Praktikum zur Vorlesung Grundlagen der Geophysik

Präsentation zum Thema: "Praktikum zur Vorlesung Grundlagen der Geophysik"—  Präsentation transkript:

1 Praktikum zur Vorlesung Grundlagen der Geophysik
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Pflichtpraktikum für 4. Sem. Stg. BSc Geologie/Mineralogie & 2. Sem. Stg. Geophysik/Geoinformatik Praktikum zur Vorlesung Grundlagen der Geophysik Die Vorlesung führt in die grundsätzlichen Inhalte der Geophysik und die Konzepte geophysikalischer Messungen und Interpretationen ein, wobei sowohl die globale Geophysik als auch die Angewandte Geophysik in großer Bandbreite vorgestellt wird. Die Anwendungen sind auf geowissenschaftlich relevante Felder abgestellt. Begleitet wird die Vorlesung durch Übungen und ein Geländepraktikum, um die physikalischen Prinzipien zu veranschaulichen und im Experiment nachzuvollziehen sowie Geophysik in der Kooperation mit anderen geowissenschaftlichen Disziplinen auszuüben. Aufgabe: Ermittlung der geologischen Situation in einem Gebiet mit kleinräumig wechselnden Gesteinsverbänden, verdeckt durch dichte Vegetation, Bodenbildungen und Hangschuttdecken, im Maßstab 1 : durch Kombination geologischer und geophysikalischer Methoden. Alternative Prüfungsleistung: Praktikumsbericht

2 Kenntnisstand – die GK 25 von 1912
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Tonschiefer, Silur Kenntnisstand – die GK 25 von 1912 Quarzitschiefer, Silur Kieselschiefer, Silur Kreide-Sedimente Gehängelehm Dölzschen-Fm. Auelehm/Kies Po quarzarmer Porphyr Kugelpechstein Oberhäslich-Fm. Gehängelehm Niederschöna-Fm. Gehängelehm Po quarzarmer Porphyr Kenntnisstand aktuell – die GK 25 von 2011

3 Fahrtroute und Arbeitsgebiet
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Fahrtroute und Arbeitsgebiet

4 Regionale Geologie Sachsens mit Lage des Arbeitsgebietes ( )
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Regionale Geologie Sachsens mit Lage des Arbeitsgebietes ( )

5 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Stichworte zur regionalen Geologie – auszuarbeiten für Punkt 2 des Berichtes „Regionale Geologie des Arbeitsgebietes“ - östliches Saxothuringikum Erzgebirge Antiklinalzone NE-SW streichend; Paragneise aus neoproterozoischen Grauwacken, Orthogneise aus spät-cadomischen Graniten und Granodioriten hervorgegangen; Faltung und Metamorphose - variscische Orogenese; Elbezone - Teil des NW-SE streichenden Elbe-Lineaments (Tiefenbruch), durch Mittelsächsische Störung im SW gegen Erzgebirge und durch Lausitzer Überschiebung im NE gegen Lausitz Antiklinalzone begrenzt; Elbezone im Oberkarbon durch strike slip Bewegung angelegt; Untergrund der Elbezone sind neoproterozoische Grauwacken und cadomische Granodiorite sowie die altpaläozoischen Gesteine des Elbtalschiefergebirges als Fortsetzung des Nossen-Wilsdruffer Schiefergebirges; Altpaläozoikum (?Kambrium, Ordovizium bis Unterkarbon) unterschiedlich stark variscisch beansprucht (Serizitgneise bis Phyllite und anchimetamorphe Gesteine); in die Elbezone intrudierte karbonisch im Zuge der variscischen Orogenese das Meißener Massiv (i.w. Monzonitgranite) - Anlage der Tharandter Wald-Caldera als Einbruchstruktur über einer entleerten Magmenkammer (320 Ma) während und nach variscischer Orogenese Anlage von Molassebecken: z.B. Oberkarbon/Rotliegend Döhlen-Becken, Vulkanismus Trias-Sedimente fehlen, wahrscheinlich primär – Region war Teil des Vindelizisch-Böhmischen Festlandes, d.h. wahrscheinlich Erosionsgebiet; Jura-Sedimente nur als Relikte an Lausitzer Überschiebung – ursprüngliche Verbreitung nicht bekannt; - in Unterkreide noch Festland – tropisch-siallitische Verwitterung – Rotlehme als Paläoböden und Kaolinisierung der Vulkanite; Sedimentation beginnt in frühen Oberkreide (Cenoman) mit terrestrisch-fluviatilen Sedimenten der Niederschöna-Formation; W-E Flußlauf, der in der Elbezone nach S zum Böhmischen Becken als Randbecken der Tethys umbiegt; marine Transgression aus NW aus dem borealen Nordmeer und aus SE aus der Tethys – Elbezone als Meeresstraße zwischen Festländern; marine Sedimentation beginnt mit Transgressionskonglomerat an der Basis der Oberhäslich-Formation (im wesentlichen mariner Quadersandstein); - nach schwacher Regression erneute Transgression – Dölzschen-Formation (im wesentlichen mariner Plänersandstein); in Oberkreide/Tertiär alpidische Orogenese – Fernwirkung in Mitteleuropa als saxonische Bruchtektonik mit Gräben, Horsten und Pultschollen sowie Tiefenbrüchen – basaltischer Vulkanismus im Tertiär Siehe auch: und dort unter Litholex

6 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Verbreitung der Ignimbrite des Tharandter Vulkanitkomplexes (EBERLEIN 2004, bearbeitet nach BENEK 1980) Modellvorstellung der Magmenkammer (nach MARTICK 2000); b) schematisches Profil der Ignimbrite des Tharandter Vulkanitkomplexes (EBERLEIN 2004, bearbeitet nach BENEK 1980) Geologische Karte der Elbezone bei Dresden mit Tharandter Vulkanit-komplex und Döhlen Becken

7 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Schematische Geologische Karte des Tharandter Waldes (aus Haubrich 2007)

8 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Normalprofil Tharandter Wald, stark vereinfacht Normalprofil der aktuellen GK25 (aus Alexowsky et al. 1999)

9 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Schichtenfolge des Cenomans im Tharandter Wald (in EBERLEIN 2004, erstellt nach KLEDITZSCH 1987, HÄNTZSCHEL 1934, UHLIG 1941, SEIFERT 1955, PRESCHER 1957 und TRÖGER 1969) – statt Schichten lies Formation

10 Kartenvorlage für die Routenkartierung
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Kartenvorlage für die Routenkartierung

11 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Beispiel für eine Routenkartierung 1: als Grundlage für die Geologische Karte 1: (GK 25) Döhlen Becken

12 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Routenkartierung (aus Schneider, J.W. & Elicki, O. (2004) „Anleitung zur geologischen Kartierung“.- Arbeitsgruppe Paläontologie/Stratigraphie, Institut f. Geologie, Freiberg, 4 Seiten) Kartierung von Routen senkrecht zum Streichen in gut aufgeschlossenen Bereichen, wie Wasserrissen, Talflanken etc.; Abstand der Routen zueinander bei 1: Kartierung ca. 100 m bis max. 200 m, bei 1:5.000 ca. 25 bis 50 m bzw. in Anpassung an Gelände und geologische Situation auch weitere Abstände, z.B. bei Feldern, an Felsen, in Ortschaften oder bei anschließender Leitbankkartierung; Routen so wählen, dass gute Orientierung im Gelände und genaue Fixierung der Beobachtungspunkte auf der Karte möglich ist, z.B. entlang von Wasserläufen, E-Leitungen und Talkanten, parallel zu Wegen und Straßen; hüten Sie sich dabei vor Spaziergängen auf Wald-, Feld- und Wiesenwegen, scheuen Sie kein noch so dichtes Gebüsch; Ermittlung/Fixierung der im Normalprofil angegebenen Leitbänke, Leithorizonte und lithologischen Grenzen; kartieren Sie die Leitbänke bzw. stratigraphischen Grenzen durch Entlanggehen am Ausstrich, markieren Sie sich dabei möglichst exakt deren Verlauf anhand markanter Punkte, z.B. an Kreuzungen mit Wegen, Wasserläufen, E-Leitungen bzw. durch Abmessen des Abstandes zu diesen. Das Kartieren der Leithorizonte und lithologischen Grenzen ist ein wichtiger Schlüssel zum Erkennen tektonischer Störungen; Einmessen der Beobachtungspunkte sowohl mit Schrittmaß und Kompass als auch mit GPS, dabei Orientierung an markanten Punkten, wie Straßen, Wegen, Bachläufen, Waldkanten, Hochspannungsleitungen usw. jeder Beobachtungspunkt bekommt ein Kreuz mit einer Nummer auf der Karte (fortlaufende Nummerierung; bei mehreren KartiererInen Nummern mit Initialen, z.B. Meier: M1 bis Mn, Schulze: S1 bis Sn  exakte Eintragung der Punkte in die Karte (siehe Beispiel) und dazu Notizen im Feldbuch; diese Notizen enthalten eine Ortsangabe (z.B. „200 m SW der Kreuzung des Lerchen-Baches mit der B 102 S von Gretendorf“ oder „50 m NE der Höhe 308,2 am Rauwald W Erzdorf“) sowie eine Gesteinsbezeichnung und/oder Aufschlussbeschreibung; die Nummern der Punkte sind gleichzeitig die Nummern für Gesteinsproben, die Sie als Belege, für weitere Untersuchungen bzw. für die Diskussion mit Ihrem Betreuer benötigen! Geben Sie diese Nummern auch den Fotos – so ist stets ein exakter Bezug möglich. Der Routenabschnitt zwischen Punkten mit gleicher Lithologie wird als solcher auf der Karte mit einer der Lithologie zugeordneten Farbe und/oder Symbolen gekennzeichnet. so oft es geht, Lagerungsverhältnisse und tektonische Elemente einmessen!

13 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Auswertung der geologische Kartierung und geophysikalischen Messungen Spechtshausen-Ascherhübel/Tharandter Wald    Alle Kartierungsgruppen liefern digital ihre kartierte Route als Karte mit den dazu gehörigen Texten bzw. Erläuterungen zur Verbreitung der unterschiedlichen Gesteine entlang der Route an die homepage des Praktikums Karte und Text mit Angabe der Namen der Kartierer, damit man weiß, was zusammengehört (und wer wie gut kartiert hat); Diese Karten und Texte werden auf der homepage für das Praktikum allen Kartierungsgruppen zu Verfügung gestellt  Wiki Konstruieren Sie aus Ihrer eigenen und den von anderen kartierten Routen und den dazu gehörigen Texten eine möglichst konsistente geologische Karte. Schreiben Sie eine Erläuterung zu dieser Karte. Diese Karte wird nach der für November geplanten Besprechung aller Praktika-Teilnehmer die Grundlage für die Synthese der geophysikalischen Messungen und Profile mit den geologischen Daten sein. Legende Holozän Kreide Devon Dölzschen-Formation (marin), fsKc3 Fluss- und Bachablagerungen, fQh Quarzitschiefer, q Pleistozän Oberhäslich-Formation (marin), sKc3 , phyllitische Tonschiefer, tD3 Solifluktionsdecken/Gehängelehm, dQW Niederschöna-Formation (fluviatil), Kc1-2 Tertiär (Neogen) Perm Störung Kugelpechstein (rhyodacitisches Gesteinsglas), vlC2S Basalt, Nf Rhyolith quarzarm, lC2T

14 Beispiele für die Routenkartierung
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Beispiele für die Routenkartierung

15 Beispiel für die Auswertung der Routenkartierungen
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Beispiel für die Auswertung der Routenkartierungen Stapeln der auf der Praktikums-home page bereitgestellten einzelnen Routen als erster Schritt für die Konstruktion der geologischen Karte

16 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Konstruktion der geologischen Karte aus den Routenkartierungen und den Ergebnissen der geophysikalischen Ver- messungen

17 Bestandteile des Berichtes
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Bestandteile des Berichtes Deckblatt (Praktika-Bezeichnung, Namen der Arbeitsgruppe, Namen der Leiter)   Zusammenfassung der Resultate - ca. ¾ bis max. 1 Seite, unmittelbar nach Deckblatt einordnen Inhaltsverzeichnis (mit Seitenzahlen natürlich) Aufgabenstellung (siehe dazu 1. Folie – Text übernehmen und ergänzen, Geophysik-Meßverfahren und ihre Ziele etc.; 1/2 Seite max.) 2. Regionale Geologie des Arbeitsgebietes (siehe dazu Folie 6, Stichworte; 2 Seiten ohne Abb. max.) 3. Geophysikalische Messungen (siehe dazu Angaben zu den einzelnen Verfahren auf der home page) 4. Geologische Kartierung (4 Seiten ohne Abb. max.) 4.1. Methodik der Kartierung - welche Gesteinstypen wurden ausgehalten, Lesesteine und Anstehendes in Aufschlüssen - Bodentypen, Bodenfarben und Geländeformen als Kartierungskriterium, - eventuelle Nassstellen, Hinweise aus der Vegetation auf den Untergrund; 4.2. Diskussion und Interpretation der Resultate - stratigraphische Zuordnung der kartierten Einheiten, - Lagebeziehungen der Gesteinseinheiten nach Kartierung und Geophysik, - eventuelle Störungen. 5. Literaturverzeichnis Anlagen: 1. Feldkarte mit Legende (Original-Arbeitskarte aus dem Praktikum, auch zerrissen und verschmutzt) 2. gestapelte Routenkarten (dazu Fehlerdiskussion) 2. Feldreinblatt mit Legende (Entwurf der geologischen Karte aus Routen und geophys. Messungen) 3. Geologische Karte 1 : mit Legende (Reinzeichnung der endgültigen Karte) 4. Normalprofil (stratigraphisches Säulenprofil aller im Arbeitsgebiet auftretenden Gesteine bzw. Sedimente)

18 Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald
Literatur: ALEXOWSKY, W., BERGER, H.-J., HORNA, F., JASCHKE, I.; KURZE, M., RENNO, A., STANEK, K., SCHNEIDER, J.W. & TRÖGER, K.-A.. (2012): Geologische Karte des Freistaates Sachsen 1 : – Erläuterungen zu Blatt 5047 Freital S., Freiberg. BENEK, R., JENTSCH, F., PÄLCHEN, W. & RÖLLIG, G. (1977): Die permosilesischen Vulkanite von Meißen, des Tharandter Waldes und des Osterzgebirges. – In: Variszischer subsequenter Vulkanismus. Exkursionsführer der GGW, Exk C, S ; Berlin. BENEK, R. (1980): Geologisch-strukturelle Untersuchungen im Tharandter Vulkanitkomplex (Südteil der DDR). – In: Z. geol.Wiss., 8, S ; Berlin. EBERLEIN, M. (2004): Die Geotope des Tharandter Waldes - Inventarisierung und Bewertung (Osterzgebirge). Diplomarbeit, Inst. f. Geographie, TU Dresden. HAUBRICH, F. (2007): Der Tharandter Wald als Sinnbild der Geologie von Sachsen.- Exkursionsführer zur Jahrestagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft - Böden ohne Grenzen; Bereich Bodenkunde, TU Dresden, 32 S. KLEDITZSCH, O. (1987): Exkursionsführer Tharandter Wald und Umgebung. – unveröff. Studienarbeit, Sektion Geowissenschaften, TU Bergakademie Freiberg, 150 S.; Freiberg. LINNEMANN, U. G. & OPFERMANN, M. (1992): Projekt „Bodenkundliche Bestandsaufnahme des Tharandter Waldes (Mtbl Tharandt)“, Auftraggeber: SLfUG, Projektleiter: Fiedler, H.J., 320 S., TU Dresden; Dresden. LINNEMANN, U., DROST, K., ELICKI, O., GAITZSCH, B., GEHMLICH, M., HAHN, T., KRONER, U., ROMER, R. L. (2004): Das Saxo-Thuringikum. ISBN MARTICK, S. (2000): Die Petrologie und Geochemie der Rhyolithe des Tharandter Waldes. - Diplomarbeit, Inst. für Geologie, TU Bergakademie Freiberg, 70 S.; Freiberg. PÄLCHEN, W. & WALTER, H. (2008, eds.): Geologie von Sachsen – Geologischer Bau und Entwicklungsgeschichte.- E. Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 537 S. PFEIFFER, L. (1978): Beitrag zur Petrochemie der sächsischen Tertiärvulkanite. – Freiberg Forschungshefte, C 333, S. 1-77; Leipzig. PRESCHER, H. (1957): Die Niederschönaer Schichten der sächsischen Kreide. – Freiberg Forschungshefte, C 34, 96 S.; Berlin. SCHNEIDER, J.W. , JASCHKE, I. & HOFFMANN, U. (2012): Jungpaläozoikum der Döhlener Senke.- in: Geologische Karte des Freistaates Sachsen 1:25.000, Erläuterungen zu Blatt 5047 Freital: 53-71; Freiberg SCHULZE, H. (1963): Petrographisch–geochemische Untersuchungen der Tharandter Porphyre. – Diplomarbeit, Institut für Mineralogie, TU Bergakademie Freiberg, 95 S.; Freiberg. SEBASTIAN, U. (2001): Mittelsachsen – Geologische Exkursionen. – 191 S., Justus Perthes; Gotha. VOIGT, T. (1995): Faziesentwicklung und Ablagerungssequenzen am Rand eines Epikontinentalmeeres - Die Sedimentationsgeschichte der Sächsischen Kreide. – Dissertation, Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau, TU Bergakademie Freiberg, 137 S.; Freiberg. VOIGT, T. (1998): Entwicklung und Architektur einer fluviatilen Talfüllung – die Niederschöna Formation im Sächsischen Kreidebecken. – Abh. Staatl. Mus. Min. Geol. Dresden, Bd. 43/44, S ; Dresden. WALTER, R. (1995): Geologie von Mitteleuropa.- 6. Auflage, E.Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart. Weitere sehr brauchbare Angaben unter: und dort unter Litholex

19 Anleitung zum Stapeln von Karten 1. Dateien im Photoshop öffnen
Integriertes geologisch/geophysikalisches Feldpraktikum Tharandter Wald Anleitung zum Stapeln von Karten 1. Dateien im Photoshop öffnen 2. Zauberstab-Werkzeug nehmen - auf etwas weißes im Kartenhintergrund klicken - rechte Maustaste drücken - im Rollmenü „Ähnliches auswählen“ anklicken - im Rollmenü „Auswahl umkehren“ anklicken - STRG+C (kopieren) - STRG+N (neue Datei öffnen) dabei Hintergrund auf „transparent“ stellen, Größen nicht verändern - STRG+V (einfügen) - Datei speichern unter *.gif 3. Diese Schritte mit allen Dateien wiederholen. Adobe Illustrator öffnen, neue Datei aufmachen Datei  platzieren  *.gif auswählen, kein Häkchen bei Verknüpfen 4. Wiederholen bis alle Karten im neuen Dokument sind. 5. Einzelne Karten übereinander legen und auf passende Größe skalieren. Beim Skalieren die Shift(Umschalt = )-Taste gedrückt halten um die Länge-Breite Proportionen bei zu behalten.