Einführung - Die Welt der Rohstoffe - page 22

die mehrere Monate dauert, in einem größeren Gebiet systema-
tisch wiederholt.
Aus den gemessenen Laufzeiten der Wellen ein Profil zu er-
stellen, erfordert einigen Rechenaufwand. Neben diversen Kor-
rekturen, zum Beispiel für die Topografie und zur Reduktion des
Hintergrundrauschens, ist das »Common Depth Point Stacking«
(CDP Stacking) oder »Common Midpoint Stacking« (CMP
Stacking) ein wichtiger Schritt: Da jeder Punkt, der eine Welle
reflektiert, bei den verschiedenen Messungen aus unterschied-
lichen Richtungen anvisiert wurde, sucht man in den Daten nach
diesen gemeinsamen Tiefenpunkten und berechnet deren Lage.
Die Tiefe wird im resultierenden Profil noch als Laufzeit ange-
geben. Um die Zeitskala in eine wirkliche Tiefenskala zu verwan-
deln, müssen die Daten noch migriert werden. Das Problem
dabei ist, dass die Wellengeschwindigkeit in Gesteinen unter-
schiedlicher Dichte verschieden ist, es gibt also keinen linearen
Zusammenhang. Das bedeutet auch, dass ein nicht migriertes
Profil die Wirklichkeit verzerrt wiedergibt. Anders als bei Erd-
beben haben wir jedoch nur P-Wellen und können daher die
Geschwindigkeit nicht aus der Laufzeitdifferenz von P- und
S-Wellen berechnen. Zur Migration muss also zunächst ein
Modell der vorhandenen Gesteine (und deren Dichte) angenom-
men werden. Dafür sollte die Geologie schon mehr oder weniger
bekannt sein, beispielsweise durch Bohrungen.

tierten Boden handelt. Manche Pflanzen reichern bevorzugt
bestimmte Metalle an, zugleich haben sie den Vorteil, dass sie
leicht gesammelt werden können. Meist wird zunächst in einer
Orientierungsphase untersucht, mit welcher Vorgehensweise der
beste Kontrast erreicht wird.
Die Proben werden üblicherweise mehr oder weniger auto-
matisch in einem Labor analysiert und mit statistischen Metho-
den ausgewertet. Inzwischen gibt es auch Geräte, mit denen
schon im Gelände gemessen werden kann, zum Beispiel tragbare
Röntgenfluoreszenz-Geräte.

1.9 Bohrungen

Nicht nur für die Förderung von Öl, Gas und Wasser oder zur
Nutzung von Erdwärme, sondern auch für die Erkundung und
Bewertung von Erzlagerstätten spielen Bohrungen eine wichtige
Rolle. Bei flachen Bohrungen in Lockergesteinen können Proben
leicht mit einer Spirale oder einer Schappe (ein Gerät, das einem
Löffel ähnelt) gewonnen werden. In festen Gesteinen kommen
zum Teil auch einfache Schlagbohrer und Rotary-Bohrer zum
Einsatz, wie sie zum Bohren von Sprenglöchern verwendet wer-
den, wobei Bohrmehl (trocken) oder Bohrschmant (nass) inter-
pretiert werden können. Tiefer kommt man mit Schlag- oder
Rotary-Bohrern mit einem verlängerbaren hohlen Bohrgestänge,
durch das Druckluft eingeblasen wird, welches zur Kühlung dient
und das Bohrklein ausbläst - in anderen Fällen wird Wasser als
Spülung verwendet. Weil dabei das oben ankommende Bohrmehl
nicht zwangsläufig von der Spitze stammt, sondern auch Anteile
aus dem übrigen Loch enthält, wurde das » reverse circulation (RC)
drilling « entwickelt. Dabei befindet sich im Bohrgestänge ein
inneres Rohr. Die Luft oder das Wasser wird durch das äußere
Rohr nach unten gedrückt und steigt im Inneren samt Bohrklein
wieder auf. Die Bohrgeräte haben einen kleinen schwenkbaren
Bohrturm, der meist auf einem Fahrzeug montiert ist.
Bei einer Bohrung zur Erkundung der Geologie will man
aber vor allem Gesteinsproben gewinnen. Dafür gibt es spezielle
mobile Bohrgeräte, den »diamond drilling rig« ( . Abb. 1.28 ). Am
rotierenden Bohrgestänge ist eine Kernbohrkrone angebracht.
In deren Stahl eingebettete Diamanten oder andere harte Mate-
rialien wie Wolframkarbid schneiden sich so in das Gestein ein,
dass im Innenrohr ein zylinderförmiger Bohrkern ( . Abb. 1.29 )
stehen bleibt. Hat dieser eine gewisse Länge erreicht, wird das
innere Rohr (»Seilkernrohr«) samt Bohrkern im Inneren des
Bohrgestänges mit einem Seilzug nach oben gezogen. Somit
kann ohne einen Aus- und Wiedereinbau des Bohrgestänges
weitergebohrt werden. Das Bohrgestänge kann durch weitere
angeschraubte Rohre verlängert werden, typischerweise werden
auf diese Weise Tiefen von 1000 m bis 1500 m erreicht. Zur Küh-
lung, zur Verringerung der Reibung und als Transportmittel für
das Bohrklein wird Wasser durch das Rohr gepumpt. Bohrkerne
bieten eine direkte Möglichkeit, um die Gesteinsschichten des
Untergrunds aufzunehmen, den Erzgrad von unterschiedlichen
Bereichen einer Lagerstätte zu bestimmen oder zum Beispiel die
Porosität zu messen. Das Ziehen von Bohrkernen ist allerdings
deutlich langsamer und teurer als »normales« Bohren.

1.8 Geochemische Exploration

Häufig sind bestimmte Stoffe in der weiteren Umgebung einer
Lagerstätte angereichert, zum einen durch Alterationsprozesse
während der Entstehung der Lagerstätte (»primäres Halo«), zum
anderen nachträglich durch Verwitterung (»sekundäres Halo«).
Durch eine systematische Probennahme von Boden, Gesteinen,
Pflanzen, Wasser, rezenten Sedimenten oder Gasen kann man
entsprechende geochemische Anomalien ausfindig machen. Da-
bei handelt es sich meist nicht um das Metall, das in der Lager-
stätte angereichert ist, sondern um mobilere Elemente, die uns
als »Pfadfinderelemente« den Weg weisen. Bei einer SEDEX-
Lagerstätte beispielsweise wird man wahrscheinlich schon in
großer Entfernung erhöhte Mangankonzentrationen finden.
Zink ist vergleichsweise wasserlöslich und kann daher in den
Sedimenten von Bachläufen nachgewiesen werden. Blei wird
man hingegen nur in der unmittelbaren Nähe der Lagerstätte
finden. Ein entsprechendes Wissen über die Löslichkeit von Me-
tallen (die von den Eigenschaften des Wassers wie pH und Eh
abhängt, siehe auch 7 Kap. 4 ) ist unabdingbar. Neben gelösten
Stoffen spielen in Flüssen auch von der Strömung transportierte
Teilchen, insbesondere Schwermineralien, eine Rolle.
Geochemische Exploration wird sowohl großräumig durch-
geführt, um potenziell interessante Gebiete abzugrenzen, als
auch detailliert in kleineren Gebieten. Am häufigsten werden die
Sedimente von Bach- und Flussläufen beprobt, weil diese einen
Eindruck über das gesamte aufwärts liegende Einzugsgebiet ge-
ben. Gut geeignet ist auch Moos, das direkt an Bachläufen wächst.
Bei Bodenproben muss beachtet werden, dass der richtige Bo-
denhorizont beprobt wird und dass es sich nicht um transpor-