ober- und Unterkantenreflexion bedingt — eine erhöhte R e f l e x i o n s a m p l i t u d e zu beobachten ist (Abb. 12). Diese Beziehungen zwischen tatsächlicher und scheinbarer Mächtigkeit sowie der S i g n a l a m p l i t u d e im Bereich der sogenannten T u n i n g m ä c h t i g k e i t einer auskeilenden seismischen Schicht sind schematisch in A b b . 13 dargestellt. Aus der graphischen Darstellung wird deutlich, daß auch unterhalb der Tuningmächtigkeit seismischer Schichten eine q u a n t i t a t i v e Mächtigk e i t s b e s t i m m u n g über die Reflexionsamplitude möglich ist. P r a k t i s c h wird so vorgegangen, daß unter Verwendung des aus den realen D a t e n extrahierten Signals (oder eines dem v e r f ü g b a r e n Frequenzbereich entsprechenden theoretischen Signals) synthetische Spuren für unterschiedliche Schichtmächtigkeiten berechnet und daraus Eichamplitudenkurven b e s t i m m t werden. Die Methodik wird vergleichsweise häufig benutzt für die Mächtigkeitsbestimmung geringmächtiger höffiger oder produktiver Sandsteinspeicher (z. B . BEITZEL & ROE 1981; COSSEY & VALENTA 1984) b z w . z u r

Korrektur von Tuning-

effekten bei der q u a n t i t a t i v e n Auswertung von Amplitudena n o m a l i e n i m B e r e i c h v o n G a s s a n d e n (BROWN, DAHM & GREB-

NER 1984, 1986), teilweise auch bereits zur Kontrolle des F ü l l s t a n d e s v o n U n t e r g r u n d g a s s p e i c h e r n (SCHMOLL & HELBIG

1982)

oder

(GREAVES,

des

Förderfortschrittes

FULP

&

HEAD

1984)

bei

durch

Gaslagerstätten Auswertung

von

Wiederholungsmessungen.

\

S c h i c h t m ä c h t i g k e i t in ms

U L .

2

6

20

24

28

32

B6

»

•

40

44

i i

scheinbare Mächtigkeit

1 1 2 0 Hz - R i c k e r - W a v e l e t

Abb. 12. Synthetische Spuren für eine auskeilende Schicht, nach NEIDELL

(1979)

Iuputsigual: 20-Hz-Ricker-Wavelet 2

Z. angew. Geol., Bd. 34, H. 12

20 30 40 scheinbare M ä c h t i g k e i t in m s (aus: A b s t a n d M i n i m u m - M a x i m u m ) 4 8 12 16 gemessene relative Minimum-Maximum - Amplitude

Abb. 13. Beziehungen zwischen tatsächlicher und scheinbarer Mächtigkeit einer dünnen Schicht sowie der Reflexionsamplitude

für ein 20-Hz-Ricker-Wavelet, nach NEIDELL (1979)

Einbeziehung von Bohrlochmeßkurven Außer bei der seismischen Modellierung werden Bohrlochmeßdaten auch für die Analyse der faziellen Situation im Untersuchungsgebiet herangezogen. Dabei wird die T a t s a c h e genutzt, daß sich typische Sedimentationsbedingungen in charakteristischen K u r v e n f o r m e n der Bohrlochmessung widerspiegeln. Als A u s g a n g s m a t e r i a l sind nach GOGONENKOV U. a. (1984) Eigenpotentialmessungen besonders geeignet, darüber hinaus auch y y u n d y L o g s . Durch spezifizierte Analyse der K u r v e n f o r m unter Einbeziehung insbesondere von Korngrößenuntersuchungen wird die sogenannte bohrlochgeophysikalische Fazies b e s t i m m t und für die Präzisierung des lithofaziellen Ausgangsmodells benutzt. F ü r klastisches Sedimentationsmilieu ist die Methodik gut ausgearbeitet und wird vor allem bei Untersuchungen zur Genese v o n Sandkörpern eingesetzt. Darüber hinaus werden Bohrlochmeßkurven auch direkt in die seismostratigraphische Interpretation einbezogen. Hierfür ist eine T r a n s f o r m a t i o n der original im T e u f e n m a ß s t a b vorliegenden K u r v e n in den seismischen Zeitmaßstab, gegebenenfalls eine Filterung entsprechend dem seismischen Nutzfrequenzspektrum und eine Projizierung dieser Meßkurven in den Stapelzeitschnitt oder in spezielle Parameterverteilungen erforderlich. A u s h a l t u n g von Sedimentationszyklen über Spektralanalyse F ü r diese Aufgabenstellung wird von BRODOV & MUSIN (1985) ein interessanter Lösungsweg vorgeschlagen. A u s g a n g s p u n k t sind charakteristische Abfolgen in der Sedimentablagerung, die Sedimentationszyklen, die systematische und kontinuierliche Änderungen der stofflichen (und strukturellen) Eigenschaften der Sedimentfolge aufweisen und die in der Regel durch Sedimentationsunterbrechungen begrenzt werden. Im klastischen Profil lassen sich vier G r u n d t y p e n von Sedimentationszyklen unterscheiden, die durch entsprechende Änderungen in der Korngrößenzusammensetzung unterschieden werden. Diese Grundtypen (I — Prozyklus, II — Rezyklus, I I I — Reprozyklus, IV — Prorezyklus) sind in A b b . 14, Spalte 1 in entsprechender Symbolik dargestellt. E s wird d a v o n ausgegangen, daß diese Sedimentationsmodelle eine spezifische petroakustische Charakteristik aufweisen: feinkörnige Schichtenfolgen weisen im Mittel eine geringere Schichtmächtigkeit, einen kleineren Schallhärtewert und eine

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 PATZER U. a. / Was ist seismische Stratigraphie?

362

—3T

£ £

Einlagerungen, stellen Störeffekte dar. Grundvoraussetzung für die Anwendung ist in jedem Fall seismisches Ausgangsmaterial sehr guter Qualität und mit breitem Nutzfrequenzspektrum. Inwieweit das erläuterte Konzept tatsächlich in größerem Umfang praktisch genutzt werden kann, hängt darüber hinaus wesentlich von der Gültigkeit der postulierten Beziehungen zwischen Zyklus, petroakustischem Profil und seiner Widerspiegelung im seismischen Wellenbild ab und kann derzeit nur schwer beurteilt werden.

-x t 1

£ -V

IV

•^r

-X. VI

VII

i

m

=3=

Abb. 14. Schematische Klassifizierung von Sedimentationszyklen, ihnen entsprechende Änderungen der petroakustischen Eigenschaften sowie deren Widerspiegelung im seismischen Wellenbild, nach BRODOV & M U S I N ( 1 9 8 5 ) 1 — Zyklen- und Hiatustypen I—VII, 2 — Schallhärte und ihre Dispersion, 3 — Häufigkeit des Schichtwechsels und ihre Dispersion, 4 — Leistungsspektren, 5 — Reflesionskoeffizientenfolge, 6 — synthetische seismische Spur bei niederfrequenter Filterung, 7 — synthetische seismische Spur bei hochfrequenter Filterung

höhere Schallhärtedifferenzierung an den Schichtgrenzen auf (also höhere Reflexionskoeffizienten) als grobkörnigere Sedim e n t e . Diese spezifischen Änderungen des petroakustischen Profils innerhalb des jeweiligen Sedimentationszyklus erzeugen charakteristische Signaturen im seismischen Wellenbild (Abb. 14, S p a l t e n 6 u. 7). Die Aushaltung der entsprechenden seismischen Zyklen erfolgt über schmalbandige Filterungen von Z e i t a b s c h n i t t e n m i t unterschiedlichem Durchlaßbereich bzw. gleitende S p e k t r a l analyse m i t unterschiedlicher L ä n g e des Analysefensters. J e nach Größe der Glättungsbasis werden seismische Zyklen verschiedener hierarchischer Ordnung (Mikro-, Meso- oder Makrozyklen) ausgehalten. KLUSIN & TAL'VIRSKIJ (1986) befassen sich m i t den Grundlagen der Methodik a n h a n d theoretischer Überlegungen über die spektrale Widerspiegelung verschiedener Schichtmodelle und schlagen eine (spiegelsymmetrische) Darstellung der Ergebnisse der gleitenden S p e k t r a l a n a l y s e nicht in Abhängigkeit von der F r e q u e n z f sondern von deren Reziprokwert A t — l/2f vor. Das K o n z e p t wird anhand entsprechender Darstellungen aus zwei verschiedenen Meßgebieten und deren I n t e r p r e t a t i o n ausführlich erläutert. Das erläuterte Konzept ist nur im rein klastischen Schiclitprofil gültig. Abweichungen hiervon, wie beispielsweise evaporitische

A u t o m a t i s c h e Ausgliederung und quantitative Analyse v o n Fazieseinheiten F ü r die anspruchsvolle Aufgabenstellung der maschinellen Untergliederung des Zeitschnittes in seismische Fazieseinheiten existiert bisher nur wenig L i t e r a t u r . Nach ersten Versuchen von HABJES (1979) in dieser R i c h t u n g stellte CoNTICINl (1985) ein interessantes Lösungskonzept vor. Ausgangsdaten sind spezielle aus dem seismischen Zeitschnitt extrahierte P a r a m e t e r des Wellenfeldes (Intervallgeschwindigkeit, Amplitude, Frequenz, Persistenz). Mit Hilfe statistischer Verfahren (u. a. Clusteranalyse) werden z u n ä c h s t seismische Referenzfazies b e s t i m m t , die durch die Mittelwerte und Streuungen der Wellenfeldparameter charakterisiert sind. Die räumliche Ausdehnung jeder Fazieseinheit wird durch mehrdimensionale Ähnlichkeitsanalyse e r m i t t e l t . Die Darstellung der Endergebnisse erfolgt als F a r b s c h n i t t e , in denen unterschiedliche seismische Fazies m a r k i e r t sind und die F a r b i n t e n s i t ä t ein M a ß für die Ähnlichkeit m i t der jeweiligen Referenzfazies darstellt. Versuche zum E i n s a t z statistischer B e a r b e i t u n g s v e r f a h r e n für die Erfassung und Quantifizierung lithofazieller Änderungen oder auch eines Wechsels der Porenfüllung innerhalb definierter T e u f e n a b s c h n i t t e sind demgegenüber nicht neu. Das klassische Beispiel hierfür stellen die Arbeiten von MATHIEU & RICE (1969) zur E r m i t t l u n g der Vertonungsgrenze eines sandigen Speichers m i t Hilfe der Diskriminanzanalyse dar. In der neueren L i t e r a t u r wird für solche Aufgabenstellungen neben diesen Verfahren (SINVHAL, KHATTBI U. a. 1984) auch die Methode der Modellerkennung ( B o i s 1980, 1982) sowie die Clusteranalyse (HUANG & F u 1 9 8 4 ) herangezogen. In diese Arbeitsrichtung gehören auch die ersten U n t e r suchungen auf dem Gebiet der D D R zur Nutzung der Modellerkennung für die Erfassung eines m a r k a n t e n Fazieswechsels im sedimentären Rotliegenden (PBÖHL, PATZEE u. a. 1986).

Nutzung von 3 D - M e s s u n g e n Durch Verwendung von 3 D - D a t e n als Ausgangsmaterial eröffnen sich neue Möglichkeiten für die seismostratigraphische Interpretation. Bei Analysen im Profilschnitt können Besonderheiten des Wellenfeldes entlang von Profilen mit praktisch beliebiger Richtung sowie ihre Änderungen von Profil zu Profil sehr detailliert verfolgt werden. Ausgangsmaterial für die Interpretation sind dabei Darstellungen der seismischen Zeitschnitte selbst (häufig mit verschiedenen Polaritäten oder durch farblich unterschiedlich gekennzeichnete positive und negative Halbschwingungen) oder die Verteilung in der x-t-Ebene von speziellen aus den Daten bestimmten Kenngrößen, wie momentane dynamische Parameter (Amplitude, Frequenz, Phase) oder die über Spurinversion gewonnenen Pseudogeschwindigkeiten. Insbesondere die flächenhafte Darstellung der Verteilung bestimmter Kenngrößen (derzeit vor allem der Reflexionsamplitude) in sogenannten Zeitscheiben, und zwar entsprechend einer konstanten Reflexionslaufzeit oder im Laufzeitniveau eines interessierenden Horizontes, ermöglicht eine völlig neue Qualität der Interpretation.

Z. angew. Geol., 34 (198S) 12

303

].'ATZER ii. a. / W a s i s t s e i s m i s c h e Sti-a1:igraphie?

Als klassisches Beispiel für den erreichbaren

Informations-

g e w i n n k a n n die Veröffentlichung von BROWN, DAHM & GRAEB-

NER (1981) angesehen werden. Die entsprechenden Messungen erfolgten zur E r k u n d u n g eines durch drei Bohrungen angetroffenen Gasfeldes im Golf von Thailand. Dabei wurde eine Fläche von I I X 13 k m 2 mit einem l'rofilabstand von 100 m und einem T i e f e n p u n k t a b s t a n d von 33 m übermessen. Geologisch handelt es sich hier um 3 k m machtige tertiäre Sedimente, die in drei l l a u p t z y k l e n unter größtenteils randlichen marinen Bedingungen mit kontinentaler Beeinflussung abgelagert wurden. Die spezifizierte Analyse des Datenmaterials, insbesondere in der Darstellung als Zeitscheiben, zeigt, daß für das Meßgebiet Deltabildungen mit Barren- und Rinnensanden charakteristisch sind, die bei stark wechselnden Mächtigkeiten eine komplizierte und vielghedrige räumliche Verteilungsstruktur aufweisen. Auf den Abb. 15 und 16 sind als Beispiel zwei Zeitscheiben dargestellt, die die Reflexionsamplituden-Verteilung für eine jeweils konstante Rel'lexionslaufzeit veranschaulichen (im Original farbig kodiert). A b b . 15 zeigt, mit welcher Detailliertlieit der nach Morden gerichtete Schiittungskegel eines Deltas und eine dem Delta vorgelagerte Barre, die sich in nordwestlicher R i c h t u n g auffächert, erfaßt werden können. Auf A b b . 16 ist schließlich ein stark mäandrierender fossiler Flußlauf im Bereich der Deltaebene in allen Einzelheiten verfolgbar. Der Deltahang selbst deutet sieh hier durch eine Aufgabelung im XW-Teil der Meßfläche an. Weitere 3D-Anwendungsbeispiele s t a m m e n aus dem Golf von Mexiko, wo vor der K ü s t e von Louisiana für die Detailerkundung produktiver pleistozäner G a s s a n d e Messungen mit 50 m Profilabstand und 12,5 m T i e f e n p u n k t a b s t a n d vorgenommen

wurden

(BROWN, D A H M & GRAEBNER

1984,

1986).

Durch eine speziell angepaßte Auswertetechnik, die BrightS p o t - E f f e k t e berücksichtigte und eine entsprechende Eichung an bereits vorhandenen Bohrungen einschloß, konnten sehr detaillierte K a r t e n der produktiven Mächtigkeit von zwei lateral in ihrer Mächtigkeit und G a s f ü h r u n g sehr variablen Speicherhorizonten vorgelegt werden.

A b b . IG. D a r s t e l l u n g d e r R e f l e x i o n s i n t e n s i t ä t f ü r eine Z e i t s e h e i b e bei 196 m s , a u s BROWN, DAHM & GRAEBNER

(1981)

V o r a u s s e t z u n g e n f ü r die praktische A n w e n d u n g Aus den beschriebenen Beispielen wird deutlich, daß es für die Untersuchungen zur seismischen Stratigraphie keine allgemeingültige Bearbeitungs- und Interpretationsmethodik gibt und auch die Anforderungen an das A u s g a n g s m a t e r i a l und die Zusatzinformationen — in Abhängigkeit von der geologischen Aufgabenstellung und dem E i n s a t z s t a d i u m — sehr unterschiedlich ausfallen. Aus diesem Grunde lassen sich keine allgemeinen Vorschriften für die praktische Anwendung des K o n z e p t e s der seismischen Stratigraphie formulieren. Die im folgenden genannten Forderungen müssen deshalb auch nicht in j e d e m Falle voll erfüllt sein, sie ergeben in ihrer S u m m e die optimalen Voraussetzungen für praktische seismostratigraphische Untersuchungen. Geologisches Modell Ks sind s ä m t l i c h e n o t w e n d i g e i l , r e l e v a n t e n , a u s B o h r u n g e n verf ü g b a r e n A u s g a n g s d a t e n m i t d e m Ziel d e r E r a r b e i t u n g e i n e s g e o logischen Modells z u s a m m e n z u s t e l l e n . D a z u zählen A n g a b e n zur S l r a l i g r a p h i e , L i t h o l o g i e , S p e i e h e r c h a r a k t e r i s l i k , T e k t o n i k b i s hin z u r B e s c h r e i b u n g v o n K e r n - u n d S p ü l p r o b e n e b e n s o , wie a l l e v e r w e n d b a r e n b o h r l o c h g e o p h y s i k a l i s c h e n .Meßergehnisse (s. u . ) . D a s g e o l o g i s c h e .Modell b i l d e t eine w e s e n t l i c h e V o r a u s s e t z u n g f ü r d i e I n t e r p r e t a t i o n . Z u e r a r b e i t e n i s t ein k o m p l e x e s M o d e l l , in d e m nicht nur die s t r u k t u r e l l e n , s o n d e r n a u c h die litliofaziellen Verhältnisse des I.'ntersuchungsraumes zu berücksichtigen sind. Qualität des scismiselicn Ausfiangsmatcrials Die A n f o r d e r u n g e n a n die Q u a l i t ä t des seismischen Slapel/.eils c l m i t t e s sind wesentlich höher als bei reiner struktureller Interp r e t a t i o n . P r a k t i s c h e A n w e n d u n g e n erfolgten f a s t a u s n a h m s l o s an M a t e r i a l m i t s e h r g u t e r D a t e n q u a l i t ä t . GOGONENKOV u. a. (198'i) formulieren als M i n d e s t f o r d e r u n g f ü r die seisinostratigraphisehe D e t a i l e r k u n d u n g die E x i s t e n z einer reellen R e f l e x i o n s p h a s e n a c h s e a u f a l l e n S p u r e n d e s E i n z e l s e i s m o g r a m i n s u n d ein X u t z / S l ö r Verhältnis der E n d s t a p e l u n g v o n 5...20. Mcßdiehte

A b b . 1 5 . D a r s t e l l u n g d e r R e f l e x i o n s i n t e n s i t ä t f ü r eine Z e i t s c l i e i b o bei 3 0 4 m s , a u s BROWN, DAHM & G R A E B N E R

2*

(1981)

D i e D i c h t e des Meßnetzes m u ß größer sein als bei der k o n v e n t i o nellen S t r u k t u r v o r b e r e i t u n g . F ü r die A n a l y s e der ä u ß e r e n F o r m s e i s m i s c h e r F a z i e s - (oder S u b f a z i e s - ) E i n h e i t e n ist eine sichere

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12

364 flächenhafte Trassierung wesentlicher Besonderheiten des Wellenfeldes erforderlich. Am günstigsten hierfür sind echte 3D-Messungen mit regelmäßigem Meßgitter. Geophysikalische Bohrlochmessungen Durch gezielte Einbeziehung von Bohrergebnissen kann die Qualität der scismostratigrapliischen Interpretation wesentlich verbessert werden. Dabei handelt es sich vor allem um die folgenden beiden Aufgaben: — Erarbeitung des seismoakustischen Modells {im wesentlichen aus Akustiklog, Dichtelog und Ergebnissen der seismischen Vertikalprofilierung) für die Einbeziehung seismischer Modellierungsarbeiten in die Interpretation. — Analyse der bohrlochgeophysikalischen Fazies (aus SP-, y~> yy-Log, granulometrischen Daten usw.) für die Stützung der seismischen Faziesanalyse. Seismische Grundbearbeitung Wegen der hohen Anforderungen an die Datenqualität und der häufig geforderten quantitativen Aussagen ist im allgemeinen eine Datenbearbeitung mit wahren Amplituden, speziell angepaßter (Nullphasen-) Dekonvolution sowie eine Stapelung mit hochgenauen statischen und kinematischen Korrekturen notwendig. Seismische Spczialbearbeitung Neben dem Zeitschnitt selbst werden zunehmend verschiedene aus den seismischen Daten extrahierte Parameterverteilungen in die Faziesanalyse einbezogen. Hierzu zählen insbesondere die über Hil-Ä ert-Transformation berechneten momentanen dynamischen Parameter und die aus der Spurinversion resultierenden Pscudogesehwindigkeiten, daneben auch verstärkt Ergebnisse der Spektralanalyse und der maschinellen Komplexinterpretation verschiedener Parameterverteilungen. Ergebnisdarstellung Der geeigneten Darstellung der zu interpretierenden Daten kommt mehr und mehr eine Schlüsselstellung zu. Voraussetzung für eine adäquate Ausschöpfung des Informationsgehaltes, insbesondere bei Einbeziehung verschiedener aus dem Zeitsclmitt extx'ahiertcr Parameterverteilungen und von Bohrdaten, ist die Nutzung moderner Bildverarbeitungssysteme mit ihren vielfältigen Möglichkeiten zur farbigen Datenwiedergabe.

Das bei praktischen Untersuchungen eingesetzte Verfahrensi n v e n t a r und die b e n u t z t e I n t e r p r e t a t i o n s m e t h o d i k sind außerordentlich unterschiedlich: Sie reichen von einfacher visueller Analyse des Zeitschnittes bis zum k o m p l e x e n E i n s a t z einer breiten P a l e t t e von Spezialverfahren zur Datenbearbeitung, -aufbereitung und -darstellung unter E i n b e z i e h u n g verschiedenster Zusatzinformationen, von der Analyse von Regionalprofilen bis zur B e a r b e i t u n g eines engmaschigen Meßnetzes in L a g e r s t ä t t e n b e r e i c h e n . Dementsprechend breit gelächert sind auch die prinzipiellen Aussagemöglichkeiten: Sie reichen von allgemeinen Hinweisen zur R a y o n i e r u n g oder zur Höffigkeitseinschätzung über Aussagen zum Sedimentationsmilieu, zu A r t und R i c h t u n g des S e d i m e n t t r a n s p o r t e s und zur geologischen E n t w i c k l u n g s geschichte bis zu D e t a i l a n g a b e n über die L a g e r s t ä t t e n k o n t u r , zu den Speichereigenschaften oder zur P r o d u k t i v i t ä t von bereits durch B o h r u n g e n aufgeschlossenen Erdöl- und ErdgasLagerstätten. F ü r die Gewinnung solcher spezifizierter lithofazieller Aussagen sind eine enge interdisziplinäre Z u s a m m e n a r b e i t insbesondere von Seismikern und Geologen, und zwar in allen B e a r b e i t u n g s e t a p p e n von der P r o j e k t i e r u n g bis zur E n d i n t e r pretation ebenso zwingend erforderlich wie große E r f a h r u n g e n im U m g a n g m i t dem I n t e r p r e t a t i o n s k o n z e p t und detaillierte V e r t r a u t h e i t m i t den Besonderheiten des Meßgebietes. Die Anforderungen an das Ausgangsmaterial sind — ebenso wie bei Arbeiten zum seismischen Direktnachweis — wesentlich größer als für die konventionelle S t r u k t u r e r k u n d u n g . Voraussetzungen sind eine höhere Meßdichte bei D e t a i l a r b e i t e n , erheblich bessere D a t e n q u a l i t ä t , höherer Aufschlußgrad durch B o h r u n g e n und die geeignete Aufbereitung und B e r e i t stellung aller verfügbaren Zusatzinformationen.

Zusammenfassung Im Ergebnis einer Auswertung der internationalen Literatur wird die neue Arbeitsrichtung seismische Stratigraphie vorgestellt. Dabei werden zunächst die wesentlichen Grundbegriffe und das zugrundeliegende methodische Konzept erläutert. Die vielfältigen Möglichkeiten der praktischen Nutzung werden anhand von Anwendungsbeispielen diskutiert. PeaioMC

Schlußfolgerungen Die Auswertung der internationalen L i t e r a t u r zeigt, daß weltweit intensiv an der W e i t e r e n t w i c k l u n g und Anwendung der seismischen Stratigraphie gearbeitet wird. Dabei wird deutlich, daß hinsichtlich der Anforderungen an das Ausgangsmaterial und der eingesetzten B e a r b e i t u n g s v e r f a h r e n weitgehend Analogien zum K o n z e p t der seismischen Substanzaussage bestehen. Der qualitative Unterschied besteht in der Einbeziehung zusätzlicher spezifischer Interpretationskriterien, die zur Ausgliederung sogenannter seismischer Fazieseinheiten führt.

Ha 0CH0BAHHH jiHTepaTypHoro oÖ3opa npeACTaBJieno IIOBOO naymo-npHKJiaiiHoe HanpaBJiemie — CEÜCMIMECKAH cTpaTi-rrpaijmH. B na'iajie paöoTM pa3i>HCHHioTCH ociiOBHbie noHHTim 3Toro HanpaBneiiHH H jietttamaft B ero ocnoBe MeTOflmecKan nporpaMMa. Ha KOHKpeTHMx npiiMepax paccMaTpraaiOTCH MiioromicjieiiHHe B03MOJKIIOCTH n p a K T H H e C K O r O HCn0JII>30BaiIHH MeTOfla.

Summary Resulting of an analysis of international literature tlie new subjeet of seismic stratigraphy is presented. The most important basic principles and the metliodical conception is explained. The manyfolded possibilities of its pracl.ical use arc discussed by mcans of some examples.

Die Ableitung optimaler Erkundungsnetze auf der Grundlage einer geostatistischen Einschätzung der Verluste und Verdünnungen JOACHIM MENZ, F r e i b e r g

In dem folgenden Beitrag werden Ergebnisse mitgeteilt, die aus der Zusammenarbeit des Wissenschaftsbereiches Markscheidewesen der Bergakademie Freiberg mit dem Lehrstuhl für Markscheidewesen des Moskauer Bergbauinstitutes resultieren.

F ü r

Eingang des Manuskripts in der Uedaktion: 30. 3.1987

nötigt m a n ein repräsentatives Gebiet eines bereits a b g e b a u t e n und d a m i t ausreichend b e k a n n t e n L a g e r s t ä t t c n t e i l s . R e -

Zulässigkcit des Analogieschlusses — Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens die

E i n s c h ä t z u n g der Verluste und Verdünnungen

bc-

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12

364 flächenhafte Trassierung wesentlicher Besonderheiten des Wellenfeldes erforderlich. Am günstigsten hierfür sind echte 3D-Messungen mit regelmäßigem Meßgitter. Geophysikalische Bohrlochmessungen Durch gezielte Einbeziehung von Bohrergebnissen kann die Qualität der scismostratigrapliischen Interpretation wesentlich verbessert werden. Dabei handelt es sich vor allem um die folgenden beiden Aufgaben: — Erarbeitung des seismoakustischen Modells {im wesentlichen aus Akustiklog, Dichtelog und Ergebnissen der seismischen Vertikalprofilierung) für die Einbeziehung seismischer Modellierungsarbeiten in die Interpretation. — Analyse der bohrlochgeophysikalischen Fazies (aus SP-, y~> yy-Log, granulometrischen Daten usw.) für die Stützung der seismischen Faziesanalyse. Seismische Grundbearbeitung Wegen der hohen Anforderungen an die Datenqualität und der häufig geforderten quantitativen Aussagen ist im allgemeinen eine Datenbearbeitung mit wahren Amplituden, speziell angepaßter (Nullphasen-) Dekonvolution sowie eine Stapelung mit hochgenauen statischen und kinematischen Korrekturen notwendig. Seismische Spczialbearbeitung Neben dem Zeitschnitt selbst werden zunehmend verschiedene aus den seismischen Daten extrahierte Parameterverteilungen in die Faziesanalyse einbezogen. Hierzu zählen insbesondere die über Hil-Ä ert-Transformation berechneten momentanen dynamischen Parameter und die aus der Spurinversion resultierenden Pscudogesehwindigkeiten, daneben auch verstärkt Ergebnisse der Spektralanalyse und der maschinellen Komplexinterpretation verschiedener Parameterverteilungen. Ergebnisdarstellung Der geeigneten Darstellung der zu interpretierenden Daten kommt mehr und mehr eine Schlüsselstellung zu. Voraussetzung für eine adäquate Ausschöpfung des Informationsgehaltes, insbesondere bei Einbeziehung verschiedener aus dem Zeitsclmitt extx'ahiertcr Parameterverteilungen und von Bohrdaten, ist die Nutzung moderner Bildverarbeitungssysteme mit ihren vielfältigen Möglichkeiten zur farbigen Datenwiedergabe.

Das bei praktischen Untersuchungen eingesetzte Verfahrensi n v e n t a r und die b e n u t z t e I n t e r p r e t a t i o n s m e t h o d i k sind außerordentlich unterschiedlich: Sie reichen von einfacher visueller Analyse des Zeitschnittes bis zum k o m p l e x e n E i n s a t z einer breiten P a l e t t e von Spezialverfahren zur Datenbearbeitung, -aufbereitung und -darstellung unter E i n b e z i e h u n g verschiedenster Zusatzinformationen, von der Analyse von Regionalprofilen bis zur B e a r b e i t u n g eines engmaschigen Meßnetzes in L a g e r s t ä t t e n b e r e i c h e n . Dementsprechend breit gelächert sind auch die prinzipiellen Aussagemöglichkeiten: Sie reichen von allgemeinen Hinweisen zur R a y o n i e r u n g oder zur Höffigkeitseinschätzung über Aussagen zum Sedimentationsmilieu, zu A r t und R i c h t u n g des S e d i m e n t t r a n s p o r t e s und zur geologischen E n t w i c k l u n g s geschichte bis zu D e t a i l a n g a b e n über die L a g e r s t ä t t e n k o n t u r , zu den Speichereigenschaften oder zur P r o d u k t i v i t ä t von bereits durch B o h r u n g e n aufgeschlossenen Erdöl- und ErdgasLagerstätten. F ü r die Gewinnung solcher spezifizierter lithofazieller Aussagen sind eine enge interdisziplinäre Z u s a m m e n a r b e i t insbesondere von Seismikern und Geologen, und zwar in allen B e a r b e i t u n g s e t a p p e n von der P r o j e k t i e r u n g bis zur E n d i n t e r pretation ebenso zwingend erforderlich wie große E r f a h r u n g e n im U m g a n g m i t dem I n t e r p r e t a t i o n s k o n z e p t und detaillierte V e r t r a u t h e i t m i t den Besonderheiten des Meßgebietes. Die Anforderungen an das Ausgangsmaterial sind — ebenso wie bei Arbeiten zum seismischen Direktnachweis — wesentlich größer als für die konventionelle S t r u k t u r e r k u n d u n g . Voraussetzungen sind eine höhere Meßdichte bei D e t a i l a r b e i t e n , erheblich bessere D a t e n q u a l i t ä t , höherer Aufschlußgrad durch B o h r u n g e n und die geeignete Aufbereitung und B e r e i t stellung aller verfügbaren Zusatzinformationen.

Zusammenfassung Im Ergebnis einer Auswertung der internationalen Literatur wird die neue Arbeitsrichtung seismische Stratigraphie vorgestellt. Dabei werden zunächst die wesentlichen Grundbegriffe und das zugrundeliegende methodische Konzept erläutert. Die vielfältigen Möglichkeiten der praktischen Nutzung werden anhand von Anwendungsbeispielen diskutiert. PeaioMC

Schlußfolgerungen Die Auswertung der internationalen L i t e r a t u r zeigt, daß weltweit intensiv an der W e i t e r e n t w i c k l u n g und Anwendung der seismischen Stratigraphie gearbeitet wird. Dabei wird deutlich, daß hinsichtlich der Anforderungen an das Ausgangsmaterial und der eingesetzten B e a r b e i t u n g s v e r f a h r e n weitgehend Analogien zum K o n z e p t der seismischen Substanzaussage bestehen. Der qualitative Unterschied besteht in der Einbeziehung zusätzlicher spezifischer Interpretationskriterien, die zur Ausgliederung sogenannter seismischer Fazieseinheiten führt.

Ha 0CH0BAHHH jiHTepaTypHoro oÖ3opa npeACTaBJieno IIOBOO naymo-npHKJiaiiHoe HanpaBJiemie — CEÜCMIMECKAH cTpaTi-rrpaijmH. B na'iajie paöoTM pa3i>HCHHioTCH ociiOBHbie noHHTim 3Toro HanpaBneiiHH H jietttamaft B ero ocnoBe MeTOflmecKan nporpaMMa. Ha KOHKpeTHMx npiiMepax paccMaTpraaiOTCH MiioromicjieiiHHe B03MOJKIIOCTH n p a K T H H e C K O r O HCn0JII>30BaiIHH MeTOfla.

Summary Resulting of an analysis of international literature tlie new subjeet of seismic stratigraphy is presented. The most important basic principles and the metliodical conception is explained. The manyfolded possibilities of its pracl.ical use arc discussed by mcans of some examples.

Die Ableitung optimaler Erkundungsnetze auf der Grundlage einer geostatistischen Einschätzung der Verluste und Verdünnungen JOACHIM MENZ, F r e i b e r g

In dem folgenden Beitrag werden Ergebnisse mitgeteilt, die aus der Zusammenarbeit des Wissenschaftsbereiches Markscheidewesen der Bergakademie Freiberg mit dem Lehrstuhl für Markscheidewesen des Moskauer Bergbauinstitutes resultieren.

F ü r

Eingang des Manuskripts in der Uedaktion: 30. 3.1987

nötigt m a n ein repräsentatives Gebiet eines bereits a b g e b a u t e n und d a m i t ausreichend b e k a n n t e n L a g e r s t ä t t c n t e i l s . R e -

Zulässigkcit des Analogieschlusses — Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens die

E i n s c h ä t z u n g der Verluste und Verdünnungen

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AIENZ / O p t i m a l e E r k u n d u n g s n e t z e

präsentativ bedeutet einerseits, daß die markscheiderischgeologischen Daten der Erkundung und Abbaubemusterung repräsentativ die Gesetzmäßigkeiten der Lagerstättenparameter in dem Gebiet widerspiegeln. Repräsentativ heißt andererseits, daß die im Gebiet festgestellten Gesetzmäßigkeiten für die gesamte Lagerstätte repräsentativ sind und auf die noch zu erkundenden Lagerstättenteile übertragen werden können. Die Zulässigkeit dieses Analogieschlusses ist Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens. In einem geologischen Gutachten muß unter Einbeziehung aller Vorkenntnisse und unter Berücksichtigung aller Erkundungsdaten dazu eine Einschätzung gegeben werden.

präsentativen Gebiet nach Hj = — ü pi • log 2 Pi 1=1

abgeleitet wird. Für p[ ist die relative Häufigkeit in der Klasse 1 einzusetzen. Sie ergibt sich aus Pl =

hi TT

Liegen bereits Daten der Detailerkundung in den noch weiter zu erkundenden Gebieten vor, kann die Varianzanalyse zur Entscheidungsfindung mit herangezogen werden. Bei Anwendung der Varianzanalyse werden die Erkundungsdaten eines Lagerstättenparameters in Gruppen unterteilt. Die Gruppierung richtet sich nach der Lage und Höhe der Lagerstättenbereiche. Unter der Annahme dieser beiden Einflußgrößen läßt sich das Verfahren der doppelten Varianzanalyse mit unterschiedlicher Besetzung der Gruppen nutzen, das an der Bergakademie Freiberg in einem BASIC-Programm für den Bürocomputer A 5120 aufbereitet wurde. Bei der Varianzanalyse wird jede Gruppe als eine Stichprobe für sich angesehen. Es wird geprüft, ob die Gruppen von den Einflußgrößen unabhängig sind und damit der gleichen Grundgesamtheit zugeordnet werden können. In diesem Fall bestehen von dieser Seite her keine Einwände gegen den Analogieschluß. In sämtlichen Gruppen, so auch in dem repräsentativen Gebiet, werden nur die Daten der Detailerkundung zu dieser Untersuchung herangezogen. Die Varianzanalyse erfordert unabhängige und annähernd normalverteilte Meßwerte.

Unterscheidung verschiedener Homogenitätsbereiche nach dem Maß der Kompliziertheit Am Lehrstuhl Markscheidewesen des Moskauer Bergbauinstitutes wird das Maß der bergbaugeologischen Kompliziertheit V; zur Einstufung der Lagerstättenabschnitte i benutzt (BuKRDSTSKIJ 1985). In diesem Maß wird das gewichtete Zusammenwirken der Veränderlichkeit der für den Abbau entscheidenden Lagerstättenparameter ausgedrückt. Es wird definiert durch V¡ =

mit

2

j=i

Vi,

Vij = gi • Hj • Uij.

(1)

(2)

Dabei ist g, das Gewicht, das dem Lagerstättenparameter j auf Grund einer Expertenschätzung zugeordnet wird, die für die Auswahl der wesentlichen k Lagerstättenparameter durchzuführen ist. Die Bedeutung der einzelnen Lagerstättenparameter für den Abbau wird durch Punkte bewertet. Das Gewicht ergibt sich aus dem Verhältnis der Punkte des Parameters j zur Gesamtpunktzahl der ausgewählten k Parameter. Die Größe Hj ist die Informationsentropie des Lagerstättenparameters j, die aus seiner empirischen Verteilung im re-

(4)

wobei h[ die absolute Häufigkeit in dieser Klasse ist. Die Anzahl der Klassen der empirischen Verteilung wird nach m = 5 lg n

Prüiung der Zulässigkeit des Analogieschlusses mit der Varianzanalyse

(3)

(5)

berechnet, wobei n die Anzahl der Beobachtungen ist, die sich für das dichteste Erkundungsnetz im repräsentativen Gebiet ergibt. Dieses Netz soll hier als Basisnetz bezeichnet werden. Die Größe u¡j drückt die Veränderlichkeit des Lagerstättenparameters j in den elementaren Lagerstättenabschnitten i aus. Werden die Netzmaschen der Detailerkundung als elementare Lagerstättenabschnitte i verwendet, dann sind die Meßwerte an den Netzpunkten in der Regel noch voneinander unabhängig. Aus den 4 Meßwerten zu jeder Netzmasche i mit dem Mittelwert zL kann in diesem Fall u¡¡ nach 2 S |z„ - Zi| li = l (i-l).R

(6)

berechnet werden. Mit R wird die Spannweite bezeichnet, die aus allen Meßwerten im repräsentativen Gebiet ermittelt wird. B u k r i n s k i J (1985) bestimmt u;, aus den Differenzen der Meßwerte. Er gibt außerdem noch Korrekturen zur Berechnung von V; an, auf die hier nicht eingegangen werden soll. Aus der Maßeinheit bit für V; sollen hier ebenfalls keine Schlußfolgerungen abgeleitet werden. Wegen der Veränderlichkeit der Größen ujj von Abschnitt zu Abschnitt verändert sich auch die Größe Vj entsprechend. Das Maß der bergbaugeologischen Kompliziertheit ist eine ortsabhängige Größe. Die berechneten Werte Vj werden den Mittelpunkten der entsprechenden Netzmaschen zugeordnet. Aus den geglätteten Werten Vi werden Isolinienkarten der bergbaugeologischen Kompliziertheit sowohl für das repräsentative Gebiet als auch für die noch weiter zu erkundenden Gebiete abgeleitet. Diese Karten bilden die Grundlage für die Abgrenzung verschiedener Homogenitätsbereiche. Bereiche mit einer höheren Kompliziertheit erfordern dichtere Erkundungsnetze.

Die Ableitung optimaler Erkundungsnetze In den Arbeiten des Lehrstuhles Markscheidewesen des Moskauer Bergbauinstitutes werden im nächsten Schritt Richtung und Betrag der minimalen und maximalen Veränderlichkeit der bergbaugeologischen Kompliziertheit bestimmt. Danach richtet sich die Orientierung der Netze und das Verhältnis ihrer Maschenweiten ( B U K R I N S K I J 1985). Als Optimalitätskriterium für die Auswahl der effektivsten Netzvarianten dienen die minimalen Kosten K, die sich aus den Kosten für die betriebliche Erkundung E und dem ökonomischen Schaden S zusammensetzen, dem sogenannten „Bergbaurisiko", das als Folge der ungenauen Erkundung eintritt : K = E + S.

(7)

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12

366

MEJTZ / Optimale E r k u n d u n g s n e t z e

Zur Ermittlung dieser Kosten werden im repräsentativen Gebiet für die verschiedenen Homogenitätsbereiche verschiedene Netzvarianten untersucht. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Isolinienkarten der Lagerstättenparameter, die aus dem Basisnetz abgeleitet worden sind, der objektiven Realität entsprechen. Aus ihnen werden die Erkundungsdaten für die verschiedenen Netze mit systematisch vergrößerter Maschenweite im Rahmen der Simulation abgeleitet. Aus diesen „Erkundungsdaten" lassen sich wiederum Isolinienkarten für die verschiedenen Lagerstättenparameter herstellen und mit den Isolinien des Basisnetzes vergleichen. Beim Vergleich werden für alle Netzvarianten die Fehler der Vorratsbestimmung und die zu erwartenden Verluste und Verdünnungen eingeschätzt. Auf dieser Grundlage erfolgt die Kostenermittlung und die Auswahl der effektivsten Netzvarianten in den einzelnen Homogenitätsbereichen. Die Anwendung des Verfahrens führte in der U d S S R in allen Einsatzfällen zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der betrieblichen Erkundung. Die positiven Ergebnisse, die am Lehrstuhl Markscheidewesen des Moskauer Bergbauinstitutes erzielt werden konnten, sind Anlaß dafür, den Einsatz dieses Verfahrens unter geostatistischen Modellannahmen zu diskutieren.

Geostatistische Modellannahmen und die Modellanpassung im repräsentativen Gebiet Die am Wissenschaftsbereich Markscheidewesen der Bergakademie Freiberg für die praktische Anwendung aufbereiteten geostatistischen Verfahren basieren auf der Modellannahme, daß die Lagerstättenparameter Z als stationäre Zufallsfunktionen Z s (x, 2

0,10 0,20

0,5 0,8

72

200

0,10

330

150

0,10 0,20 0,30

0,30

0,5 1,4 3

420

0,20

0,6 4

S S a >

5 5-10 10-15 15

0,08

0,15 0,30

0,20

0,15

0,40

&

Teer", in % Koks", in % 1)

0,3 0,5 0,7 1,0 ±0,25 ±0,35

0,20

0,5

0,5 0,7 0,9

0,35 0,55

1,0 1,5

±0,35 ±0,50

0,30

0,80

0,54 0,80

1,50 2,20

1,4 6 6

siehe Abschnitt „Grundsätzliche Bemerkungen...."

T a b . 2. Analysenverfahren

Wiederholstreubereich

Vergleichstreubereich

TGL

s

TGL

s

C a ' a , in % H a ' a , in %

±0,15 ±0,10

0,50 0,15

1,38 0,40

±0,25 ±0,15

0,70 0,20

2,00 0,60

U", in % ä 5 > 5

±0,10 ±0,20

0,10 0,20

0,30 0,60

±0,15 ±0,30

0,15 0,30

0,40 0,80

Z ' h , in %

±0,10

0,10

0,30

±0,20

0,20

0,60

Cl"'", in %

10% rel.

ist noch zu bestimmen

15% rel.

ist noch zu bestimmen

D i e w i c h t i g s t e n Berechnungsformeln sind:

ß = xmax — xmin
2,0-0,0 > 6,0

Mathematisch-statistische Fehlerparameter

Die

Vergleichstreubereich

TGL

A", in %

eine

noch o b j e k t i v e r e materielle Stimulierung der Arbeitsleistungen

Wiederholstreuberelch

D (nj = 2)

Na 3 O d , in % S 0,5 > 0,5

ASV, in °C tA tB tc

7 7

8

9 ±0,03 ±0,06

0,02

0,05

±0,05 ±0,15 ±0,10 ±0,15

0,04

0,10

K , 0 " , in % S 1,0 > 1,0

&B

D (nj = 2)

9 ±0,05 ±0,10

0,02

0,05

±10 ±10 ±15

10 7 7

30 20 20

0,04

0,10 10

-

15 10 10

40 30 30

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12

374 Tab. 3. Asclieanalyse

bzw.

% % % % % % %

20 20 20 20 10 10 1

SiOa Te,0, A1.0, CaO MgO so3 TiO,

Wiederholstreubercich >

Vergleichstreubedingungen

TGL

D TGL s Vorschlag (nj = 2)

±0,25 ±0,25 ±0,25 ±0,25 ±0,20 ±0,15 ±0,10

0,50 0,40 0,50 0,30 0,30 0,30 0,05

1,40 1,10 1,40 0,80 0,80 0,80 0,14

±0,50 ±0,50 ±0,50 ±0,50 ±0,30 ±0,25 ±0,20

D gB s Vorschlag (nj = 2) 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,6 0,1

2,5 2,5 2,5 2,5 1,5 1,5 0,3

11

— Standardabweichung • (nj - 2) — zulässige Differenz nach PEARSON zwischen 2 EinzelbestiinmungeD

Grundsätzliche Bemerkungen zu den vorgeschlagenen Fehlerp ar am etern 1. Angaben sind nur für stückige Braunkohle gültig. Probleme der Oberflächenfeuchte sind zusätzlich zu betrachten. 2. Die Fehler sind in A b h ä n g i g k e i t vom absoluten Aschegehalt e x a k t zu untersuchen, ebenfalls die konkreten Verhältnisse bei salzhaltigen Brennstoffen. 3. Die Fehlerfortpflanzung w i r k t enorm. Es gelten u. a. folgende F a k t o r e n Qsa = 1

Q s d = 2,3

Qsdaf = 3 , 9

Q.' = 2,3

Qi a = 1,8

Qi* = 3,3

Q; daf = 5,2

Qi r = 2,8.

4. S c nach TGL 4 2 8 5 1 (Entwurf 1984) ist in seiner technischen Umsetzung fraglich (Verbrennungstemperatur, -art). 5. Die B e s t i m m u n g des Benzenlöslichen ist technisch fast bedeutungslos. Mathematisch-statistisch gesicherte W e r t e für das Toluenlösliche liegen noch nicht vor. 6. Keine der A p p a r a t u r e n ist handelsüblich, deshalb vermutlich die zu hohen Zufallsfehler. 7. In der Regel arbeitet m a n i m H a l b m i k r o m a ß s t a b , so daß die hohen Zufallsfehler bis hin zur „ A u s r e i ß e r h ä u f i g k e i t " bei heterogenen Brennstoffproben gegeben sind. 8. Die zulässigen Differenzen sind für die B e s t i m m u n g des ZGehaltes noch zu differenzieren: 5%.

9. Definition „ S a l z k o h l e " ist neu und umfassender festzulegen. 10. Keines der Geräte ist seit J a h r e n mehr handelsüblich. Die d a d u r c h notwendigen „ E i g e n e n t w i c k l u n g e n " bedingen in der Regel größere Fehler und Unsicherheiten.

11. Die praktisch erreichbaren und nach TGL geforderten Fehlerparameter weichen stark voneinander ab. Zur Klärung dieses Sachverhaltes sind gezielte Grundsatzuntersuchungen notwendig. Zusammeniassung Inhalt, Ziel und Anwendungsmöglichkeiten eines dreistufigen komplexen Kontrollsystems für Serienanalysen auf der Grundlage der Methoden der mathematisch-statistischen Qualitätskontrolle werden erörtert. Mit diesem Kontrollsystem wurde eine Vielzahl kohlechemisclier Analysenverfahren und -daton kritisch untersucht. Die daraus abgeleiteten quantitativen Fehlerparameter werden angegeben und diskutiert. Es wird vorgeschlagen, ein derartiges Kontrollsystem auch bei der „inneren" und „äußeren" Kontrolle von kohlechemischen Erkundungsdaten anzuwenden, um die Repräsentanz des gesamten Analysenmaterials weiter zu verbessern. Pe3IOMC PaccMaTpHBaeTCH coaepwanne, iiejra h BO3MO>KHOCTH Hcri0Jib30-

BanHH T p e x c T y n e i w a T o f t KOMiuieKcuoii KOHTPOJIBHOH c h c t c m m c e p i i f t i i b i x a i i a n H 3 0 B n a o c u o B e m c t o r o b MaTeMaTimecKO-CTaTHCTiii iecKnx

npoBepoK KanecTBa. C noMomtio OTOIÎ KOHTpojibiioii CHCTeMbi 6bi.no npoBegeHO Bojibmoe KOJiiwecTBO yrnexiiMmecKHX MeTOROB aHaJIH30B H HX RaHHblX. IIpeflCTaBJieHM H OÔCymnaiOTCH

n o n y j e H H b i e K O J i m e c T B e H n u e n a p a i w e T p u OIHHÔOK. l l p e A J i a r a e T C n Hcn0Hb30BaTb T a K y w KOHTpooibHyio cHCTeMy T a K j « e a RJIH , , B H y T p e H n e r o " H „ B H e n r a e r o " KOHTPOJIH y r j i e x i i M H H e c K H x R a m i b i x

pa3BeHKH c iiejibio HanbHeiimero noBbmieHun npeacTaBiiTejibHOCTH B c e r o a H a j i H T i w e c K o r o M a T e p n a j i a .

Summary Content, mark and possibilities of use of a three-stage complex control system for analyses of seria on the base of methods of the mathematic-statistical quality control are discussed. With the help oE this control system a number of coal-chemical analyses and data were investigated. The deduced quantitative parameters of error are given and discussed. It is proposed to use such a control system also in the "inner" and "upper' control of coal-chemical data of prospection to improve the representativeness of the whole material of analyses. Literatur DOERFFEL, K . : Statistik in der analytischen Chemie. — Leipzig: VEB Beutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1982 DOERFFEL, K.; MÜLLER, H.; UHLMANS, M.: Prozeßanalytik. — Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1080 KAHXT, G.: Methoden zur Beurteilung von Analysenverfahren und Analysenwerten. - IfK-Inforniationen, Dresden 60 (1972) S. (50-65 — Kritische Untersuchungen einiger Methoden zur Analysierung fester Brennstoffe und Erarbeitung eines Kontrollsystems für Serienanalysen. — freiberg: Bergakademie Freiberg, Diss. 1975 (frei für Lit.-Tausch) — Komplexes Kontrollsystem für kohlechemische Serienanalysen innerhalb der laufenden Qualitätskontrolle und der Erkundung fester Brennstoffe.— Neue Bergbautechnik, Leipzig 10 (1980) 8, S. 4 5 5 - 1 0 0 — Probleme der Brennstoffanalytik. — IfK-Information, Dresden (1983) 120, S. 4 9 - 5 4

Quecksilber in Standardgesteinsproben und die Möglichkeit seiner Attestierung1) R U D I SCHETJTZOW,

Berlin

Veröffentlichung Nr. 15/88 des Zentralen Geologischen Institutes Quecksilber dient in der Geochemie als Indikatorelemcnt. Sowohl Quecksilber selbst als auch die Mehrzahl seiner Verbindungen sind starke Gifte. Die Bestimmung von Quecksilber in Gesteinen hat daher für die Geochemie und Umweltfragen große Bedeutung. Der Clarke-Wert für Quecksilber wird m i t 45 bis 67 ng/g angegeben (STOLJAEOVA & FILATOVA 1981). Der Hg-Gehalt in Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2.11.1987 x ) Vortrag, gellalten auf der Laborkonferenz von Intergeoteclinika im November 1987 i n der VIIB

Gesteinen liegt also im ng/g-Bereich. W i e in der Spurene l e m e n t a n a l y t i k ü b e r h a u p t k o m m t auch bei der Hg-Bestimm u n g der Gewährleistung der R i c h t i g k e i t durch den Einsatz von Standardproben große B e d e u t u n g zu. Von den im R a h m e n der Zusammenarbeit in der Ständigen Kommission für Geologie des R G W bearbeiteten 45 S t a n d a r d p r o b e n ist Quecksilber nur für zwei Erzproben mit höheren Gehalten (KupferZink-Sulfiderz R U S 1 m i t (16 ± 4) ng/g und Kupfer-Kies-Erz

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12

374 Tab. 3. Asclieanalyse

bzw.

% % % % % % %

20 20 20 20 10 10 1

SiOa Te,0, A1.0, CaO MgO so3 TiO,

Wiederholstreubercich >

Vergleichstreubedingungen

TGL

D TGL s Vorschlag (nj = 2)

±0,25 ±0,25 ±0,25 ±0,25 ±0,20 ±0,15 ±0,10

0,50 0,40 0,50 0,30 0,30 0,30 0,05

1,40 1,10 1,40 0,80 0,80 0,80 0,14

±0,50 ±0,50 ±0,50 ±0,50 ±0,30 ±0,25 ±0,20

D gB s Vorschlag (nj = 2) 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 0,6 0,1

2,5 2,5 2,5 2,5 1,5 1,5 0,3

11

— Standardabweichung • (nj - 2) — zulässige Differenz nach PEARSON zwischen 2 EinzelbestiinmungeD

Grundsätzliche Bemerkungen zu den vorgeschlagenen Fehlerp ar am etern 1. Angaben sind nur für stückige Braunkohle gültig. Probleme der Oberflächenfeuchte sind zusätzlich zu betrachten. 2. Die Fehler sind in A b h ä n g i g k e i t vom absoluten Aschegehalt e x a k t zu untersuchen, ebenfalls die konkreten Verhältnisse bei salzhaltigen Brennstoffen. 3. Die Fehlerfortpflanzung w i r k t enorm. Es gelten u. a. folgende F a k t o r e n Qsa = 1

Q s d = 2,3

Qsdaf = 3 , 9

Q.' = 2,3

Qi a = 1,8

Qi* = 3,3

Q; daf = 5,2

Qi r = 2,8.

4. S c nach TGL 4 2 8 5 1 (Entwurf 1984) ist in seiner technischen Umsetzung fraglich (Verbrennungstemperatur, -art). 5. Die B e s t i m m u n g des Benzenlöslichen ist technisch fast bedeutungslos. Mathematisch-statistisch gesicherte W e r t e für das Toluenlösliche liegen noch nicht vor. 6. Keine der A p p a r a t u r e n ist handelsüblich, deshalb vermutlich die zu hohen Zufallsfehler. 7. In der Regel arbeitet m a n i m H a l b m i k r o m a ß s t a b , so daß die hohen Zufallsfehler bis hin zur „ A u s r e i ß e r h ä u f i g k e i t " bei heterogenen Brennstoffproben gegeben sind. 8. Die zulässigen Differenzen sind für die B e s t i m m u n g des ZGehaltes noch zu differenzieren: 5%.

9. Definition „ S a l z k o h l e " ist neu und umfassender festzulegen. 10. Keines der Geräte ist seit J a h r e n mehr handelsüblich. Die d a d u r c h notwendigen „ E i g e n e n t w i c k l u n g e n " bedingen in der Regel größere Fehler und Unsicherheiten.

11. Die praktisch erreichbaren und nach TGL geforderten Fehlerparameter weichen stark voneinander ab. Zur Klärung dieses Sachverhaltes sind gezielte Grundsatzuntersuchungen notwendig. Zusammeniassung Inhalt, Ziel und Anwendungsmöglichkeiten eines dreistufigen komplexen Kontrollsystems für Serienanalysen auf der Grundlage der Methoden der mathematisch-statistischen Qualitätskontrolle werden erörtert. Mit diesem Kontrollsystem wurde eine Vielzahl kohlechemisclier Analysenverfahren und -daton kritisch untersucht. Die daraus abgeleiteten quantitativen Fehlerparameter werden angegeben und diskutiert. Es wird vorgeschlagen, ein derartiges Kontrollsystem auch bei der „inneren" und „äußeren" Kontrolle von kohlechemischen Erkundungsdaten anzuwenden, um die Repräsentanz des gesamten Analysenmaterials weiter zu verbessern. Pe3IOMC PaccMaTpHBaeTCH coaepwanne, iiejra h BO3MO>KHOCTH Hcri0Jib30-

BanHH T p e x c T y n e i w a T o f t KOMiuieKcuoii KOHTPOJIBHOH c h c t c m m c e p i i f t i i b i x a i i a n H 3 0 B n a o c u o B e m c t o r o b MaTeMaTimecKO-CTaTHCTiii iecKnx

npoBepoK KanecTBa. C noMomtio OTOIÎ KOHTpojibiioii CHCTeMbi 6bi.no npoBegeHO Bojibmoe KOJiiwecTBO yrnexiiMmecKHX MeTOROB aHaJIH30B H HX RaHHblX. IIpeflCTaBJieHM H OÔCymnaiOTCH

n o n y j e H H b i e K O J i m e c T B e H n u e n a p a i w e T p u OIHHÔOK. l l p e A J i a r a e T C n Hcn0Hb30BaTb T a K y w KOHTpooibHyio cHCTeMy T a K j « e a RJIH , , B H y T p e H n e r o " H „ B H e n r a e r o " KOHTPOJIH y r j i e x i i M H H e c K H x R a m i b i x

pa3BeHKH c iiejibio HanbHeiimero noBbmieHun npeacTaBiiTejibHOCTH B c e r o a H a j i H T i w e c K o r o M a T e p n a j i a .

Summary Content, mark and possibilities of use of a three-stage complex control system for analyses of seria on the base of methods of the mathematic-statistical quality control are discussed. With the help oE this control system a number of coal-chemical analyses and data were investigated. The deduced quantitative parameters of error are given and discussed. It is proposed to use such a control system also in the "inner" and "upper' control of coal-chemical data of prospection to improve the representativeness of the whole material of analyses. Literatur DOERFFEL, K . : Statistik in der analytischen Chemie. — Leipzig: VEB Beutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1982 DOERFFEL, K.; MÜLLER, H.; UHLMANS, M.: Prozeßanalytik. — Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1080 KAHXT, G.: Methoden zur Beurteilung von Analysenverfahren und Analysenwerten. - IfK-Inforniationen, Dresden 60 (1972) S. (50-65 — Kritische Untersuchungen einiger Methoden zur Analysierung fester Brennstoffe und Erarbeitung eines Kontrollsystems für Serienanalysen. — freiberg: Bergakademie Freiberg, Diss. 1975 (frei für Lit.-Tausch) — Komplexes Kontrollsystem für kohlechemische Serienanalysen innerhalb der laufenden Qualitätskontrolle und der Erkundung fester Brennstoffe.— Neue Bergbautechnik, Leipzig 10 (1980) 8, S. 4 5 5 - 1 0 0 — Probleme der Brennstoffanalytik. — IfK-Information, Dresden (1983) 120, S. 4 9 - 5 4

Quecksilber in Standardgesteinsproben und die Möglichkeit seiner Attestierung1) R U D I SCHETJTZOW,

Berlin

Veröffentlichung Nr. 15/88 des Zentralen Geologischen Institutes Quecksilber dient in der Geochemie als Indikatorelemcnt. Sowohl Quecksilber selbst als auch die Mehrzahl seiner Verbindungen sind starke Gifte. Die Bestimmung von Quecksilber in Gesteinen hat daher für die Geochemie und Umweltfragen große Bedeutung. Der Clarke-Wert für Quecksilber wird m i t 45 bis 67 ng/g angegeben (STOLJAEOVA & FILATOVA 1981). Der Hg-Gehalt in Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 2.11.1987 x ) Vortrag, gellalten auf der Laborkonferenz von Intergeoteclinika im November 1987 i n der VIIB

Gesteinen liegt also im ng/g-Bereich. W i e in der Spurene l e m e n t a n a l y t i k ü b e r h a u p t k o m m t auch bei der Hg-Bestimm u n g der Gewährleistung der R i c h t i g k e i t durch den Einsatz von Standardproben große B e d e u t u n g zu. Von den im R a h m e n der Zusammenarbeit in der Ständigen Kommission für Geologie des R G W bearbeiteten 45 S t a n d a r d p r o b e n ist Quecksilber nur für zwei Erzproben mit höheren Gehalten (KupferZink-Sulfiderz R U S 1 m i t (16 ± 4) ng/g und Kupfer-Kies-Erz

Z. angew. Geol., 34 (1988) 12 375

SCHEUTZOW1 / Q u e c k s i l b e r in S t a n d a r d g e s t e i n s p r o b e n RUS 2

mit

(43 ±

4) n g / g

attestiert

(SCHEUTZOW

&

KÜHN

1985). AVeder der Gehalt noch die Matrix dieser beiden S t a n d a r d p r o b e n entsprechen denen typischer Gesteine. Quecksilber ist in den Gesteinen gebunden, und zwar vor allem als Sulfid, es k a n n aber auch elementar enthalten sein. Auf G r u n d der Flüchtigkeit des Quecksilbers besteht die Gefahr, daß d a s elementar im Gestein vorliegende H g entweicht und eine A b n a h m e der Gehalte verursacht. In diesem Fall wäre eine Attestierung der Hg-Gehalte für S t a n d a r d p r o b e n von Gesteinen unmöglich. Zur K l ä r u n g dieser F r a g e wurden einige S t a n d a r d p r o b e n von Gesteinen auf Beständigkeit der Hg-Gehalte untersucht. Die Untersuchung erfolgte mit der flammenlosen A A S an einem E i g e n b a u g e r ä t mit einer K ü v e t t e von 20 cm L ä n g e (wie v o n Dr. U n g e t h ü m im Z G I eingeführt).

T a b . 2. H g - G e h a l t e (x, Standardproben

x 1981/1983 1981-1986 1981-1986 1981-1986 1983-1986 1976-1987

BM GM GnA TS TB-2 CuPl

26 21 13 48 15 264

s

n

5 5 2 7 5 34

5 7 15') 14') 23') 12 ! )

n — Anzahl der Aufschlüsse ') je Aufschluß 2mal gemessen (n¡ = 2)

s

-t

2£(XÍ-X)' n - 1

) J e Aufschluß unterschiedliche Anzahl von Messungen (m = 2 bis 10)

S Ui(Xi - x)s

Prinzip der V e r s u c h s d u r c h f ü h r u n g : G e m e s s e n wird b e i 253,7 n m . Die P r o b e v o n 3 g wird m i t 20 m l 3 7 % i g e r Salpetersäure u n d 2 ml Salzsäure (Dichte = 1 : 1 ) aufges c h l o s s e n (2 h auf d e m W a s s e r b a d ) u n d auf 250 m l i m M a ß k o l b e n a u f g e f ü l l t . A u s d e m M a ß k o l b e n , in d e m sich die u n g e l ö s t e S u b s t a n z a b g e s e t z t h a t , wird ein A l i q u o t f ü r die B e s t i m m u n g a b g e n o m m e n , i m Reaktionsgefäß mit SnCl2-Lösung reduziert und das Quecksilber m i t t e l s S t i c k s t o f f s t r o m auf einen G o l d k o l l e k t o r ü b e r f ü h r t . D u r c h B e h e i z e n des G o l d k o l l e k t o r s u n d d e n S t i c k s t o f f s t r o m wird d a s H g d u r c h die K ü v e t t e geleitet u n d die A b s o r p t i o n g e m e s s e n .

D a s elementare Quecksilber sollte beim E r w ä r m e n besonders schnell aus dem Gesteinspulver durch V e r d a m p f e n entweichen. Daher wurden die Proben 3 h bei 1 0 5 ° C getrocknet. Unter völlig gleichen Bedingungen wurden getrocknete und ungetrocknete Proben aufgeschlossen und gemessen ( T a b . 1). E s fällt auf, daß aus der S t a n d a r d p r o b e K u p f e r e r z CuPl beim Erhitzen auf 105 °C kein H g entweicht. Diese Probe enthält 1 7 % Chalkosin und 1 , 5 % Pyrit. Offenbar liegt das g e s a m t e H g hier als Sulfid vor. Bei den S t a n d a r d p r o b e n Granit GM, Schwarzschiefer T S und Tonschiefer T B - 2 entweichen 20 bis 3 0 % des Quecksilbers. Diese Proben dürfen keinesfalls vor der H g - B e s t i m m u n g getrocknet oder erwärmt werden. T a b . 2 enthält die Ergebnisse zu den S t a n d a r d p r o b e n B a s a l t B M , Granit GM, Gneis GnA, Schwarzschiefer T S , Tonschiefer T B - 2 und K u p f e r e r z CuPl. Zu diesen S t a n d a r d p r o b e n wurden über mehrere J a h r e übereinstimmende Hg-Werte erhalten. In geschlossenen Flaschen sind die Hg-Gehalte also über J a h r e stabil, obwohl diese Flaschen im L a u f e der J a h r e viele Male zur P r o b e n e n t n a h m e geöffnet wurden. Bei einigen Proben (TB-2, T S , CuPl) erfolgten die E i n w a a g e n auch aus verschiedenen Flaschen, was keine unterschiedlichen Ergebnisse brachte. Natürlich sind bei der Untersuchung dieser S t a n d a r d p r o b e n auf Quecksilber für die Attestierung in mehreren Laboratorien verschiedener L ä n d e r wegen der kleinen Gehalte und der P r o b l e m a t i k der H g - B e s t i m m u n g größere Abweichungen nicht

xi = — S xu ni j = 1 X = rjr N jS. jniXi N = £ nt 1-1 T a b . 3. Orientierende H g - W e r t e f ü r einige S t a n d a r d p r o b e n , s t i m m t a u s einer E i n w a a g e , in n g / g

xl getrocknet (3 h, 105 °C)

x2 nicht getrocknet

x l - x2

15 15 5 5 39 38 15 14 258 268

20 21 13 13 50 49 19 18 258 267

-25 -29 < -62 < -62 -22 -22 -21 -22

x2

100

SNS-2 SG ZnU AK

30 10 130 50 15 60 100 20

AN AnK BaH OgG GV

KK MV MB

be-

10 6500 150 20 10 20 30

sw FK

KH

auszuschließen. In diesem Fall ist eine Diskussion der Einflußfaktoren in noch stärkerem Maße als bei den übrigen Spurenelementen notwendig, u m methodische und a p p a r a t i v e Fehlerquellen aufzudecken. Ferner sollten neben einer Wiederholung der B e s t i m m u n g im selben L a b o r gegebenenfalls Kontrolluntersuchungen an E i n w a a g e n aus derselben Flasche in anderen Laboratorien vorgenommen werden. Falls auf diesem Wege große Abweichungen b e s t ä t i g t werden, enthalten verschiedene Flaschen einer S t a n d a r d p r o b e unterschiedliche Hg-Gehalte, und seine Attestierung ist für diese S t a n d a r d p r o b e nicht zweckmäßig. Nach den bisherigen Untersuchungen ist dies nicht absolut auszuschließen, jedoch nicht sehr wahrscheinlich. s,% 30

T a b . 1. V e r g l e i c h v o n H g - W e r t e n in n g / g a u s erhitzten u n d u n b e handelten Proben

GM GM GnA GnA TS TS TB2 TB 2 CuPl CuPl

u n d S t a n d a r d a b w e i c h u n g e n f ü r einige

, TB-2 XGM

A b b i l d u n g . S t a n d a r d a b w e i c h u n g e n in Abhängigkeit vom Hg-Gehalt

20

GnA CU PI

100

100

X(Hg)ng/g

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 376 F ü r die S t a n d a r d p r o b e n BM u n d T S erhielt BEUGE (1976) W e r t e (20 u n d 41 ng/g), die denen in T a b . 2 e n t s p r e c h e n . Sein W e r t f ü r GM liegt m i t 27 n g / g ebenfalls im Bereich des in Tab. 2 angeführten. E s ist z w e c k m ä ß i g , die A t t e s t i e r u n g s u n t e r s u c h u n g e n a n d e n S t a n d a r d p r o b e n BM, T S u n d CuPl zu beginnen. Diese P r o b e n weisen unterschiedliche H g - G e h a l t e a u f , die offensichtlich a u s r e i c h e n d stabil sind. T a b . 3 gibt A u s k u n f t ü b e r die G r ö ß e n o r d n u n g der H g - G e h a l t e , die in w e i t e r e n S t a n d a r d p r o b e n b e s t i m m t w u r d e n . In der Abb i l d u n g ist die S t a n d a r d a b w e i c h u n g der m i t t e l s f l a m m e n l o s e r A A S e r h a l t e n e n W e r t e ersichtlich, was m i t den L i t e r a t u r d a t e n

ü b e r e i n s t i m m t (STOLJAROVA & FILATOVA 1981). Die Rep r o d u z i e r b a r k e i t v o n 3 0 % r e l a t i v w i r d f ü r diesen K o n z e n t r a t i o n s b e r e i c h v o n VOLKOVA & OSIKO (1979) als Q u a l i t ä t s p a r a m e t e r angegeben. Literatur BEUGE, P.: Zur Geochemie des Quecksilbers in Magmatiten und Einzelmineralen. — Freiberger Forsch.-H. It. C 313, Leipzig (1976) S. 12 SCHEUTZOIY, R.; KÜHX, G.: Die Bearbeitung von Standardproben im ZGI. - Z. angew. Geol., Berlin 31 (1985) 10, S. 305-307

STOLJAROVA, I . A . ; FILATOVA, M . P . : A t o m n o - a b s o r b c i o n n a j a s p e k t r o n i e t r i j a p r i

analiza mineral'nogo syrja. — Leningrad: Izdat. Nedra 1981 VOLKOVA, G. A-; OSIKO, E.P.: Spravoönye dannye o metodach iznierenija chimiöeskogo sostava gornych porod, rud i produktov ich pererabotki. — Moskva: Izdat. Nedra 1979. S. 13

Fehlerbetrachtungen zu markscheiderischen, boden- und gesteinsmechanischen Meßergebnissen und deren Auswirkung auf bergbausicherheitliche Parameter KARL-HEINZ HEYNE, Leipzig; HOEST BOGNITZ, Halle Zielstellung In der Anweisung Nr. 6/79 der Obersten Bergbehörde vom 10. 4. 1979 wird u. a. festgelegt, daß ,,die vollständige oder teilweise Einbeziehung der Komplexe und Kontrollschwerpunkte in die markscheiderische Sicherheitskontrolle durch die Betriebe unter Berücksichtigung der speziellen bergbausicherheitlichen Bedingungen zu prüfen ist. Die Komplexe und Kontrollschwerpunkte sind durch die Betriebe erforderlichenfalls zu konkretisieren oder zu ergänzen". Auf dieser Grundlage "werden in Kics-Sand-Tagebauen unter anderem die Komplexe — Sicherheitspfeiler und Sicherheitsabstände, — fortschreitende Uber- und Unterwasserböschungen, — bleibende Uber- und Unterwasserböscliungen, — Trocken- und Naßkippen, — Dämme, — Absperrmaßnahmen, — Kabel und .Leitungen sowie — Boden- und Gebirgsbewegungen unter markscheidcrische Sichcrheitskontrolle genommen. Grundlage für die Festlegung der Sollwerte dieser Kontrollsclnverpunkte sind entweder — die in Anlage 4 der ABAO 122/1 festgelegten Böschungsparameter oder — die Ergebnisse von Standsicherheitsnachweisen. Da als Sollwert eines zu kontrollierenden Komplexes jeweils ein konkreter Wert vorgegeben wird, entstehen für den die Soll- und Istwerte vergleichenden Markscheider dann gewisse Probleme, wenn die Sollwerte im kritischen Bereich nur wenig überschritten werden. Der Markscheider ist in diesem Fall zur notwendigen Belehrung mit entsprechenden Forderungen verpflichtet, obwohl er auf Grund der probabilistisehen Sicherheitskonzeption f ü r die Ermittlung der Sollwerte, wie z. 13. Bösehungs-Neigungswinkel, Sicherheitsabstände usw., nicht von seiner Handlungsweise überzeugt sein kann. Die vorliegenden Betrachtungen haben, ausgehend von der auf diesem Gebiet bisher erschienenen Fachliteratur, insbesondere von OSWALD, HAGEN und PHILIPP, das Ziel, bei den hierfür zuständigen Aufsichtsorganen und Experten weitere Diskussionen anzuregen. Hierbei sollte z. B. das Ziel verfolgt werden, für den jeweiligen Sollwert einen Konfidenzbereich anzugeben, der dem Markscheider eine den stochastischen Bedingungen entsprechende Verfahrensweise bei der markscheiderischen Sicherheitskontrolle gestattet. Bergbau-Sicherheitsparameter beeinflussende Faktoren Lockergestcinsböschnng Die S t a b i l i t ä t einer L o e k e r g e s t e i n s b ö s c h u n g wird d u r c h folgende K e n n g r ö ß e n b e s t i m m t : — geometrische Kenngrößen • Böschungswinkel ß, in ° Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 23. 4.1987 *) Vortrag gehalten auf dem Berg- und Hüttenmännischen Tag Freiberg, Kolloquium ß, am 27. 06.1980

• Böschungshöhe h, in m • Grundwasserspiegelhöhe h w , in m • Zugrißtiefe z0, in m — bodenmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel T> hl 0 • Kohäsion der Trenufläche c T , in kN/m 2 • Roliwichte y, in t/m 3 Bei zwei Trennflächenscharen Böschung — geometrische Kenngrößen • Streichen der Trennfläche • Fallen der Trennfläche A, • Streichen der Trennfläche • Fallen der Trennfläche B,

mit beliebiger

A, in in 0 B, in in 0

zur

0 0

— gesteinsmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel der Trennfläche A, in • Reibungswinkel der Trennfläche B, in Bei nicht ausgeprägten

Raumstellung

0 0

Trennflächen

— geometrische Kenngrößen • Böschungswinkel ß, in 0 • Böschungshöhe h, in m • Grundwasserspiegelhöhe li w , in m • Zugrißtiefe z0, in m — gesteinsmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel des Gebirgsmassivs «pm, in 0 • Kohäsion des Gebirgsmassivs c M , in kN/m 3 • Rohwichte y, in t/m 3 Bei zwei sich schneidenden Trennflächenscharen Gleitkeilen — geometrische Kenngrößen • Fallrichtung der Trennfläche A, in 0 • Fallwinkel der Trennfläche A, in 0

mit

auftretenden

Z. angew. GeoL, 34 (1988) 12 376 F ü r die S t a n d a r d p r o b e n BM u n d T S erhielt BEUGE (1976) W e r t e (20 u n d 41 ng/g), die denen in T a b . 2 e n t s p r e c h e n . Sein W e r t f ü r GM liegt m i t 27 n g / g ebenfalls im Bereich des in Tab. 2 angeführten. E s ist z w e c k m ä ß i g , die A t t e s t i e r u n g s u n t e r s u c h u n g e n a n d e n S t a n d a r d p r o b e n BM, T S u n d CuPl zu beginnen. Diese P r o b e n weisen unterschiedliche H g - G e h a l t e a u f , die offensichtlich a u s r e i c h e n d stabil sind. T a b . 3 gibt A u s k u n f t ü b e r die G r ö ß e n o r d n u n g der H g - G e h a l t e , die in w e i t e r e n S t a n d a r d p r o b e n b e s t i m m t w u r d e n . In der Abb i l d u n g ist die S t a n d a r d a b w e i c h u n g der m i t t e l s f l a m m e n l o s e r A A S e r h a l t e n e n W e r t e ersichtlich, was m i t den L i t e r a t u r d a t e n

ü b e r e i n s t i m m t (STOLJAROVA & FILATOVA 1981). Die Rep r o d u z i e r b a r k e i t v o n 3 0 % r e l a t i v w i r d f ü r diesen K o n z e n t r a t i o n s b e r e i c h v o n VOLKOVA & OSIKO (1979) als Q u a l i t ä t s p a r a m e t e r angegeben. Literatur BEUGE, P.: Zur Geochemie des Quecksilbers in Magmatiten und Einzelmineralen. — Freiberger Forsch.-H. It. C 313, Leipzig (1976) S. 12 SCHEUTZOIY, R.; KÜHX, G.: Die Bearbeitung von Standardproben im ZGI. - Z. angew. Geol., Berlin 31 (1985) 10, S. 305-307

STOLJAROVA, I . A . ; FILATOVA, M . P . : A t o m n o - a b s o r b c i o n n a j a s p e k t r o n i e t r i j a p r i

analiza mineral'nogo syrja. — Leningrad: Izdat. Nedra 1981 VOLKOVA, G. A-; OSIKO, E.P.: Spravoönye dannye o metodach iznierenija chimiöeskogo sostava gornych porod, rud i produktov ich pererabotki. — Moskva: Izdat. Nedra 1979. S. 13

Fehlerbetrachtungen zu markscheiderischen, boden- und gesteinsmechanischen Meßergebnissen und deren Auswirkung auf bergbausicherheitliche Parameter KARL-HEINZ HEYNE, Leipzig; HOEST BOGNITZ, Halle Zielstellung In der Anweisung Nr. 6/79 der Obersten Bergbehörde vom 10. 4. 1979 wird u. a. festgelegt, daß ,,die vollständige oder teilweise Einbeziehung der Komplexe und Kontrollschwerpunkte in die markscheiderische Sicherheitskontrolle durch die Betriebe unter Berücksichtigung der speziellen bergbausicherheitlichen Bedingungen zu prüfen ist. Die Komplexe und Kontrollschwerpunkte sind durch die Betriebe erforderlichenfalls zu konkretisieren oder zu ergänzen". Auf dieser Grundlage "werden in Kics-Sand-Tagebauen unter anderem die Komplexe — Sicherheitspfeiler und Sicherheitsabstände, — fortschreitende Uber- und Unterwasserböschungen, — bleibende Uber- und Unterwasserböscliungen, — Trocken- und Naßkippen, — Dämme, — Absperrmaßnahmen, — Kabel und .Leitungen sowie — Boden- und Gebirgsbewegungen unter markscheidcrische Sichcrheitskontrolle genommen. Grundlage für die Festlegung der Sollwerte dieser Kontrollsclnverpunkte sind entweder — die in Anlage 4 der ABAO 122/1 festgelegten Böschungsparameter oder — die Ergebnisse von Standsicherheitsnachweisen. Da als Sollwert eines zu kontrollierenden Komplexes jeweils ein konkreter Wert vorgegeben wird, entstehen für den die Soll- und Istwerte vergleichenden Markscheider dann gewisse Probleme, wenn die Sollwerte im kritischen Bereich nur wenig überschritten werden. Der Markscheider ist in diesem Fall zur notwendigen Belehrung mit entsprechenden Forderungen verpflichtet, obwohl er auf Grund der probabilistisehen Sicherheitskonzeption f ü r die Ermittlung der Sollwerte, wie z. 13. Bösehungs-Neigungswinkel, Sicherheitsabstände usw., nicht von seiner Handlungsweise überzeugt sein kann. Die vorliegenden Betrachtungen haben, ausgehend von der auf diesem Gebiet bisher erschienenen Fachliteratur, insbesondere von OSWALD, HAGEN und PHILIPP, das Ziel, bei den hierfür zuständigen Aufsichtsorganen und Experten weitere Diskussionen anzuregen. Hierbei sollte z. B. das Ziel verfolgt werden, für den jeweiligen Sollwert einen Konfidenzbereich anzugeben, der dem Markscheider eine den stochastischen Bedingungen entsprechende Verfahrensweise bei der markscheiderischen Sicherheitskontrolle gestattet. Bergbau-Sicherheitsparameter beeinflussende Faktoren Lockergestcinsböschnng Die S t a b i l i t ä t einer L o e k e r g e s t e i n s b ö s c h u n g wird d u r c h folgende K e n n g r ö ß e n b e s t i m m t : — geometrische Kenngrößen • Böschungswinkel ß, in ° Eingang des Manuskripts in der Redaktion: 23. 4.1987 *) Vortrag gehalten auf dem Berg- und Hüttenmännischen Tag Freiberg, Kolloquium ß, am 27. 06.1980

• Böschungshöhe h, in m • Grundwasserspiegelhöhe h w , in m • Zugrißtiefe z0, in m — bodenmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel T> hl 0 • Kohäsion der Trenufläche c T , in kN/m 2 • Roliwichte y, in t/m 3 Bei zwei Trennflächenscharen Böschung — geometrische Kenngrößen • Streichen der Trennfläche • Fallen der Trennfläche A, • Streichen der Trennfläche • Fallen der Trennfläche B,

mit beliebiger

A, in in 0 B, in in 0

zur

0 0

— gesteinsmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel der Trennfläche A, in • Reibungswinkel der Trennfläche B, in Bei nicht ausgeprägten

Raumstellung

0 0

Trennflächen

— geometrische Kenngrößen • Böschungswinkel ß, in 0 • Böschungshöhe h, in m • Grundwasserspiegelhöhe li w , in m • Zugrißtiefe z0, in m — gesteinsmechanische Kenngrößen • Reibungswinkel des Gebirgsmassivs «pm, in 0 • Kohäsion des Gebirgsmassivs c M , in kN/m 3 • Rohwichte y, in t/m 3 Bei zwei sich schneidenden Trennflächenscharen Gleitkeilen — geometrische Kenngrößen • Fallrichtung der Trennfläche A, in 0 • Fallwinkel der Trennfläche A, in 0

mit

auftretenden

Z. angew. Geol., 34 (11)88) 12 377

H E Y N E U. a. / F e l i l e r b e l r a c h t u n g e n

• • • • • • • • • • •

Fallrichtung der Trennfläche B, in ° Fallwinkel der Trennfläche B, in ° Fallrichtung der Böschung, in 0 Fallwinkel der Böschung, in ° Böschungshöhe h^, in m Fallrichtung des Terrains, in ° Fallwinkel des Terrains, in ° Fallrichtung des Zugrisses, in 0 Fallwinkel des Zugrisses, in ° Abstand des Zugrisses von der Böschungskante, in ra Grundwasserspiegelhöhe über Gleitkeilunterkante, in m

Die mittleren Fehler der markscheidcrischen Lage- und Höhenmessungen Auf der Grundlage des im b e r g m ä n n i s c h e n R i ß w e r k zugelassenen m a x i m a l e n Lagefehlers m L = ¿ 1 m und m a x i m a l e n Höhenfehlers m H = ¿ 0 , 2 m berechnen sich für den m i t t l e r e n Fehler — einer HorizontalsLrecke m i j = j/2 • 1 = ± 1 , 4 1 m m i H = ]/2 • 0,2 = ± 0 , 2 8 m — einer Vertikalstrecke — eines Böschungswinkels

gostcinsinechanische Kenngrößen • Reiljungswinkel der Trennfläche A, in 0 • Reibungswinkel der Trennfläche B, in ° • Kollusion der Trennfläche A, in kN/m2 • Kohäsion der Trennfläche B, in kN/m2 • Rohwichte y, in t/m3

m

mtanß= zb

ÄH

AL 2

m

ÄL • AH2

• AL 4

+

±

J0,08 |/ AL 2

1,99 • AH 2 AL"

(1)

U n t e r Anwendung v o n F o r m e l (1) ergeben sich für b e s t i m m t e geometrische Bedingungen die in T a b . 1 zusammengestellten m i t t l e r e n Böschungswinkelfehler, die z. B . bei einem B ö schungswinkel ß = 40° und den B ö s c h u n g s h ö h e n H = 2 0 m , 10 m und 5 m bei m ß = ± 2 , 9 ° , ± 5 , 8 ° und ± 1 1 , 4 ° liegen. B e i E c h o l o t m e s s u n g e n m i t dem m i t t l e r e n Meßfehler von m z = ± 0 , 6 0 m ergeben sich für die gleichen geometrischen Bedingungen m ß = ± 3 , 2 ° , ± 6 , 4 ° und ± 1 2 , 4 ° .

Streuungen der die Böschungsstabilität bestimmenden K e n n g r ö ß e n Stochastischer Charakter der Kenngrößen Alle eine B ö s c h u n g s s t a b i l i t ä t b e s t i m m e n d e n K e n n g r ö ß e n sind bei ihrer B e s t i m m u n g Zufallswerte und unterliegen den Gesetzen der m a t h e m a t i s c h e n S t a t i s t i k , wobei zwischen den geometrischen und den gebirgsbeschreibenden K e n n g r ö ß e n die folgenden grundsätzlichen Unterschiede b e s t e h e n : E i n e geometrische K e n n g r ö ß e ist u n b e k a n n t e n W e r t 1 definiert. E r Anzahl v o n Messungen 1; (i = 1 scheinlichste W e r t ergibt sich Mittelbildung 1 = — Fehler m

=

aller

durch ihren wahren, j e d o c h wird in der Regel durch eine . . . n) b e s t i m m t . D e r wahrdann durch a r i t h m e t i s c h e

Messungen m i t einem

mittleren

[vv]

wobei Vj = 1; — 1 ist. n - 1' Dieser m i t t l e r e F e h l e r charakterisiert den Genauigkeitsgrad bzw. die F e h l e r b a n d b r e i t e einer Messung; er entspricht aus m a t h e m a t i s c h e r S i c h t sowie der Größe des W e r t e s der empirischen S t a n d a r d a b w e i c h u n g bei m a t h e m a t i s c h - s t a t i s t i s c h e n U n t e r s u c h u n g e n . Die einzelnen Meßergebnisse unterliegen den Gesetzmäßigkeiten der Normalverteilung. E i n e gebirgsbesehreibende K e n n g r ö ß e wird durch ihren unb e k a n n t e n W e r t der G r u n d g e s a m t h e i t des untersuchten Merkmals x definiert. E r wird m i t t e l s einer S t i c h p r o b e n u n t e r suchung durch eine Anzahl von Realisierungen Xj(i = 1 . . . 11) b e s t i m m t und durch seine M o m e n t e beschrieben, wobei dem E r w a r t u n g s w e r t das a r i t h m e t i s c h e Mittel x = pirischen S t a n d a r d a b w e i c h u n g s = spricht.

1 1

i= l

m i t der em-

Bio StandardabiVeichungen gesteins- und bodenmechanischer Stichprobenuntersuchungen Der bodenProzeß

und gesteinsmechanische

Versuch

•— ein

stochastischer

B e i m boden- und gesteinsmechanischen Versuch ist es n i c h t möglich, das E r g e b n i s m i t Sicherheit vorherzusagen. E s ist z. B . unsicher, bei welcher B e l a s t u n g s h ö h e der B r u c h eines Probekörpers e i n t r i t t oder welcher Verformungswert einer b e s t i m m t e n B e l a s t u n g zuzuordnen ist. Die U r s a c h e für diese „zufälligen E r e i g n i s s e " sind die verschiedenartigen E i n f l u ß faktoren, die das Spannungs-Verformungs- und B r u c h V e r h a l t e n eines unter B e l a s t u n g stehenden Gesteinsprobekörpers beeinflussen. In T a b . 2 sind alle ein boden- oder gesteinsmechanisches Versuchsergebnis im Hinblick auf seine Zufälligkeit m e h r oder weniger beeinflussenden F a k t o r e n z u s a m m e n g e s t e l l t . E i n e unbedingte Voraussetzung für eine V e r g l e i c h b a r k e i t der im L a b o r a t o r i u m b e s t i m m t e n gesteinsmechanischen und gesteinsphysikalischen K e n n w e r t e ist die einheitliche Versuchsm e t h o d e bezüglich der Versuchs- und P r o b e k ö r p e r - B e d i n gungen. Sind Versuchsergebnisse vergleichbar, so sind ihre Streuungen auf zufällige Versuchs- und Probekörperfehler, insbesondere auf n i c h t oder nur schwer e r f a ß b a r e petrographisch-mineralogische Unterschiede zwischen den zufällig e n t n o m m e n e n Gesteinsprobekörpern zurückzuführen. B o d e n - und gesteinsmechanische K e n n w e r t e sind also als Zufallsgröße einer Grundgesamtheit aufzufassen, die durch

ent-

Die empirische S t a n d a r d a b w e i c h u n g als stets positiver W e r t c h a r a k t e r i s i e r t den Streuungswert einer S t i c h p r o b e n u n t e r suchung. Hierbei wird die Gültigkeit einer Normalverteilung a n g e n o m m e n ; die geschätzten P a r a m e t e r werden als P a r a m e t e r der Normalverteilung angesetzt. Aus diesen Gesetzm ä ß i g k e i t e n der geometrischen und gebirgsbeschreibenden K e n n g r ö ß e n werden die folgenden Schlüsse gezogen: — Geometrische und gebirgsbesehreibende Kenngrößen als die eine Böschungsstabilität bestimmenden Parameter werden als stetige Zufallsgrößen betrachtet und genügen in den meisten Fällen einer Normalverteilung. Sie unterliegen damit den Gesetzen der Stochastik. — Auf Grund ihrer gleichen mathematischen Definition kann eine komplexe fehlertheoretische Betrachtung der geometrischen uud gebirgsbeschreibenden Kenngrößen mit Hilfe des Fehlerfortpflanzungsgesetzes durchgeführt werden. Damit ist es möglich, die Unsicherheiten abgeleiteter bergbausicherlieitlicher Parameter abzuschätzen.

Tab. 1. Mittlere Fehler des Böschungswinkels ß für bestimmte geometrische Bedingungen und die Genauigkeit des bergmännischen Rißwerkes Bösehungshöhe

10 10

20 5

10

20

Böschungswinkel

mittlerer Fehler des Böschungswinkels

(i, in

mß, in °

.18,4 30 36 40 40 40

1

±1,1 ±2,9 ±2.8

±11,4 ±5,8 ±2,9

Für den bei Echoltomessungen anzusetzenden mittleren Messungsfehler mi, = ergibt sich 5

10

20

40 40 ' 40

±12,4 ±6,4 ±3,2

L0,6m

7J. angew. Geol., 34 (1988) 12

378

HEYNE

T a b . 2. Einflußfaktoren des Verformungs-, Festigkeits- und Bruchvcrhaltciis von Gesteinen 1. Petrographisch-mincralogische Faktoren Gefüge (Struktur, T e x t u r , Bindemittel) Mineralführung (Chemismus) P o r o s i t ä t u n d Dichte Wassergehalt (Feuchtigkeit) A r t und Orientierung von Schwächestellen (Mikro- und Makrorisse) Spannungszustand (ein-, zwei- oder dreiachsig) Belastungs- (Verformungs-) geschwindigkeit Temperatur umgebendes Medium Belastungs- (Spannungs-) höhe Belastungsweise (.Reihenfolge der L a s t a u f g a b e bei mehrachsigen Versuchen) A r t des S y s t e m s , , P r ü f m a s c h i n e — P r o b e k ö r p e r " (Federkonstante der Prüfmaschine)

3. I'robckürpcrbedingtc Faktoren Probekörperform Probekörpergröße relative Kornfeinheit Güte der Herstellung des Probekörpers Probekörperorientierung A r t der Probenahme latente Spannungen im Material Größe (1er Endflächenreibung

ihre Momente ,Standardabweichung' und ,Erwartungswert' beschrieben werden. Auf Grund bisheriger Erfahrungen kann eine boden- oder gesteinsmechanische Stichprobe als normalverteilt angesehen werden. boden- und

ergibt sich

(—J

n= /'1,96s \

2

(5)

Mit Hilfe der Beziehungen

2. Versuchsbedingte Faktoren

Statistische Auswertung Versuchsergebnisse

U. a. / Fehlorbetrachtungen

gesteinsmechanischer

v = —; x und d x

s = v •x

d =

(6)

d' . X

(7)

ergibt sich unter Einsetzen von (6) und (7) in (5) die Beziehung v2 n = 3,8416 • 2 (8) d ' mittels der man bei bekanntem Variationskoeffizient v und geforderter oder gewünschter maximaler Differenz d vom wahren Wert die notwendige Versuchsanzahl vorausbestimmen kann. In der Abbildung wird die Beziehung (8) für die statistischen Sicherheiten g! = 9 5 % und e 2 = 9 9 % dargestellt. In (2) bis (8) bedeuten: x s Ii v

— — — —

Mittelwert Standardabweichung Stichprobenanzahl Variationskoeffizient

In den Tab. 3 bis 7 wurde eine Anzahl von Versuchsreihen an verschiedenen Lockerböden und Gesteinen statistisch ausgewertet, wobei eine Trennung nacli

d ' — gewählte m a x i m a l e prozentuale Differenz v o m Mittelwert.

— — — — —

Unter Ansatz der ermittelten und in den Tab. 8 und 9 zusammengestellten Variationskoeffizienten sowie einer maximalen Differenz zwischen Versuchsergebnisscn und wahrem Wert von 10% ergeben sich für e = 95% folgende Versuchsanzahlen :

Seher- und Diehteversuchen (Tab. 3) einachsigen Druckversuchen (Tab. 4) einachsigen Zugversuchen (Tab. 5) Biegeversuchen (Tab. 6) und dreiachsigen Druckversuchen (Tab. 7)

vorgenommen wurde. Für jede Versuchsreihe mit einer bestimmten Versuchsanzahl n wurden hierbei geschätzt: — die St.andardabweichung s — der Mittelwert x — der Variationskoeffizient v =

100% x — d a s Konfidenzintervall des Mittelwertes (¡x), für e = 9 5 % — d a s Konfidenzintervall der S t a n d a r d a b w e i c h u n g (a), für £ = 9 5 % — und die m a x i m a l e zu erwartende Differenz (d) v o m wahren W e r t bei 5 Versuchen für e = 9 5 %

In Tab. 8 sind schließlich die Mittelwerte der vergleichbaren Variationskoefiizienten aus allen Versuchsreihen, getrennt nach den Versuchsarten sowie in Tab. 9 die mittleren Variationskoeffizienten der dreiachsigen Druckversuche zusammengestellt. Vorherbestimmung der notwendigen boden- und gesteinsmechanischen Versuchsanzahl (Stichprobenanzahl) Soll der Fehler eines Mittelwertes die vorgeschriebene oder gewählte höchste Abweichung d = x — [i nicht überschreiten, dann läßt sich bei Voraussetzung einer Normalverteilung mit einer statistischen Sicherheit von s = 9 5 % der Vertrauensbereich des Mittelwertes * o , u = x ± 1,96-i

(2)

ausdrücken durch x0,u = x ± d

(3)

Aus d = 1,96

(4) V5

Schlußfolgerungen

aus den

Ergebnissen

einachsiger D r u c k v e r s u c h S a l z g e s l e i n : einachsiger Druckversuch Nichtsalzgestein: einachsiger Zugversuch S a l z g e s t e i n : einachsiger Zugversuch Nichtsalzgestein: Biegeversuch Nichtsalzgestein: dreiachsiger Druckversuch Salzgestein: dreiachsiger D r u c k v e r s u c h Nichtsalzgestein: Scherversuch zur B e s t i m m u n g von •