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DESMEX Teilvorhaben IV - Modellierung und Inversion

Das Hauptziel des Verbundprojekts DESMEX (Deep Electromagnetic Soundings for Mineral EXploration - Tiefe elektromagnetische Sondierungen zur Erzexploration) ist die Entwicklung eines sowohl Boden- (Sender) als auch Luft-gestützten (Empfänger) elektromagnetischen Explorationssystems für Erzlagerstätten bis 1 km Tiefe. Das Leibniz-Institut für angewandte Geophysik bearbeitet die folgenden zwei Schwerpunkte:

  1. Vorerkundung von favorisierten Gebieten mit großskaligen Hochstrom-Geoelektrik Messungen für das Boden-Luft-gestützte Hauptexperiment im Jahr 2017.
  2. Entwicklung von geeigneten Finite-Elemente-Algorithmen zur Modellierung und Inversion von 3D controlled-source elektromagnetischen (CSEM) Daten, speziell für Boden-Luft-gestützte Messungen.

Hochstrom-Geoelektrik Schleiz

Im Oktober 2015 wurde das erste Hochstrom-Geoelektrik Profil südöstlich von Schleiz, senkrecht zum Streichen des Bergaer Antiklinoriums, vermessen. Im Zentrum des Profils befindet sich eine Antimonitlagerstätte, ein potentielles Ziel für das Hauptexperiment von DESMEX. Diese heutzutage stillgelegte Lagerstätte wurde im Laufe der letzten Jahrhunderte bis in ca. 100 m Tiefe abgebaut, allerdings ist der Verlauf in größeren Tiefen unbekannt.
Das Dipol-Dipol-Geoelektrik Profil erstreckt sich über eine Gesamtlänge von 4.25 km mit einem Elektrodenabstand von 125 m. Je nach Ankopplungswiderstand konnten maximale Einspeiseströme von 5 bis 22 A erreicht werden. Ein Inversionsergebnis der prozessierten Daten ist in Abb. 1 dargestellt. Zum ersten ist es möglich, den Verlauf der Antimonitlagerstätte unterhalb 100 m Tiefe abzuschätzen, wobei die Auflösung für exakte Aussagen zu gering ist. Weiterhin liefern die Messungen signifikante Resultate für die elektrischen Widerstände des umliegenden Deckgesteins als Grundlage für Modell-Studien im Messgebiet.

Vorläufiges Inversionsergebnis des Geoelektrik-Experiments von 2015

CSEM Modellierung

Das Ziel ist, einen 3D CSEM Modellierungs-Code zu entwickeln, der für die Auswertung von Luft-Boden-gestützten Messungen geeignet ist und der robust ist gegenüber topografischen Effekten und starken elektrischen Leitfähigkeitskontrasten. Zu diesem Zweck wurden verschiedene vorhandene Codes, die hauptsächlich ab 2010 entwickelt worden sind, untersucht. Allerdings erfüllen diese Codes entweder nicht die Voraussetzungen oder sind nicht frei verfügbar. Aus diesem Grund wird in naher Zukunft ein neuer 3D CSEM Code als Teil der geophysikalischen Modellierungsbibliothek PyGIMLi zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wird auf frei verfügbare Bibliotheken zur FEM Modellierung zurückgegriffen. Anschließend sollen erste Inversionsansätze implementiert werden.

 

Projektleitung

Dr. Thomas Günther

Projektbearbeitung

Raphael Rochlitz

Laufzeit

01.03.2015-28.02.2019

Förderer

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Links

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