DE2103266B2

DE2103266B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage von geologischen Kleinfaltenschichten od.dgl

Info

Publication number: DE2103266B2
Application number: DE19712103266
Authority: DE
Inventors: Andrei Bukarest Gurau
Original assignee: MINISTERUL INDUSTRIEI MINIERE SI GEOLOGIEI-INTREPRINDEREA GEOLOGICA DE PROSPECTIUNI BUKAREST
Current assignee: MINISTERUL INDUSTRIEI MINIERE SI GEOLOGIEI-INTREPRINDEREA GEOLOGICA DE PROSPECTIUNI BUKAREST
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE2103266A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage von geologischen Kleinfaltenschichten od. dgl. durch Messungen an zugänglichen Stellen.

Zur Bestimmung der räumlichen Lage von geologischen Elementen wie Gesteinsschichten und deren Falten bzw. Sättel und Mulden werden das Azimut und die Inklination dieser Elemente bestimmt. Das Azimut ist der Winkel zwischen einer horizontalen Linie auf der betreffenden Schicht und der Nordrichtung; die Inklination Ist der Neigungswinkel der betreffenden Schicht, also der Winkel zwischen einer

vertikalen Ebene und der Schicht oder Ebene, wobei also die FaIMe senkrecht zur Streichlinie verläuft

Diese Messungen von Azimut und Inklination erfolgen mittels einer geologischen Bussole. Und zwar ist era Kompaß vorgesehen, der mittels einer oder

ίο mehrerer Libellen horizontal eingestellt werden kann und gegenüber dem bzw. dessen Gehäuse eine Anlageplatte verscbwenkbar ist, wobei eine Klinometergradation zum Ablesen des Schwenkwinkels, also der Inklination, vorgesehen ist

I^ Zur Durchführung der Messung von Azimut und Inklination wird die Anlageplatte an die Gesteinsschicht angelegt und dabei das Kompaßgehäuse mittels der Libelle horizontal ausgerichtet; es können dann am Kompaß das Azimut und an der Gradation

so die Inklination abgelesen werden.

Zur Bestimmung der normalen geologischen Elemente (Makroelemente) reichen dieses Verfahren und die Vorrichtung aus. Sie erscheinen aber unzureichend, wenn Mikroelemente, insbesondere Kleinfalten, bestimmt werden sollen. Bisher werden auch Kleinfalten mittels der geologischen Bussole gemessen, wobei man die Anlageplatte an eine Kleinfaltenflanke anzulegen sucht. Die so gewonnenen Meßdaten werden dann auf die ganze Kleinfaltenschicht bezogen. Jedoch ist festzustellen, daß die Lage der Flanken der Kieinfalten nicht übereinstimmen mit der Durchschnittslage der Kleinfaltenschichten od. dgl., zu denen sie gehören; die Lage der einzelnen Kleinfalten variiert oft im Rahmen der Großstruktur. Abgesehen davon ist die verfügbare Fläche, also die Flanke einer Kleinfalte, oft viel zu klein, um eine richtige Anlagefläche zu bieten. Aus diesem Grunde geben die in dieser Weise mittels der bekannten geologischen Bussolen gewonnenen Meß-

werte die reale räumliche Orientierung der betreffenden Kleinfaltenschichten nicht, zumindest nicht genau, wieder, was zu Schwierigkeiten beim Entwerfen von geologischen Karten und insbesondere bei der Erforschung bzw. Prospektion von Lagerstätten führt.

Nur in dem Ausnahmefall, daß die Sättel von Kleinfalten genau horizontal liegen, läßt sich die Richtung, d. h. das Azimut der Kleinfaltenschicht, in herkömmlicher Weise mittels geologischer Bussole genau bestimmen, weil dann das Azimut der Kleinfaltenflanke übereinstimmt mit dem der Kleinfaltenschicht, vorausgesetzt aber, es ist überhaupt eine genügende Anlagefläche auf der Kleinfaltenflanke vorhanden. Die Inklination läßt sich aber auch in diesem Ausnahmefall, also bei horizontaler Flanke, nicht genau feststellen, da das Einfallen der Faltenflanken, auf deren Oberfläche die Messungen vorgenommen werden, von der allgemeinen Inklination der Schicht abweicht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem nicht nur einzelne Mikrofalten bzw. Mikroelemente, sondern insbesondere die Mikrofaltenschicht insgesamt auf einfache Weise genau vermessen werden können. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die räumliche Lage von von jeweils zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Mikrofalten od. dgl. gebildeten

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Tangentialebenen bestimmt wird durch Messung d^s Azimute» und der Inklination eines der Sättel der Mflcrofalte sowie des Azirautes und der Inklination einer anderen Geraden au» derselben Tangentialebene bzw. daß die Aztaute und Inklinationen zweier beliebiger Geraden ein und derselben Tangentialebene gemessen werden.

Gemäß der Erfindung werden also nicht einzelne Mikroelemente, insbesondere die Flanken von Mi-Jcrofaltep, vermessen, sondern es wird die die Mikrofalten od. dgl. umhüllende, gedachte Fläche bestimmt, womit man also die räumliche Orientierung der Mikrofalten insgesamt, also der Mikrofaitenscbicht od. dgl. insgesamt, erfaßt.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist in an sich bekannter Weise eine Bussole mit Klinometergradation und Anlageorgan auf; gemäß der Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß als Anlageorgan ein Rahmen aus zwei zueinander parallelen, durch ein Querband miteinander verbundenen Stäben vorgesehen ist, an deren freiem Ende je ein in gleicher Ebene schwenkbarer Zeiger angebracht ist und welche mit ihrem anderen Ende tangential an je einem Ring angebracht sind, welche Ringe mit Klinometergradation verse- 2; hen ui d gegenüber je einer Scheibe drehbar sind, welche die Nullmarke für die Gradation aufweisen und miteinander durch eine Plattform verbunden sind, welche die Bussole mit Libelle trägt.

Durch die beiden Stege bzw. die schwenkbaren Zeiger kann man die zu vermessenden Mikroelemente genau erfassen. Insbesondere können diese in gleicher Ebene verschwenkbaren Zeiger so verstellt und verschwenkt werden, daß der eine Zeiger beispielsweise auf den einen Sattel und der andere Zeiger auf den benachbarten Sattel aufgelegt wird, womit eine Gerade bzw. eine Tangente einer Tangentialebene bestimmt ist, deren Azimut und Inklination abgelten werden. Auf dieselbe Weise wird eine weitere Tangente derselben Tangentialebene vermessen. Durch zwei Geraden der gleichen Tangentialebene ist die Tangentialebene selbst bestimmt, somit Einfallen und Streichen der Mikrofaltenschicht an der Meßstelle bestimmt sind.

Ein besonderes Problem stellt die Auswertung von geologischen Messungen an Mikroelementen, insbesondere Kleinfalten, dar. Die Meßwerte können an Ort und Stelle notiert und sodann im Büro nachträglich ausgewertet werden. Demgegenüber wäre es aber viel besser, wenn die Meßdaten sogleich an Ort und Stelle unter Feldbedingungen auf einfache und zuverlässige Weise ausgewertet werden könnten; man würde sodann bei den fortlaufenden Meßarbeiten bereits bessere Vorstellungen über die geologische Struktur erhalten und könnte die weiteren Messun- ;is gen danach ausrichten.

Die Auswertung nachträglich im Büro erfolgt oft an Hand eines Walter-Schmidt-Netzes, wobei man ein Blatt Pauspapier drehbar gegenüber einem Walter-Schmidt-Netz anordnet und die Meßdaten in bekanntet Weise graphisch auswertet. Es ist auch bekannt, dieses Auswertungsverfahren unmittelbar bei den Meßarbeiten unter Feldbedingungen auszuwerten. Zu diesem Zweck ist auf einer der Seiten der Bussole ein Waltti-Schmidt-Netz angebracht, gegenüber welchem ein Pauspapierblättchen um einen gemeinsamen MitteJ/mnkt drehbar anbringbar ist.

Um auch bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sogleich unter Feldbedingungen die Meßwerte mittels Walter-Schraidt-Netz auswerten zu können, wird nunmehr vorgeschlagen, daß die Klinoraetergradation auf der Innenseite der Ringe vorgesehen ist, während die Außenseiten der Ringe je ein Walter-Scbraidt-Netz aufweisen und daß je ein ringförmiger Rahmen zum Anbringen je einer kreirunden Pauspapierscbeibe über je ein Waiter-Scbmidt-Netz über die Ringe überschiebbar ist.

Schließlieb wird noch vorgeschlagen, daß an wenigstens einem der beiden Stäbe ein Verlängerungsstück in gleicher Ebene anbringbar ist, welches an Semem Ende einen ebenfalls in gleicher Ebene schwenkbaren Anlagezeiger trägt.

Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben:

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung perspektivisch, wobei die Bussole gestrichelt dargestellt ist;

F i g. 2 und 3 zeigen ebenfalls perspektivisch die Verrichtung im praktischen Einsatz;

F i g. 4 zeigt ein mittel.'· der Vorrichtung gewonnenes Diagramm mit drei Punt tgruppen, entsprechend der Tangentiallinie T, der Sättel 5 und der Pole 5m der vermessenen Tangentialebenen;

F i g. 5 zeigt ein Diagramm mit einer einzigen Punktgruppe (I) bzw. mit zwei nahe beieinanderliegenden Punktgruppen (II).

Das Gerät weist eine Plattform d auf, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten zwei zueinander parallele Scheiben C₁, C₂ aufweisen. Die Plattform d und die Scheiben c_v c„ bilden sozusagen ein Stativ 3 für die — in F i g. 1 gestrichelte — Bussole 5. Zum Einsetzen bzw. Einschieben der Bussole sind an den Innenseiten der Scheiben Sitze bzw. Nuten ε vorgesehen, und die Plattform d weist ein Gewindeloch für eine Klemmschraube / auf.

Auf den Scheiben sitzt drehbar je ein Ring 2,, 2_ä. An den Ringen 2_V 2₂ ist je ein Stab o_y a, mit seinem einen Ende tangential angebracht. Die beiden Stäbe a_v α, sind durch ein Querband b miteinander verbunden.

Die beiden Ringe 2_V I₂ tragen an ihrem inneren Rand je eine Klinometergradation g_v g₂ mit vier Quadranten zu je 90° zur Messung der Fallwinkel. Zu diesem Zweck sind die beiden Scheiben C₁, c\, mit je einem Merkzeichen bzw. einer Nullmarke It versehen, die einander diametral gegenüberliegen und in bezug auf die Plattform am Scheitel der Scheiben angebracht sind.

Die beiden parallelen Stäbe a_v a₂ sind in Höhe des Querbandes mit je einem Zeiger Z₁, i., versehen, der in der von den Stäben a_v a₂ und dem Querband b gebildeten Ebene schwenkbar isi. Des weiteren ist für jeden Stab a_v α., ein Verlängerurgsstab / vorgesehen, der auf das freie Ende des Stabes a_v a₂ aufschiebbar ist. Die Verlängerungsstäbe/ haben an ihrem Ende je einen in gleicher Ebene schwenkbaren Anhgezeigerk.

Des weiteren sind noch zwei runde Rahmen I₁, T₂ vorgesehen, weiche lösbar von außen über die Ringe 2_V I₂ übergeschoben werden können, wodurch runde Pauspapicrscheiben auswechselbar an den beiden Walter-Schmidt-Netzen 6₂, O₁ zur Anlage gebracht werden können, welche Walter-Schmidt-Netze an den Außenseiten der Scheiben angebracht sind. Auf diesen Pauspapierscheiben können sogleich am Orte der Messung die Meßergebnisse aufgezeichnet werden, wodurch man an Ort und Stelle Diagramme er-

hält, welche die räumliche Orientierung der vermessenen Mikroelemente darstellen. Die Fig. 4, S₁, S₂, zeigen solche Diagramme.

Das ganze Gerät ist mit möglichst kleinen Abmessungen aus einer leichten, nicht magnetischen Legierung hergestellt, um bequem transportiert und gehartÜihttbt werden zu können. Die F i g. 2 und 3 zeigen — wie bereits weiter oben gesagt — das Gerät im praktischen Einsatz. In Fig. 2 ist der eine Zeiger I₁ an einen Sattel angelegt; gleichzeitig ist ein Anlagezeiger k am Ende des auf den anderen Stab Q₈ aufgesteckten Verlängerungsstabes/ auf den Sattel der nächsten Falte aufgelegt. An, der Kilometergradation wird das Einfallen und an der Bussole die Richtung der so bestimmten Tangentialebene abgelesen.

Gemäß Fig.3 ist nur ein Anlagezeiger/: am Ende eines Verlängerungsstabes / an eine Sattellinie angelegt.

Die gemessenen Daten werden sogleich in eine mittels des Rahmens ¹J₁ bzw. 7₂ über das Walter-

Schmidt-Netz 6_V 6₂ übergeschobene runde Pauspapierscheibe eingetragen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

2 105266 Patentanspruchs:

1. Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Lage von geologischen Mücrofaltenscbichten od. dgl. durch Messungen an zugänglichen Stellen, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Lage von von jeweils zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Mikrofalten od. dgl. gebildeten Tangentialebenen bestimmt wird durch Messung jeweils des Azimutes und der Inklination eines der Sättel der Mikrofalten sowie des Azünutes und der Inklination einer anderen Geraden aus derselben Tangentialebene bzw. daß die Azimute und Inklinationen zweier beliebiger Geraden ein und derselben Tangentialebene gemessen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten zwecks grafischer Auswertung am Ort der Messung auf Pauspapier aufgezeichnet werden, welches von einem Walter-Schmidt-Netz unterlagert ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer mit Libelle versehenen Bussole, der gegenüber ein Anlageorgan verschwenkbar ist, das eine Klinometergradation zur Anzeige des Schwenkwiakels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlageorgan ein Rahmen (1) aus zwei zueinander parallelen, durch ein Querband (b) miteinander verbundenen Stäben {a_v O₂) vorgesehen ist, an deren freiem Ende je ein in gleicher Ebene schwenkbarer Zeiger (Z₁, I₂) angebracht ist und welche mit ihrem anderen Ende tangi-.ntL· t an je einem Ring (2,, 2₂) angebracht sind, welche Ringe mit Klinometergradation versehen und gegenüber je einer Scheibe (c,, c₂) drehbar sind, welche die Nullmarke (Λ) für die Gradation aufweisen und miteinander durch eine Plattform (d) verbunden sind, welche die Bussole (5) mit Libelle trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem der beiden Stäbe (a_v a₂) ein Verlängerungsstück (/) in gleicher Ebene anbringbar ist, welches an seinem Ende einen in gleicher Ebene schwenkbaren Anlagezeiger (k) trägt.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinometergradation auf der Innenseite der Ringe (2_t, 2₂) vorgesehen ist, während die Außenseiten der Ringe (2,, 2₂) je ein Walter-Schmidt-Netz aufweisen und daß je ein ringförmiger Rahmen (7_V T₂) zum Anbringen je einer kreisrunden Pauspapierscheibe über je ein Walter-Schmidt-Netz über die Ringe (2j, 2₂) überschiebbar sind.