Interpretation dreikomponentiger Bohrlochmagnetik in der COSC2-Bohrung

Abstract

Das Ziel des COSC-2 (Collisonal Orogeny in the Scandinavian Caledonides) Projektes ist es, die Entstehungsprozesse der Skanden zu untersuchen. Hierfür sind Kenntnisse über die Deformationen / Faltungsprozesse von großer Wichtigkeit, die sich aus der Richtung der remanenten Magnetisierung ableiten lassen. Die teufenabhängigen Magnetisierungsvektoren lassen sich aus dreikomponetigen Bohrlochmagnetikdaten berechnen. Als Datengrundlage dienen Messungen, die mit einem Dipmeter in der COSC2-Bohrung in Järpen (Schweden) durchgeführt wurden. Es wurden 5 Messungen mit 1cm Messpunktabstand in verschiedenen Teufenbereichen zwischen 100m und 2250m Teufe aufgezeichnet. Anhand der in der Sonde verbauten Accelerometer und dem bekannten Verlauf der Bohrung konnten die Magnetfelddaten in das geographische Referenzsystem reorientiert werden. Die erreichte Genauigkeit beträgt 1,5° in der Deklination und 0,16° in der Inklination. Um die Magnetisierung der durchbohrten Gesteinseinheiten zu bestimmen wird an die reorientierten Magnetfelddaten ein Schichtmodell nach Bosum et al (1988) angepasst. Dieses Modell nähert die Schichten durch zentral durchbohrte Zylinder. Das Modell von Bosum geht von einem Zylinder aus, der senkrecht zu den Deckflächen zentral durchbohrt wird. In der COSC-2 Bohrung ist aber zum einen das Bohrloch geneigt, zum anderen weisen auch die durchbohrten Schichten eine Neigung auf. Aus diesem Grund erweitern wir das Bosum-Modell nach Ehmann (2016) für beliebige Schichtinklinationen. Die Schichtmächtigkeiten werden durch die Lithologie der Bohrung bestimmt, die aus den Bohrkernen abgeleitet wurde. Eine erste Analyse zeigt, dass in den oberen 1200m der Bohrung nur schwach magnetisierte Gesteine vorherrschen. Darunter folgen stärker magnetisierte-Schichten, die im Mittel eine Magnetisierung von 1A/m aufweisen. Im Bereich von 1590m bis 1850m befindet sich eine stark magnetisierte Sektion, die sich in vier Bereiche aufteilen lässt. Die Magnetisierung in dieser Sektion beträgt bis zu 5 A/m. In der stark magnetisierten Sektion können zwei Bereiche identifiziert werden, in denen die Inklination der Magnetisierungen von 40° auf bis zu 80° ansteigt. Die beiden Bereiche mit hoher Inklination weichen in ihrer Deklination von der mittleren Deklination der Sektion um +90° und -90° ab. Diese Variationen deuten auf Deformationen der Gesteinsschichten hin. Unterhalb dieser Sektion schließt sich eine Sektion mit Magnetisierungen von etwa 1 A/m und Inklinationen von etwa 15° an.