Original paper

Seismic reflection patterns of two Tertiary maars in Germany

Buness, Hermann A.; Wiederhold, Helga; Wonik, Thomas

Abstract

The Leibniz Institute for Applied Geosciences (GGA-Institut) investigated two maar-diatreme structures in Germany: an Oligocene maar at Baruth and an Eocene maar at Messel. Research drillings into these structures were accompanied by extensive geophysical surveys. One of the methods applied was reflection seismics. A reliable interpretation of the surface data was facilitated by vertical seismic profiling and other geophysical logging.The seismic reflection method gave at both sites a detailed image of the internal structures of the former maars. The sedimentation of the stabilized lake period is characterised by an almost transparent seismic image, whereas the sedimentation of the early lake period shows strong reflectivity. Both seismic images show remarkable similarities. At Baruth, where the former maar is nowadays completely covered by Neogene sediments, the whole bowl-like structure is imaged. At Messel, abandoned opencast mining allowed only to image a part of the structure. Reflections from inside the diatreme ∼500 m below the original silting-up surface of the maar could be recorded here.

Kurzfassung

Das Leibniz-Institut für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben (GGA-Institut) untersuchte zwei Maar-Diatrem Strukturen in Deutschland: ein oligozänes Maar bei Baruth und ein eozänes Maar bei Messel. Forschungsbohrungen in diese Strukturen wurden von umfangreichen geophysikalischen Messungen begleitet. Eine der angewandten Methoden war die Reflexionsseismik. Eine zuverlässige Interpretation der an der Oberfläche gewonnenen Daten wurde durch vertikale seismische Profile und andere bohrlochgeophysikalische Messungen ermöglicht.Die Reflexionsseismik lieferte in beiden Gebieten ein detailliertes Bild der internen Struktur der früheren Maare. Die Sedimentation der stabilisierten Seephase wird durch ein nahezu transparentes seismisches Bild charakterisiert, während die Sedimentation der frühen Seephase durch hohe Reflektivität gekennzeichnet ist. Beide Gebiete zeigen eine bemerkenswerte Ähnlichkeit. In Baruth, wo das frühere Maar heute durch neogene Sedimente vollständig überdeckt ist, konnte die gesamte schüsselförmige Struktur abgebildet werden. In Messel erlaubte der frühere Tagebau nur einen Teil der Struktur abzubilden. Reflexionen aus dem Diatrem aus ∼500 m Tiefe, bezogen auf die frühere Verlandungsoberfläche des Maars, konnten hier registriert werden.

Keywords

reflection seismicvertical seismic profileresearch drillingborehole geophysicsmaardiatremelithozones