Dissertation (Metadaten)
Titel:Seismische Untersuchungen der kristallinen Kruste an der KTB-Lokation
 
Autor:Christiane Trela
 
URN:NBN:urn:nbn:de:gbv:8-diss-7569
 
Fakultät:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC Sachgebiet:550 Geowissenschaften
 
Datum der mdl. Prüfung:02.06.2003
 
Referent(in):Prof. Dr. W. Rabbel
Korreferent(en) Korreferentin:Prof. Dr. G. Borm
 
Beschreibung:Charakteristische Eigenschaften der kristallinen Kruste an der Kontinentalen Tiefbohrungs-Lokation (KTB) in Windischeschenbach/Oberpfalz werden in der vorliegenden Arbeit durch verschiedene seismische Untersuchungen analysiert. Dämpfungseigenschaften der Oberkruste werden mit Erdbebenaufzeichnungen erweiternd für einen tieferen Frequenzbereich (10 bis 42 Hz) ermittelt. Mit der Methode der Spektrendivision wird der Gütefaktor Q zwischen einer Station an der Erdoberfläche und einer im Bohrloch in 3827 m Tiefe bestimmt. Die niedrigen Q-Werte für die P- und S-Welle (Qp etwa 40 und Qs etwa 110) deuten auf eine starke Dämpfung der seismischen Wellen auch im Kristallin im oberflächennahen Bereich der Kruste hin. Das Verhältnis Qp/Qs von 0.4 ist dabei Indikator für verstärkte Streudämpfung. Die Ultraschallmessungen an einer wassergefüllten KTB-Gesteinsprobe aus ca. 7000 m Tiefe belegen, dass Porendruck als Einflussgröße für die in-situ beobachtete Geschwindigkeitsreduktion bei der Wellenausbreitung nur im geringen Maße verantwortlich sein kann. Die Untersuchung der markantesten durchteuften Störungszone, dem SE1-Reflektor erfolgte mit Daten der VSP-Messung (Vertical Seismic Profiling) von 1999 am Schusspunkt SP101 (Zero Offset). Als charakteristisches Merkmal des SE1 wurde eine systematische Frequenzabhängigkeit des Reflexionskoeffizienten der PS-reflektierten Wellen am Reflektor ermittelt, die durch Welleninterferenz erklärt werden kann. Mit der Reflektivitätsmethode wurden die Parameter der angenommenen Langsamgeschwindigkeitsschicht bestimmt, die eine beste Anpassung der Reflexionskoeffizienten an die beobachteten Daten bewirken. So wurde beispielsweise typisch für wassergefüllte Störungszonen ein erhöhtes Geschwindigkeitsverhältnis Vp/Vs von 2 ermittelt. Ausgehend von diesem Basismodell wurde durch Variation von geometrischen und stofflichen Eigenschaften bei den anschließenden 2D-Finite Differenzen Modellierungen ein mögliches Modell für die stückweisen kohärenten Welleneinsätze der beobachteten Daten dieser geologischen Störungszone gefunden. Dieses Modell besteht dabei aus einem unterbrochenen Kernbereich mit stark reduzierten, stochastisch verteilten Geschwindigkeits- und Dichtewerten und einer umgebenden Schicht mit gradueller Änderung dieser Werte.
 
Schlagworte:Kontinentales Tiefbohrprogramm ; Erdkruste ; Kristallin ; Seismik ; Seismologie, Petrophysik, Bohrlochseismik, VSP, KTB, Q-Bestimmung, FD-Modellierung, Ultraschall, Porendruck, Stoerungszone
 
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