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Die Magnetische Anomalie Kirchzarten

Geologisch-tektonischer Rahmen, geophysikalische Untersuchungen und Ergebnisse der Forschungsbohrungen Kirchzarten 3

Zusammenstellung: J. Homilius

[The Kirchzarten geomagnetic anomaly. Its geological and tectonic framework: results from the research borehole Kirchzarten 3]

1985. 311 Seiten, 17x24cm, 770 g
Language: Deutsch

(Geologisches Jahrbuch Reihe E, Band E 28)

ISBN 978-3-510-96058-3, brosch., price: 53.00 €

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Contents

Kurzfassung top ↑

Durch die Flugmagnetometer-Vermessung der Bundesrepublik Deutschland 1965-71 wurde am Westrand des Schwarzwaldes im Zartener Becken bei Freiburg eine magnetische Anomalie mit bemerkenswerter Polarität gefunden: Ein kräftiges Minimum, dem im Norden ein schwaches Maximum vorgelagert ist. Für die Ursache dieser Anomalie ergaben sich aus der Oberflächengeologie keine Anhaltspunkte. Auffallend ist jedoch ihre Lage im Kreuzungsbereich zweier tektonischer Hauptelemente der Südwestdeutschen Großscholle, nämlich des Oberrheingrabens und der Bonndorfer Grabenzone, und die Nähe zum Kaiserstuhl, der ebenfalls eine kräftige magnetische Anomalie besitzt.

1979/80 wurde unter lagerstättenkundlichen Gesichtspunkten der erste Versuch unternommen, den vermuteten magnetischen Störkörper zu erbohren. Die Bohrungen Kirchzarten 1 und 2 wurden auf 417 bzw. 212 m abgetenft, trafen jedoch magnetisiertes Gestein, das die Anomalie erklären könnte, nicht an.

Das vorliegende Heft berichtet in mehreren Beiträgen zunächst über Schritte, die zur Lozierung der Forschungsbohrung Kirchzarten 3 führten. Hierzu gehörten detailliertere Magnetfeldmessungen am Erdboden, eine Erkundung des Schwerefeldes und des Schichtenaufbaus nach dem geoelektrischen Widerstandsverfahren sowie die Abschätzung eines magnetischen Modellkörpers.

Die Bohrung Kirchzarten 3 wurde dann 1981 mit Mitteln des BMFT bis in 998,7 m Teufe ohne technische Schwierigkeiten niedergebracht und zwarwenn man von der 47 m mächtigen Talfüllung absieht durchweg in Paragneisen und Anatexiten des Schwarzwaldkristallins. Bei der magnetischen Vermessung der Kerne konnten starke remanente Magnetisierungen festgestellt werden; der magnetische Störkörper war offensichtlich erbohrt worden. Als Träger der Magnetisierung wurde ausschließlich Magnetkies in Anteilen bis 2,2 Vol.-% identifiziert.

Der Einsatz eines neu entwickelten 3-D-Bohrlochmagnetometers brachte Ergebnisse, die wesentlich zur Deutung der Anomalie beitrugen. In der Teufe von 295 m zeigt das Magnetik-Log sehr klar den Übergang vom unmagnetischen zum magnetischen Gestein. Innerhalb des magnetischen Gesteins zeigen die Störfeldvektoren bis zur Teufe von 720 m eine starke Streuung; ab 730 m bildet sich eine Vorzugsrichtung aus, man hat den Eindruck, die magnetische "Kernzone" sei erreicht worden. Für die Tiefe der Störkörperbasis wurden Werte von minimal 2000 m und maximal von 4000 m abgeschätzt. Für die Richtung der natürlichen remanenten Magnetisierung des Gesteins, das die Anomalie verursacht, ist die Deklination D=190° und die Inklination I=-40° ermittelt worden; sie ist also dem heutigen Feld fast entgegengesetzt.

In einer Zusammenschau werden Schlußfolgerungen über die Bildung der Anomalie gezogen, bei der das thermische Feld eine wichtige Rolle spielt. Ein Modell geht davon aus, daß in kretazischer Zeit ein Intrusionskörper in die Schwarzwaldgneise eingedrungen ist. Dabei hat der Intrusionskörper eine Wärmeaureole gebildet und durch Erhitzen über den Curiepunkt das Magnetfeld in inverser Richtung fixiert. Als weitere Modelle werden diskutiert: Wärmezufuhr aufgrund aufsteigender zirkulierender Wässer; geothermische Effekte in Zusammenhang mit tektonischen Prozessen. Keineswegs in Widerspruch hierzu stehen neueste reflexionsseismische Beobachtungen der Programme KTB und DEKORP, wonach im Zartener Becken starke, geneigte Reflektoren in Tiefen von 2, 5 bis 7,5 km nachgewiesen worden sind.

Inhaltsverzeichnis top ↑

JOACHIM HOMILIUS: ALBRECHT HAHN zum 60. Geburtstag 7
FRIEDRICH BENDER: Ansprache beim Festkolloquium zum 60. Geburtstag von
ALBRECHT HAHN 13
ALBRECHT HAHN, WILHELM BOSUM, RAINER GROSCHOPF, RUDOLF PUCHER, KURT
SAUER & RÜDIGER STENGER: Forschungsbohrung Kirchzarten 3 -
Vorgeschichte, Ergebnisse und Folgerungen - The Kirchzarten 3 Rescarch
Borehole: Background, Results, and Conclusions 17
WILHELM BOSUM & JÜRGEN OSTWALD: Deromagnetische Anomalien im
Schwarzwald und Kaiserstuhl 43
RAINER GROSCHOPF & RÜDIGER STENGER: Geologisch-tektonischer Rahmen der
magnetischen Anomalie Kirchzarten 75
RIDOLF PUCHER: Untersuchung der magnetischen Anomalie Kirchzarten
-Schätzung des Störkörpers und Wahl eines geeigneten Ansatzpunktes für
die Bohrung Kirchzarten 3 81
SIEGFRIED PLAUMANN: Gravimetrische Untersuchungen im Umfeld der
magnetischen Anomalie Kirchzarten 93
JOACHIM HOMILIUS & HANS-JÜRGEN ULRICH: Geoelektrische Messungen im
Umfeld der magnetischen Anomalie Kirchzarten 107
RAINER GROSCHOPF & RÜDIGER STENGER: Bohrung Kirchzarten 3 -
Vorbereitung, technische Durchführung und Profilbeschreibung 115
RÜDIGER STENGER & RAINER GROSCHOPF: Bohrung Kirchzarten 3 -
Petrographisch-geochemische Untersuchungen 127
HEINZ FRIEDRICH & DIETER VOGELSANG: Geophysikalische Bohrlochmessungen
in der Bohrung Kirchzarten 3 mit Standardmethoden 165
GUSTAV ZOTH: Untersuchungen zum Temperaturfeld im Raum Kirchzarten 175
WILHELM BOSUM & HANS-JOACHIM REHLI: Bau und Erprobung eines
3-D-Bohrlochmagnetometers 191
DETLEF EBERLE: Interpretation von bohrloch-magnetometrischen Messungen
in drei Komponenten 219
WILHELM BOSUM: Magnetische Bohrlochmessungen in den Bohrungen
Kirchzarten 1, 2 und 3 unter Verwendung eines
3-D-Bohrlochmagnetometers 237
RUDOLF PUCHER & KURT FROMM: Magnetkies-Ursache der magnetischen
Anomalie Kirchzarten 263
KURT FROMM & RUDOLF PUCHER: Magnetische Untersuchungen zur Frage der
Magnetkiesverbreitung im Raum Kirchzarten 279
KURT FROMM: Das Labor für Gesteinsmagnetik des Niedersächsischen
Landesamtes für Bodenforschung in der Außenstelle Grubenhagen 291