BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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Arbeitspaket 1.2: Erkundung der Haldenstrukturen (BGR - AB)

In mehreren Messeinsätzen wurden bei dieser Halde verschieden geophysikalische Messverfahren eingesetzt. Neben der klassischen Geoelektrik kamen das Spektral Induzierte Polarisationsverfahren (SIP) sowie das Radarverfahren (100 und 200 MHz Antenne) zum Einsatz. Erste Ergebnisse sind in Abbildung 4 zu sehen. Zusammen mit den ersten mineralogischen Bohrlochauswertungen deuten die geoelektrischen Ergebnisse auf einen gut leitenden Untergrund aus Grauwacken und/oder Tonschiefer hin (blaue Bereiche; spezifische Widerstände < 200 Ωm). Oberflächennah scheinen sich die Pochsandreste durch höhere spezifische Widerstände (> 300 Ωm) zu kennzeichnen. Aufgrund der großen Variationsbreite spezifischer Widerstände ist jedoch eine genaue Interpretation erst nach Auswertung aller Untersuchungen möglich.

Ebenso steht am Ende des Projekts eine 3D-Auswertung dieser Halde an, die den grundsätzlichen Aufbau der Halde und eine Abschätzung des möglichen Rohstoffpotentials ermöglicht.

Geoelektrisches Hangprofil auf der Pochsandhalde BergwerkswohlfahrtAbbildung 4: Geoelektrisches Hangprofil auf der Pochsandhalde Bergwerkswohlfahrt Quelle: BGR

Zusätzlich zu den Geoelektrik-Profilen zeigen die Radarergebnisse oberflächennahe Schichtgrenzen an. In Abbildung 5  ist beispielhalft ein Radargramm dieser Halde zu sehen. Im Bereich des Hanges und des oberen Plateaus sind deutliche Schichtgrenzen zu sehen (dunkelfarbige Bereiche), die auf unterschiedliches Material(-verhalten) zurückzuführen sind. Anhand der Radardaten sollen die oberflächennahen Schichtgrenzen besser aufgelöst werden und bei der Inversion der Geoelektrikdaten berücksichtigt werden.

Mit dem SIP-Verfahren wurde sowohl auf der Halde gemessen als auch systematische Untersuchungen im Labor durchgeführt. Für letzteres wurden synthetische Proben aus verschiedenen (auf der Halde zu erwartenden) Mineralen hergestellt. Diese Proben wurden hinsichtlich ihrer Korngröße und Mineralkonzentrationen variiert. Die Ergebnisse aus diesen Arbeiten mündeten bereits in einer Masterarbeit von S. Hupfer an der Universität Potsdam. In Abbildung 6 sind erste Ergebnisse für die synthetischen Pyrit-Quarzsand-Gemische dargestellt. Deutlich ist zu sehen, dass der Phaseneffekt umso kleiner wird, je größer die Korngröße (fein  =  < 63 µm, mittel = 112 – 200 µm , grob = 630 - 1000 µm). Dagegen steigt mit zunehmender Konzentration (untersuchte Konzentrationen: 0,5%, 2%, 6%) der Phaseneffekt. Des Weiteren findet noch eine Phasenverschiebung hin zu hohen Frequenzen statt, je kleiner die Korngröße ist.

Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass es mit dem SIP-Verfahren prinzipiell möglich sein sollte, anhand der SIP-Signale Auskunft über Korngröße und Mineralkonzentration geben zu können. Eine Übertragung dieser Ergebnisse auf die Feldexploration ist momentan noch schwierig. Weiterführende Laboruntersuchungen zum Einfluss der Wassersättigung oder dem Oxidationszustand der Mineralkörner stehen ebenfalls noch aus.

Radargramm eines Hangprofils auf der Pochsandhalde BergwerkswohlfahrtAbbildung 5: Radargramm eines Hangprofils auf der Pochsandhalde Bergwerkswohlfahrt. Quelle: BGR

Phasenergebnisse der SIP-Messungen für synthetische Pyrit-Quarzsand-GemischeAbbildung 6: Phasenergebnisse der SIP-Messungen für synthetische Pyrit-Quarzsand-Gemische. Sowohl die Korngröße als auch die Mineralkonzentration wirken sich auf das SIP-Signal aus Quelle: BGR

Kontakt

    
Dr. Tina Martin (Arbeitspaket 1.2 - Bodengeophysik)
Tel.: +49-(0)30-36993-359
Fax: +49-(0)30-36993-100

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