Deutsch (53.4 MB) - Nagra

Nagra
Nationale
Genossenschaft
für die Lagerung
radioaktiver Abfälle
Cedra
Societe cooperative
nationale
pour I'entreposage
de dechets radioactifs
Cisra
Societa cooperativa
nazionale
per I'immagazzinamento
di scorie radioattive
TECHNISCHER
BERICHT 84-15
GEOPHYSIKALISCHES
UNTERSUCHUNGSPROGRAMM NORDSCHWEIZ:
REFLEXIONSSEISMIK 82
C. SPRECHER
W.H. MüLLER
JUNI 1986
Parkstrasse 23 5401 Baden / Schweiz Telephon 056/205511

NAGRA NTB 84-15 - I -
ZUSAMMENFASSUNG
Im Rahmen der erdwissenschaftlichen Untersuchungen der Nagra
wurde 1982 in der Nordschweiz ein erstes reflexionsseismisches
Messprogramm durchgeführt. Es umfasste 11 Profile mit
einer Gesamtlänge von 182 km. Das Ziel war die regionale
Abklärung der Struktur des Grundgebirges und der darüber
liegenden mesozoischen Sedimentdecke, unter besonderer
Berücksichtigung der lokalen Struktur an den vorgesehenen
Bohrstandorten. Die Ergebnisse waren noch vor Beginn des
Bohrprogramms verfügbar. Bezüglich ihrer Aussagekraft muss
zwischen dem Deckgebirge auf der einen und dem Grundgebirgssockel
auf der anderen Seite unterschieden werden. Aufgrund
der günstigen Reflexionseigenschaften der mesozoischen Sedimentdecke
wurde in diesem Tiefenbereich fast durchgehend
eine hochauflösende und differenzierte Abbildung der
Schichtstruktur erreicht. Als ungleich schwieriger erwies
sich die Interpretation im submesozoischen Tiefenbereich.
Das Grundgebirge ist generell kontrastarm. Im allgemeinen
werden keine direkten Reflexionen der Kristallinoberfläche
beobachtet. Dass unter dem Mesozoikum mächtige jungpaläozoische
Sedimentbecken existieren, war schon aufgrund früherer
geophysikalischer Daten (Refraktions seismik, Gravimetrie)
zu vermuten. Durch die Reflexionsseismik wurde dies lokal
bestätigt (Region Weiach); die Gesamtausdehnung des "Nordschweizer
Permokarbon-Troges 11 konnte aber erst nach dem
Abteufen der Bohrung RINIKEN aufgrund von sporadischen
reflexionsseismischen Hinweisen in gros sen Zügen kartiert
werden.
Die Interpretation und Kartierung von 5 Reflexionshorizonten
lässt die folgenden Schlussfolgerungen zu: Das Relief der
kristallinen Sockeloberfläche ist bedeutend komplizierter
als bisher angenommen wurde. Es wird von einem 10 - 12 km
breiten und bis zu 3 km tiefen Trog dominiert, der in
ENE-vlSyJ Richtung quer durch das Messgebiet verläuft. Der
Nordrand des Permokarbon-Troges folgt ungefähr der Mandacher
Ueberschiebung; wahrscheinlich wird er durch die in WNW-ESE
Richtung in den Trog hineinstreichende Vorwald- und Eggberg­
Störung dextral versetzt. Im Süden endet der Trog unter der
Grenze Faltenjura/Tafeljura; möglicherweise reicht ein flacheres
Randbecken bis unter die südlichste Jurakette. Unter
allen grösseren Ueberschiebungen im östlichen Falten- und
Tafeljura werden zur Trogachse hin einfallende, als Abschiebungen
gedeutete Störungen im Grundgebirge beobachtet. Die
Basisabschiebungen unter den zwei Hauptketten des östlichen
Faltenjura erreichen eine Sprunghöhe von bis zu 300 m. Es
wird angenommen, dass zwischen den Grenzen des Permokarbon­
Troges, den Abschiebungen im Grundgebirge an seinem Südrand
und den darüberliegenden Ueberschiebungen, die zur Entstehung
der Juraketten führten, ein ursächlicher Zusammenhang
besteht.

NAGRA NTB 84-15 - II -
RESUME
Dans le cadre des recherches de la Cédra dans le domaine
des sciences de la terre, un premier programme de sismique
réflexion a été exécuté dans le nord de la Suisse en 1982.
Il a compris Il profils d'une longueur totale de 182 km. Le
but en était l'étude régionale de la structure du substratum
pré-mésozoïque et de la couverture sédimentaire mésozoïque
sus-jacente; une attention particulière a été accordée à la
structure locale à l'endroit des sites de forages prévus.
Les résultats ont été disponibles avant même le début du
programme de forage. Au sujet de la signification des
résultats il s'agit de distinguer d'une part la couverture
sédimentaire post-paléozoïque et d'autre part le socle prémésozoïque.
En raison des propriétés favorables de la série
sédimentaire mésozoïque en ce qui concerne la réflexion des
ondes sismiques, une image très fine et bien différenciée
de la structure des couches a été obtenue de manière presque
continue dans ce domaine de profondeur. Par contre, l'interprétation
du domaine pré-mésozoïque s'est révélée beaucoup
plus difficile. Le pré-mésoquïque est dans l'ensemble peu
contrasté. En général il n'est possible d'observer aucune
réflexion directe de la surface du cristallin. Sur la base
de données geophysiques antérieures (sismique réfraction,
gravimétrie), il était déjà à présumer que de puissants
bassins sédimentaires du Paléozoïque supérieur existent
sous le Mésozoïque. Ceci a été confirmé localement par la
sismique réflexion (région de Weiach); l'extension totale
du fossé permocarbonifère du nord de la Suisse n'a cependant
pu être cartographiée dans ses grands traits qu'après
l'exécution du forage de RINIKEN sur la base d'indices
sporadiques dans le domaine de la sismique réflexion.
L'interprétation et la représentation cartographique de 5
horizons réflecteurs permettent les conclusions suivantes:
le relief de la surface supérieure du socle cristallin est
beaucoup plus compliqué qu'il n'a été admis jusqu'ici. Ce
relief est dominé par un fossé d'une largeur de 10 - 12 km
et d'une profondeur allant jusqu'à 3 km, qui s'étend à
trave rs la zone étudiée dans une direct ion ENE-WSW. La
bordure nord du fossé permocarbonifère suit à peu près le
chevauchement de Mandach; cette bordure a probablement subi
un déplacement de type dextre le long des accidents de Vorwald
et d'Eggberg, lesquels pénètrent dans le fossé selon
une direction WNW-ESE. Au sud, le fossé se termine sous la
limite Jura plissé/Jura tabulaire; il est possible qu'un
bassin bordier moins profond s'étende jusque sous la chaîne
jurassienne la plus méridionale. Sous tous les chevauchements
importants dans le Jura plissé et tabulaire oriental,
des accidents ont été observés dans le substratum, lesquels
plongent en direction de l'axe du bassin, et sont interprétés
comme des failles normales. Les failles normales du substratum
sous les deux chaînes principales du Jura plissé

NAGRA NTB 84-15 - III -
oriental montrent un déplacement atteignant jusqu'à 300 m;
elles se poursuivent jusqu'au plan de décollement des plis
jurassiens, dans le Muschelkalk moyen. Il est admis qu'une
relation génétique existe entre les limites du bassin permocarbonifère,
les failles normales du substratum le long
de la bordure sud de ce bassin et les chevauchements susjacents
qui ont conduit à la formation des chaînes jurassiennes.

NAGRA NTB 84-15 - IV -
ABSTRACT
As part of Nagra's regional geophysical investigations in
Northern Switzerland, a first seismic reflection survey was
carried out in 1981. Data on 11 lines with a total length
of 182 km were recorded. The primary objective of the survey
was the reconnaissance of the Mesozoic sediments of the
eastern Jura and the depth of the crystalline basement
surface. Of particular importance were the local structural
conditions in the vicinity of the proposed Nagra drillsites.
All seismic sections were processed and available
for interpretation before the drilling program was started.
The information content of the data turned out to be significantly
different in the two main, superimposed geological
units. In the range of the Mesozoic overburden the seismic
image is in general distinctive with high resolution and
good continuity. Below the Mesozoic, however, the reflectivity
was found to be poor and the interpretation of the
data was much more difficult. Generally there are no direct
reflections from the crystalline basement surface. Laminated
reflections below the Mesozoic, which seemed to indicate
the presence of Paleozoic sediments, occur only in certain
parts of the survey area and are rarely conspicuous. It was
already known on the basis of earlier geophysical data
(Refraction seismic survey 81, Gravity survey 81/82) that
a deep Paleozoic trough may exist just north of the Folded
Jura. Locally the reflection data provided further strong
and conclusive evidence (e.g. WEIACH region) but the true
dimensions of what is now known as the "Permocarboniferous
Trough of Northern Swi tzer landl! were only revealed after the
well RINIKEN had been drilled. Based on the drilling result
and the sporadic seismic indications, it was finally possible
to map the approximate shape of the trough.
The interpretation and mapping of 5 reflecting horizons led
to the following conclusions: the relief of the crystalline
basement surface is much more complicated than previously
assumed. Its dominating feature is a 10 - 12 km wide and up
to 3000 m deep through which trends in a ENE-WS\'y direction
across the survey area. The buried northern rim of the
trough approximately coincides with the outcropping Mandach
overthrust7 there is however evidence for dextral displacements
along the WNW-ESE striking Vorwand- and Eggberg
transverse faults. In the south the main trough terminates
underneath the boundary between Tabular- and Folded Jura; a
shallower extension possibly reaches as far south as the
southernmost Jura chain. Clear vertical basement dislocations
were found under all the mayor thrust faults of the
eastern Tabular- and Folded Jura. They are interpreted as
late Paleozoic normal faults hading towards the center of

NAGRA NTB 84-15 - V -
the trough. The maximum vertical displacement reaches
approx. 300 m under the two main branches of the eastern
Jura overthrust belt. There is sufficient evidence to assume
a causal relationship between the boundaries of the Permocarboniferous
trough, the basement dislocations along its
southern rim and the overlaying thrust faults which initiated
the formation of the Jura chains.

NAGRA NTB 84-15 - VI -
Z USAMMENFAS SUNG
RESUME
ABSTRACT
INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS DER TEXTFIGUREN
VERZEICHNIS DER BEILAGEN
Seite
I
11
IV
VI
IX
XII
1
EINLEITUNG
1
2
ZIELE
9
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
MESSMETHODE
Ausbreitung und Reflexion von P-We11en
Ref1exions- und Refraktionsseismik
Prinzip der Mehrfachliberdeckung,
dynamische Korrekturen
Reflexionsabbildung
VIBROSEIS**-Que11e
Aufzeichnung
Fe1ddi spos i tiv
Stati sehe Korrekturen
Datenverarbeitung
13
13
15
18
21
23
26
28
30
33
4
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
PLANUNG DES MESSPROGRAMMS
Anlage der Mess1inien
Technische Auslegung
Grundsätze
Testmess ungen
Me s spar ame ter
36
36
39
39
42
44
5
5.1
DURCHFUEHRUNG DER FELD- UND
PROCESSINGARBEITEN
Feldarbeiten: 8.2.1982 - 25.5.1982
47
47
**) Trademark of Continenta1 Oi1 Comp.

NAGRA NTB 84-15 - VII -
5.1.1.
5. 1. 2
5. 1.3
5.1.4
5. 1.5
5.1.6
5.1.7
5. 1.8
5. 1. 9
5.2
5. 2. 1
5.2.2
5.2. 3
5.2.4
5.2.5
5.2. 6
Seite
Organi sat ion 47
Bewi11igungen 47
Auftragnehmer 49
Messtrupp 50
Vorbereitung und Ablauf der
Reflexionsmessungen 52
Kurzrefraktions- und Aufzeitmessungen 54
Arbeitsbedingungen 59
Arbeitsleistung 60
Operationelle Berichte 61
Processing, 13.5.82 - 17.2.83 61
Kontrolle_ und Steuerung der Datenverarbeitung 61
Beurteilung der provisorischen Stapelungen
mit konstanten Geschwindigkeiten
(VSCAN-Analyse) 62
Beurteilung der provisorisch gestapelten
Sektion (raw stack) 62
Beurteilung der Migration 64
Darstellung und Endkontrolle 65
Da tenqua li tät 66
6
6.1
6.2
6.2. 1
6.2.2
6. 2. 3
6.2.4
6.2. 5
6.3
6.3.1
6. 3. 2
INTERPRETATION 67
Allgemeine Grundsätze 67
Integration von Bohrresultaten 70
Verfügbare Daten 70
Korrelation Geologie/Seismik 71
Geschwindigkeitsmessungen im Bohrloch 72
Seismisches Vertikalprofil (VSP-Messung) 79
Synthetische Seismogramme 86
Charakterisierung der kartierten
Reflexionshorizonte 91
Auswahl der Reflektoren 91
Top Malm 94

NAGRA NTB 84-15 - VIII -
6.3.3
6.3.4
6. 3. 5
6. 3. 6
6.4
6.4.1
6.4.2
6.4.3
IITop Dogger"
IITop Musche1ka1k ll
Basis Mesozoikum (Top Permokarbon)
Top Krista11in
Kartierung
Is 0 chronenka rt en
Tie fenumrechnung
Isohypsenka rt en
Seite
95
96
97
98
99
99
100
102
7
7.1
7.2
7.2.1
7. 2.2
7.2. 3
7.2.4
7.2. 5
7.2.6
7.2. 7
7.2.8
7.2.9
7.2.10
7.2.11
RESULTATE
Einführung und Begriffsbestimmung
Diskussion der seismischen Sektionen
Linie 82-NF-10 Murgta1-Seon
Linie 82-NF-30 Remigen-Tägerig
Linie 82-NX-40 Leuggern-Riniken
Linie 82-NF-50 Reuentha1-Untersiggentha1
Linie 82-NX-60 Wasterkingen-Die1sdorf
Linie 82-NS-70 Frickta1-G1attfe1den
Linie 82-NS-00 Oberweningen-Höri
Linie 82-NX-21 Lenzburg-Dättwi1
Linie 82-NS-20 Suhr-Arnmerswi1
Linie 82-NS-80 Mandach-Hörnd1i
Linie 82-NS-90 Eiken-Rietheim
103
103
104
104
117
119
123
125
130
135
1.36
138
138
139
7.3 Neue Erkenntnisse zur Strukturgeologie
der Nordschweiz
140
7.3.1
7.3.2
Fa1ten- und Tafeljura
Der Nordschweizer Permokarbon-Trog und
die Krista11inoberf1äche
140
151
8
SCHLUSSFOLGERUNGEN
159
LITERATURVERZEICHNIS
163

NAGRA NTB 84-1 5 - IX -
VERZEICHNIS DER TEXTFIGUREN
Figur 1: Untersuchungsgebiet Nordschweiz
Figur 2: Ausgangslage: Ergebnisse der ersten regionalen
geophysikalischen Messprogramme
(Refraktionsseismik 81, Gravimetrie
81/82)
Figur 3: Messmethode: Ausbreitung und Reflexion seismischer
Wellen
Figur 4: Messmethode: Ref1exions- und Refraktionsseismik
Figur 5: Messmethode: Prinzip der Mehrfachüberdeckung
Figur 6: Messmethode: Reflexionsabbildung in der
x-t-Ebene
Figur 7:
Figur 8:
Figur 9:
Figur 10:
Messmethode:
Messmethode:
Messmethode:
Messmethode:
VIBROSEIS-Quel1e
Aufzeichnungssystem
Felddispositiv
Statische Korrekturen
Figur 11 :
Figur 12 :
Figur 13 :
Figur 14:
Figur 15 :
Figur 16:
Figur 17:
Figur 18:
Figur 19:
Figur 20:
Anlage der Mess1inien (Massstab 1 : 250 1 000)
Detailplanung der Mess1inien
(Massstab 1 : 25 1 000, Ausschnitt)
Filtercharakteristik der Sender- und Empfängergruppen:
Gesamtwirkung (theoretische Kurven)
Mes sgecme tr ie
Organisations schema SP-82
Beispiel einer Aufzeitmessung
(AZ-507, Linie 82-NS-80)
Beispiel einer Kurzrefraktionsmessung
(WZ-226, Linie 82-NS-80)
Ausschnitt (750 m) aus einem Korrekturprofil
(Linie 82-NS-80, VP 250 - VP 280)
Prinzipskizze der kompensierten Sonic-Sonde
Kalibriertes Sonic-Log Bohrung WEIACH
Ausschnitt 0 - 300 m

NAGRA NTB 84-15 - X -
Figur 21:
Figur 22:
Figur 23:
Figur 24:
Figur 25:
Figur 26:
Figur 27:
Figur 28:
Figur 29 :
Figur 30:
Figur 31 :
Figur 32:
Figur 33:
Figur 34:
Figur 35:
Prinzip der direkten seismischen Geschwindigkeitsmessung
im Bohrloch (Check-shot Messung)
Kalibrierte Laufzeit-Tiefenfunktion,
Bohrung W'EIACH
Geschwindigkeitsprofile, Bohrung WEIACH
Prinzip der VSP-Messung (seismisches Vertikalprofil)
und Originalabspielung WEIACH
Korrelation des seismischen Vertikalprofils
mit der Oberflächenseismik (Linie 82-NS-70,
Ausschnitt WEIACH)
Top Kristallin Reflektor auf einem Ausschnitt
der VSP-Sektion \vEIACH
Synthetische Seismogramme, Bohrung WEIACH
Korrelation des synthetischen Seismogramms
mit der Oberflächenseismik (Linie 82-NS-70,
Ausschnitt \vEIACH)
Beziehungen zwischen Logs, Bohrlochseismik und
Oberflächenseismik
Top Malm Reflektor, Bohrung WEIACH
"Top Dogge r" Re fl ektor, Bohrung WEIACH
"TOp Muschelkalk" Reflektor, Bohrung \vEIACH
Basis Mesozoikum Reflektor, Bohrung WEIACH
Top Kristallin Reflektor, Bohrung ~vEIACH
Tektonische Uebersicht und Lage der seismischen
Sektionen (Beil. 3 - 24) und der
Text figuren 36 - 42
Figur 36a: Linie 82-NF-IO: Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung
Figur 36b: Linie 82-NF-IO: Ausschnitt Figur 36a
interpretiert
Figur 37:
Figur 38:
Linie 82-NF-IO: Grenzbereich Faltenjura/Tafeljura
Linie 82-NF-IO: Kompressionszone vor der
Mandacher Ueberschiebung

NAGRA NTB 84-15 - XI -
Figur 39:
Figur 40:
Figur 41:
Figur 42:
Figur 43:
Figur 44:
Figur 45:
Linie 82-NX-40: Mandacher Ueberschiebung über dem
Nordrand des Permokarbon-Troges
Linie 82-NX-60: Frühstadium einer Jura-Ueberschiebung
Linie 82-NS-70: Region WEIACH
Linie 82-NX-2l: Chestenberg-Struktur
Profilquerschnitt durch die Nordschweiz
(nach Ziegler, 1982)
Uebersicht der tektonischen Elemente im östlichen
Juragebiet
Schematisches Blockbild: Kristallines Grundgebirge,
Nordschweizer Permokarbon-Trog,
Deckgebirge

NAGRA NTB 84-15 - XI I -
VERZEICHNIS DER BEILAGEN
Be ilage 1:
Hi rkung von Processingmas snahmen
Beilage 2: Geographische Lage der Messlinien,
Massstab 1 : 100'000
Beilage 3: Linie 82-NS-00
Beilage 4:
Linie 82-NS-00 Interpretation
Beilage 5: Linie 82-NF-IO
Beilage 6:
Linie 82-NF-IO Interpretation
Beilage 7: Linie 82-NS-20
Beilage 8:
Linie 82-NS-20 Interpretation
Beilage 9: Linie 82-NX-21
Beilage 10:
Beilage 11:
Beilage 12:
Beilage 13:
Beilage 14:
Beilage 15:
Beilage 16:
Beilage 17:
Beilage 18:
Beilage 19:
Beilage 20:
Beilage 21:
Beilage 22:
Beilage 23:
Beilage 24:
Linie 82-NX-21 Interpretation
Linie 82-NF-30
Linie 82-NF-30 Interpretation
Linie 82-NX-40
Linie 82-NX-40 Interpretation
Linie 82-NF-50
Linie 82-NF-50 Interpretation
Linie 82-NX-60
Linie 82-NX-60 Interpretation
Linie 82-NS-70
Linie 82-NS-70 Interpretation
Linie 82-NS-80
Linie 82-NS-80 Interpretation
Linie 82-NS-90
Linie 82-NS-90 Interpretation

NAGRA NTB 84-15 - XIII -
Be ilage 25:
Beilage 26:
Isohypsenkarte, TOP MALM
Isohypsenka rte, "TOP DOGGER II
Be ilage 27: I sohyp senkarte , IITOP MUSCHELKALK 11
Beilage 28:
Beilage 29 :
Be ilage 30:
Beilage 31:
Beilage 32:
Is oh y pse nka rt e , Basis MESOZOIKUM
Isohypsenkarte, TOP KRISTALLIN
Seismischer Lageplan (CDP-Positionen),
Massstab 1 : 50'000
Karte der Kurzrefraktions- und Aufzeitmessungen,
Massstab 1 : 100'000
Geologische Aufnahmen der Nagra­
Tiefbohrungen 1 - 6

NAGRA NTB 84-15 - 1 -
1 EINLEITUNG
Das Reflexionsseismik Programm 82 (SP-82) ist
Bestandteil des IIGeophysikalischen Untersuchungsprogramms
No rdschwe iz 11 (G PPN) .
Dieses Forschungsprojekt mit einer Laufzeit von
mehreren Jahren wird gemeinsam von der Schweizerischen
Geophysikalischen Kommission (SGPK) und der
Nagra getragen. Die Beteiligung der SGPK erfolgt
im Rahmen der IIGeophysikalischen Landesaufnahme
der Schweiz 11 , einem systematischen Kartierungswerk
im Auftrag des Bundes, das durch die finanzielle
Unterstützung der Nagra in der Nordschweiz besChleunigt
und in wesentlich detaillierterer Form
durchgeführt werden kann.
Zusammen mit dem Tiefbohrprogramm bildet das GPPN
den Kern der regionalen Nagra-Sondierkampagne in
der Nordschweiz (Fig. 1). Ziel dieser Kampagne ist
die Bereitstellung einer geologischen Datenbasis,
die ausreicht, um Machbarkeit und Sicherheit eines
Endlagers für hochradioaktive Abfälle in diesem
Gebiet zu beurteilen.
Dieses Ziel ist mit Tiefbohrungen allein nicht zu
erreichen. Zwar sind Bohrungen zur Bestimmung der
geologischen, hydrogeologischen und geophysikalischen
Kenngrössen der interessierenden Gesteinsfonna
tionen unerlässlich. Sie können aber nicht
dicht genug abgeteuft werden, um in einem komplex
aufgebauten Gebiet die strukturgeologischen Verhältnisse
auch nur annähernd aufzuzeigen. Geophysikalische
Untersuchungen an der Oberfläche
sind deshalb eine notwendige Ergänzung und heute
Bestandteil jeder regionalen Sondierkampagne.
Abgesehen von ihrem prognostischen Wert noch vor
Beginn der Bohrarbeiten erweitern sie später das
in vertikaler RiChtung gewonnene Bild durch die
zweite und dritte Dimension. Im günstigsten Fall
kann aus der sorgfältigen Synthese von Bohrergebnissen
und flächenabdeckenden geophysikalischen
Daten ein dreidimensionales Strukturmodell des
Untergrundes abgeleitet werden, das der Wirklichkeit
sehr nahe kommt und das auch quantitativen
Ansprüchen genügt.

NAGRA NTB 84-15 - 2
Klo len
Walhsellen
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-:;,. -: \ sn ~
/ , Reinaeh '
MUr!
+
+
Tertiäre Ergussgesteine
und Tuffe des Hegaus
idem I
dünne Tufflagen
Bentonit - Vorkommen in
der Ob. Süsswassermoiasse
Grenze des Untersuchungsgebietes
Brüche I
Transversalverschiebungen
Auf - und Uberschiebungen
Faltenachsen im Jura und Mittelland
TJ
Mittelländische Molasse I Tertiär im
Jura und im Oberrheingraben
Tafeljuro und Vor berge des Oberrheingrabens
Kettenjura
o
Permokarbone
Ergussgesteine
Devono - Karbon
Kri stalliner Kern des Schwarzwald­
Massives
500000
o 10 20
30
40 50 km
Ret . SPICH ER I A . ( 1972 ) : Tekton ische Karte der Schweiz I I : 500 000
Schweiz . Geologische Kommission
Figur 1 :
Un ters ueh ungsgebi et No rdsehwe iz

NAGRA NTB 84-15 - 3 -
Im Rahmen des GPPN werden ab Frühjahr 1981 bis
heute 7 grössere Messprogramme abgewickelt:
Regionale geophysikalische Messprogramme im Rahmen des GPPN
1. Aeramgnetik uni Bodenmagnetik
2. Gravimetrie
3. Magnetot ell ur ik
4. Refraktionsseismik 81
5. Reflex:ionsseismik 82
6. Re flexions se ismik 83
7. Refrakt:ionsseismik 84
MGP-81
GRP-82
MrP-81
RSP-81
SP-82
SP-83
RSP-84
Starrl
1.5.84
(N'IE 84-14)
(N'IE 84-22)
(N'IE 84-13)
(N'IE 83-21)
(N'IE 84-15)
(N'IE 84-43)
Die erste Untersuchungsphase war darauf angelegt,
mit vergleichsweise wenig aufwendigen Methoden ein
einfaches, in seinen Grundzügen aber zutreffendes
2-Schichten Modell des kristallinen Sockels und
seiner Sedimentdecke zu erarbeiten. Gleichzeitig
sollten Pilotversuche aufzeigen, ob Verfahren
existieren, die in unserem Gebiet direkte Aussagen
über die elektrischen - und die damit zusammenhängenden
hydraulischen Leitfähigkeitsverhältnisse im
tiefern Untergrund zulassen. Ein Beispiel dafür
ist das lokale Magnetotellurik-Programm (MTP-81)
im Gebiet des Tafeljura (siehe Fischer et al.,
NTB 84-13). Die Untersuchungen im regionalen Rahmen
begannen im Sommer 1981 mit dem Aeromagnetik-Programm
(MGP-81). Ein Jahr später wurden Ergebnisse
in Form von aeromagnetischen Totalfeldkarten veröffentlicht
(Klingele, 1982). Daraus abgeleitete
Karten des magnetischen Residualfeldes zeigten
allerdings, entgegen den Erwartungen, keine als
Sockelrelief interpretierbare Anomalien (siehe
Klingele et al., NTB 84-14).
Aufschlussreicher waren die Ergebnisse des Gravimetrischen
Messprogramms (GRP-82). Karten der residualen
BOUGUER-Schwere, die auf der Basis eines
relativ dichten Messnetzes berechnet wurden, lassen
nördlich des Faltenjura eine ausgedehnte, ost-west
streichende negative Schwereanomalie erkennen
(Fig. 2). Nach 3-D Modellrechnungen steht heute
fest, dass es sich dabei um den Effekt einer tiefen
Senke in der Grundgebirgsoberfläche handelt. Diese
Erklärung und ihr quantitativer Nachweis war zwar
1982 noch nicht bekannt, die gravimetrischen Daten
trugen aber später wesentlich zur Interpretation
der seismischen Resultate und zur Kartierung des
Nordschweizer Perrnokarbon-Troges in seiner heutigen
Form bei (siehe Klingele & Schwendener, NTB 84-22).

NAGRA NTB 84-15 - 4 -
630000 642000 654000 666000 678000
282000 .----L___-L___-'-___---'----___---'----___--L-___-'-___--'--___--'--___--'---,- 282000
276000 276000
270000 270000
264000 264000
258000 258000
252000 252000
246 000 --'----, ___ --, ___ ..L,-_-----L_,-___ ,-_~L..l'-,--___ ,---:~ __ .---___ ,---__ __._L-.-....L 246000
630000 642000 654000 666000 678000
630000 642000 654000 666000 678000
282000 -,---L___--'--___-'-___--'--___--'--___--L-___--'--___..l-___..l-___ L--, 282000
276000 276000
270000 270000
264000 264000
258000 258000
252000 252000
246 000 --'-----r----.-----'-r-------.------.------,-----.---'~--.-----.-------.-L.-----L 246000
630000
642000 654000 666000 678000-
Figur 2:
Ausgangslage: Ergebnisse der ersten regionalen
geophysikalischen Messprogramme.
oben: Refraktionsseismik 81, Tiefenlinien der
Kristallinoberfläche in m ü.M.
unten: Gravimetrie 81/82, neg. Schwereanomalie im
Bereich des Permokarbon-Troges
(-lmgal -Isolinie)

NAGRA NTB 84-15 - 5 -
Weitere konkrete Angaben zur Tiefenlage der Grundgebirgsoberfläche
lieferte das Refraktionsseismisehe
Programm 81 (RSP-81). Auf neun Profilen von
je 30 - 40 km Länge wurden im Sommer und Herbst
1981 Sprengungen bei Villigen, Meisterschwanden,
Kaisten und Todtmoos (BRD) registriert. Das aus
den seismischen Ersteinsätzen abgeleitete Modell
der Sockeloberfläche (Fig. 2) zeigt östlich des
Aaretales und nördlich der LägereDkette einen in
Richt ung Bodensee verlau fenden Trog, der eine maximale
Tiefe von 2100 munter NN erreicht. Nicht
erfasst wurde die heute bekannte westliche Fortsetzung
des Troges unter dem Tafeljura, was wahrscheinlich
auf die geringe Dichte der Messlinien
und ihre relativ zur Trogachse ungünstige Anordnung
zurückzuführen ist. Mit den refraktionsseismischen
Daten aus den Jahren 1981 und 1982 gelang
aber erstmals der sichere Nachweis von Formationen
mit niedrigen (sedimenttypischen) seismischen Geschwindigkeiten
in Tiefen von bis zu 1000 munter
der damals vermuteten Sockeloberfläche (siehe dazu
Sierro et al., NTB 83-21).
Die Resultate, die nach Abschluss der ersten Phase
des GPPN verfügbar waren, standen damit im Hiderspruch
zu tr adi tionellen ge olog ischen Vo rs teIlungen.
Alles wies darauf hin, dass die Sockeloberfläche
nicht ungestört mit einer Neigung von etwa
4 0 gegen das Molas sebecken einfällt, sondern im
Gegenteil ein sehr ausgeprägtes und kompliziertes
Relief aufweist. Durch regionale reflexionsseismische
Messungen in der laufenden zweiten Phase des
GPPN wurde dieser überraschende Befund bestätigt.
Ein erstes Messprograrnm, das Reflexionsseismik
Programm 82 (SP-82) konnte im Frühjahr 1982 durchgeführt
werden, sodass noch vor Bohrbeginn im
Herbst 82 die wesentlichen Ergebnisse zur Verfügung
standen. Der vorliegende Bericht enthält eine
Evaluation dieser Daten unter Berücksichtigung der
Tiefbohrresultate bis Ende 1983.
Die Reflexionsseismik ist die leistungsfähigste
Methode zur detaillierten Abbildung der Struktur
geschichteter Sedimentgesteine bis in Tiefen von
mehreren tausend Metern. Sie beruht auf dem einfachen
Pr inzip der Re flexion se ismischer p-Wellen
(Kompressionswellen, Körperschallwellen) an lithologischen
Diskontinuitäten. Ein guter Reflektor ist
generell dort zu erwarten, wo zwei Formationen mit
deutlich unterschied licher Schallhärte (seisrni sche
Impedanz = Dichte · p - Wellengeschwindigke it)
durch eine relativ glatte und nicht zu steil einfallende
Grenzfläche getrennt werden. Trotz des

NAGRA NTB 84-15 - 6 -
einfachen Grundprinzips bedingt die Reflexionsseismik
einen beträchtlichen messtechnischen Aufwand
und hochentwickelte Signalbearbeitungsverfahren.
Der Hauptgrund ist die Schwierigkeit, Reflexionen
im Seismogramm überhaupt zu erkennen. Sie treten
nicht als Ersteinsätze auf, sondern sind einem kompliziert
aufgebauten Signal überlagert, das sich
aus noch nicht abgeklungener Bewegung direkter und
re fraktierter Wellen, aus Oberflächenwellen und
Bodenunruhe zusammensetzt. Das volle Potential der
Reflexionsseismik kann erst ausgeschöpft werden,
seit seismische Signale digital mit einem hohen Dynamikumfang
registriert und von schnellen Rechnern
(Array-Prozessoren) weiterverarbeitet werden. Dank
der ständig wachsenden Leistung moderner Computeranlagen
können heute auch komplizierte numerische
Verfahren auf sehr grosse Datenmengen angewandt
werden. Dies ermöglichte auf der messtechnischen
Seite u.a. die Einführung der umweltfreundlichen
VIBROSEIS - Technik, die Mehrfachstapelung von Seismogr
ammen und di e Me hrfa ch übe rde ck ung von Re fl e­
xionspunkten im Untergrund. In noch stärkerem Masse
profitierte die Datenverarbeitungsseite von den
neuen Möglichkeiten. Geophysikalische Kontraktorfirmen
stellen dem Anwender heute umfangreiche
Software-Menues zur Analyse und Bearbeitung von
Seismogrammen zur Verfügung. Von der zielgerichteten
Anwendung dieser Programme ist es weitgehend
abhängig, ob das spätere Endprodukt - die seismische
Sektion - den vollen Informationsgehalt der
Felddaten ausschöpft und sichtbar macht. Die Fortschritte
der Computertechnik haben aber die Bearbeitung
keineswegs automatisiert; erfolgreiches
Processing bedingt nach wie vor ein schrittweises,
interaktives Vorgehen. Probleme, die auf einer
seismischen Linie oder Teilen einer Linie festgestellt
werden, müssen individuell, in vielen
Fällen durch die Anwendung diagnostischer Programme
analysiert und dann durch entsprechende Massnahmen
angegangen werden.
In ihrer heutigen Fonn dominiert die Reflexionsseismik
andere geophysikalische Aufschlussverfahren
derart, dass sie im Sprachgebrauch der Oelindustrie
zum Synonym für Seismik im allgemeinen oder sogar
für "Geophysik 11 geworden ist. 1982 waren weltweit
ständig mehr als 1000 seismische Messtrupps im
Einsatz.
Explorationen au f dem festen La nd und besonders in
den Schelfgebieten der r.1eere wäre ohne intensive
reflexions seismische Vorerkundung nicht mehr denkbar.
Der wirtschaftlichen Bedeutung entsprechend
wird diese Technologie von den Oelgesellschaften

NAGRA NTB 84-1 5 - 7 -
und einer spezialisierten Service-Industrie seit
Jahrzehnten mit gros sem Forschungsaufwand weiterentwickelt
und verfeinert. Der Versuch, die heute
angewandten Datenaquisitions- und Datenverarbeitungsverfahren
im einzelnen zu beschreiben, würde
weit über den Rahmen dieses Berichtes hinausgehen.
Trotz dem immer aufwendiger werdenden Processing
blieb aber die Einfachheit und Anschaulichkeit der
Resultate erhalten. Die Methode ist nicht zuletzt
deshalb so attraktiv, weil reflexions seismische
Sektionen einem geologischen Schnittbild oder
Profil sehr ähnlich sehen. Sie sind, sofern die
grundlegenden Prinzipien der Messmethode bekannt
sind, auch ohne vertieftes Verständnis interpretierbar.
Da sich dieser Bericht an ein möglichst
breites Publikum von interessierten Erdwissenschaftern
wendet, wird in den ersten Kapiteln
versucht, diese Grundlagen in kompakter Fonn zu
vermitteln. Geophysikern und anderen Lesern, die
mit der Methodik vertraut sind, wird empfohlen,
die Kapitel 3 und 6.1 bis 6.3 zu ignorieren.
Reflexionsseismische Messtrupps werden zwar fast
ausschliesslich für die Kohlenwasserstoffexploration
eingesetzt. Dies bedeutet aber nicht, dass
sich der Anwendungsbereich der Methode auf die
Suche nach öl- oder gashöffigen Strukturen beschränkt.
Da die Reflexionsseismik allgemein
Grenzflächen zwischen kontrastierenden Gesteinsformationen
deta ilgetreu abbildet, versprach sie
auch im Rahmen der geophysikalischen Untersuchungen
der Nagra einen wichtigen, wenn nicht sogar den
wichtigsten Einzelbeitrag zu liefern.
Schon in den 1980 eingereichten Sondiergesuchen waren
kurze, kreuzförmig angeordnete Vibroseis-Linien
als flankierende Massnahme zu den Probebohrungen
vorgesehen. Die Erkundung der unmittelbaren Umgebung
der 12 Standorte sollte bestät igen, das s jede
Bohrung tatsächlich wie erwartet eine repräsentative
und tektonisch ungestörte Schichtfolge ohne
Anzeichen von möglicherweise Kohlenwasserstoffhöffigen
Strukturfallen durchteufen würde. Aufgrund
der zweifelhaften Aussagekraft der sehr kurzen
Profile auf der einen und den überraschenden ersten
Resultate der Refraktionsseismik auf der anderen
Seite wurde dann aber im Sommer 1981 das ursprüngliche
Konzept zugunsten einer regional angelegten
Messkampagne fallen gelassen. Gleichzeitig wurden
die Anforderungen an das Messprogramm erweitert:

NAGRA NTB 84-1 5 - 8 -
entlang der vorgesehenen Profil linien sollte die
Detailstruktur der tertiären und mesozoischen,
vor allem aber die Tiefenlage und der Verlauf
der Grundgebi rgsoberfläche abgeklärt we rden.
Dies beinhaltete die Lokalisierung von möglichen
jungpaläozoischen Becken und Verwerfungen in der
Sockeloberfläche. Es war offensichtlich, dass die
Erfüllung dieser zweiten Forderung vor allem von
den Reflexionseigenschaften der Grundgebirgsoberfläche
und de r Re flekt ivi tät de r Becke nfüllungen
abhängen würde. Die wenigen vorhandenen reflexionsseismischen
Sektionen aus dem Untersuchungsgebiet
gaben erste Hinweise auf die zu erwartenden Probleme.
Eine befriedigende Auflösung wurde nur in
Gebieten mit ruhiger Lagerung der Sedimente erreicht7
komplexe oder steilstehende Strukturen wie
sie im Faltenjura vorkommen, waren nicht interpretierbar.
Wie in vielen Teilen der \'lelt wurden keine
direkten Reflexionen der Grundgebirgsoberfläche
beobachtet. Dieser Horizont konnte allenfalls dort
wo das Deckgebirge einfach aufgebaut war mit dem
Verschwinden der mesozoischen Schichtung in Zusammenhang
gebracht werden.
Die vorhandenen Resultate machten deutlich, dass
in dem komplex aufgebauten und dazu noch dicht
besiedelten Gebiet der Nordschwe iz die von der
Nagra-Aufgabenst eIl ung ge forderte Datenqualität,
wenn überhaupt, nur durch den Einsatz einer optimal
ausgerüsteten Messequipe und einem gewissen Mehraufwand
bei den Feld- und Processingarbeiten
erreichbar war.

NAGRA NTB 84-15 - 9 -
2 ZIELE
Das Programm SP-82 wurde geplant, um entlang den
seismischen Messlinien und insbesondere in der
Umgebung der Bohrstandorte die Struktur der Sedimente
des Deckgebirges und den Verlauf der Sockeloberfläche
abzuklären.
Für den Bedarf an zuverlässigen strukturgeologischen
Daten gibt es mehrere Gründe. Die wichtigsten
ergeben sich unmittelbar aus der allgemeinen Zielsetzung
der Nagra-Untersuchungen, dem Nachweis der
Machbarkeit und Sicherheit eines Endlagers und der
späteren vlahl eines dafür geeigneten Standortes.
Andere stehen im Zusammenhang mit dem laufenden
Tiefbohrprog-ramm und der Festlegung von we iteren
Bohrlokationen.
Tiefbohrungen sind sehr teure Aufschlussmittel. Um
sie gezielt und kosteneffektiv einsetzen zu können
und ihre Ergebnisse optimal zu nutzen, muss versucht
werden, schon vor Bohrbeginn von der Oberfläche
aus die Strukturverhältnisse im Sondiergebiet
abzuklären. Seismische Messungen liefern nicht nur
recht genaue Prognosen, sondern gleichzeitig die
Voraussetzungen, um die später anfallenden Erkenntnisse
über den Bohrstandort hinaus zu extrapolieren
und mit den Ergebnissen anderer Bohrungen in Beziehung
zu bringen. Als das laufende Bohrprogramm
geplant wurde, standen keine reflexionsseismischen
Daten zur Verfügung. Erst ein Jahr vor Beginn der
Bohrarbeiten war die Möglichkeit gegeben, die geolog-ischen
Vorstellungen, die zur Hahl der Sondierstandorte
geführt hatten, seismisch zu überprüfen
und mindestens bis zur mesozoischen Basis zuverlässige
Tiefenprognosen aufzustellen. Auf diese
Prog-nosen stützen sich wesentliche Teile des
technischen Ausführungsplanes (z.B. das Verrohrungsschema).
Eine regionale Messreihe versprach
darüber hinaus Grundlagen zu liefern, auf deren
Basis spätere Phasen des Sondierbohrprogramms als
Ganzes gesteuert und optimiert werden konnte.
Selbst im Falle zutreffender geologischer Prognosen
war damit zu rechnen, dass erweiterte Kenntnisse
früher oder später Prog-rammanpassungen nötig machen
würden. Diese Anpassungen, ob es sich dabei nur um
Prioritätsverschiebungen oder aber um die Planung
alternativer bzw. ergänzender Bohrlokationen
handelt, können nur dann gezielt vorgenommen
werden, wenn eine seismische Datenbasis als Beurteilungsgrundlage
zur Verfügung steht.

NAGRA NTB 84-15 - 10 -
Der Zusammenhang mit dem Sondierbohrprogramm setzte
Randbedingungen in Bezug au f die Anlage der Messlinien,
die eigentlichen Ziele der Kampagne waren
aber weiter gefasst. Sie sollte als erster Schritt
auf dem Weg zu einem regionalen seismischen Messnetz
zur Klärung grundlegender strukturgeologischer
Fragen beitragen. Unter anderem war der tatsächliche
Verlauf der Grundgebirgsoberfläche unbekannt.
Ein sanftes Einfallen in SSE-Richtung war zwar eine
allgemein akzeptierte Hypothese; sie beruhte aber
zur Hauptsache auf Interpolationen zwischen dem
aufgeschlossenen Kristallin nördlich des Rheins
und einigen Tiefbohrungen im Molassebecken. Mehrere
Autoren vermuteten Permokarbonbecken in der
Sockeloberfläche; ob und inwieweit sie aber aufgrund
ihrer Lage, Ausdehnung und Mächtigkeit das
regionale Sockelrelief entscheidend prägen würden,
war eine offene Frage. Andere ungelöste Probleme
betrafen die mögliche tektonische Deformation der
Kristallinoberfläche unter dem Faltenjura und
allgemein das Vorhandensein von Sockelsprüngen
regionaler Bedeutung.
Es ist of fens ich tlich, da ss strukt urgeol ogi sch e
Gegebenheiten wie die Tiefe des Grundgebirges oder
die Verformung der Sedimentdecke zu den ersten
Ausschlusskriterien bei der Auswahl von möglichen
Standortgebieten gehören. Sie sind aber auch für
den Sicherheitsnachweis von grundlegender Bedeut
ung.
Radionuklide aus einem Endlager können nur durch
zirkulierende Tiefengrundwässer in die Biosphäre
transportiert werden. Undurchlässige Formationen im
Deckgebirge wie der Opalinus-Ton oder die Anhydritgruppe
der unteren Trias wirken als geologische
Barrieren. Grundwasserleiter (Aquifere) auf der
anderen Seite sind ebenfalls an bestimmte Formationen
gebunden. Um Fliesssysteme wirklichkeitsnah
modellieren zu können, muss u.a. die Lage, Mächtigkeit
und Ausdehnung dieser Formationen, ihre Versetzung
durch regionale Bruchsysteme und die Häufigkeit
von Unterbrechungen durch untergeordnete
Verwerfungen bekannt sein (Kiraly, NTB 84-49;
Kimmeier, NTB 84-50). Auf dieser Basis durchgeführte
hydrogeologische Modellrechnungen erlauben
dann quantitative Aussagen über die maximal zu
erwartende Kontamination.

NAGRA NTB 84-15 - 11 -
Ein weiterer Teilaspekt der Sicherheitsanalyse ist
die Gefährdung eines Endlagers durch tektonische
Vorgänge oder deren Folgen. Erdbeben, Hebungen und
Senkungen der Erdkruste und andere denkbare geologische
Szenarien könnten sich entweder direkt oder
indirekt, z. B. durch eine Umkehrung der Grundwasserfliesssysteme
auf die Langzeitsicherheit auswirken.
Die heute beobachtbaren Strukturverhältnisse
im Untergrund sind das Resultat der tektonischen
Geschichte, andererseits aber auch Randbedingungen
für die in Zukunft zu erwartenden Veränderungen.
Erdbebenherde folgen tektonischen Schwächezonen,
Brüche und Verwerfungen werden mindestens in der
"nahen" geologischen Zukunft dort auftreten, wo
heute schon entsprechende Anlagen vorhanden sind.
Für das Verständnis neotektonischer Aktivität und
deren Extrapolation in die Zukunft muss deshalb
versucht werden, ein möglichst vollständiges Inventar
derjenigen Strukturmerkmale aufzustellen, die
Folge und möglicher Ausgangspunkt von Bewegungen
im Untergrund sind. Viele dieser Indikatoren im Bereich
des Deckgebirges und besonders im Bereich des
kristallinen Sockels sind nicht aufgeschlossen und
können nur mit geophysikalischen Mitteln erfasst
werden.
Aus dem problembezogenen Bedarf an strukturgeologischer
Information auf der einen und den grundsätzlichen
Möglichkeiten der reflexions seismischen
Methode auf der anderen Seite ergaben sich Ziele,
die im "Vibroseis Programm 82" wie folgt formuliert
wurden:
1. Abklärung der Struktur der geschichteten
Sedimentgesteine über dem Grundgebirge, einschliesslich
tektonischer Störungen mit einem
Verwerfungsbetrag von mindestens 50 - 100 m.
2. Erfassen der Grundgebirgsoberf1äche selbst oder
zumindest einer mit dieser Oberfläche in unmittelbarem
Zusammenhang stehenden, reflektierenden
Formationsgrenze.
3. Lokalisierung von Sockelsprüngen mit einem
Versetzungsbetrag von mindestens 50 - 100 ffi.
4. Lokalisierung von Per.okarboITBulden in der
Sockeloberfläche mit einer Mächtigkeit von
mindestens ca. 100 m.

NAGRA NTB 84-15 - 12 -
5. Hinweise auf die interne G1iederung des krista1-
1inen Socke1s. Da sich kristalline Gesteine in
ihrer Dichte und Kompressionswellengeschwindigkeit
nur geringfügig voneinander unterscheiden,
wird die Reflektivität innerhalb des Sockels gering
sein. Reflexionen können am ehesten dort
erwartet werden, wo die Sedimentüberdeckung eine
nur geringe Mächtigkeit aufweist.
6. Aufschluss über die tiefenabhängigen seismischen
Geschwindigkeiten im Sedimentbereich entlang den
Pr of ila ch sen.

NAGRA NTB 84-15 - 13 -
3 MESSMETHODE
3.1 Ausbreitung und Reflexion von P-Wellen
Durch eine schlag- oder stossartige Kompression
der Erdoberfläche (z.B. Dynamitexplosion) werden
elastische (seismische) Hellen angeregt, die sich
kugelförmig im Untergrund ausbreiten. Zur schema tischen
Er läuterung de s Mes spr inzips genügt es, Kompressions-
oder P~ellen zu betrachten. Sie entsprechen
Schallwellen, die sich nicht in der Luft,
sondern in einem festen Medi um fortpflanzen. Ihre
Geschwindigkeit ist eine für das Ausbreitungsmedium
charakteristische Materialkonstante, die von der
Dichte und den Elastizitätsmodulen abhängt. Aendert
sich an einer Schichtgrenze die P~ellengeschwindigkeit
und/oder die Dichte, wird ein meist
geringer Anteil der seismischen Energie an die
Oberfläche zurück reflektiert, während sich der
Hauptanteil weiter in die darunterliegende Schicht
hinein ausbreitet. Figur 3 skizziert diesen Vorgang
am einfachen Beispiel einer homogenen Schicht mit
der Geschwindigkeit VPl und der Dichte PI über
einem homogenen Halbraum mit der Geschwindigkeit
VP2 und der Dichte pz. Die Darstellung mit Hilfe
von Wellenfronten oder den dazu senkrecht stehenden
Wellenstrahlen gilt für den Fall VP2 > VPl bzw.
pz > PI- Die reflektierende Schichtgrenze wird
dur"ch ihren Reflexionskoeffizienten R charakterisiert.
Im idealisierten Fall einer ebenen Wellenfront,
die keine Amplitudenänderung durch Expansion
oder Dämpfung erfährt und sich senkrecht zum
Reflektor ausbreitet (Strahl Sn) beschreibt dieser
Koeffizient das Amplitudenverhältnis von reflekt
ierter (Ar) und einfallender Helle (A e ):
R
A Vpzpz - VPIPI
r
= = ( 3. 1 )
A e
Vpzpz + VPIPI
Die Amplitude A2t nach dem zweimaligen Durchlaufen
der Grenzfläche - von oben nach unten und umgekehrt
- ergibt sich au s dem 2-Weg Transmissions-
(Brechungs) Koeffizienten:
T
Azt
A e
(3 • 2 )
Die relativen kmplituden der durchlaufenden und der
reflekt ierten Welle werden allein vom Kontrast der
seismischen Impedanz V p · P an der Grenzfläche

NAGRA NTB 84-1 5 - 14 -
WELLENAUSBREITUNG IM
HOMOGENEN HALBRAUM : V p = KONST.
WELLEN FRONT
WELLENSTRAHL
WELLENFRONTEN-DARSTELLUNG
WELLENSTRAHLEN-DARSTELLUNG
Figur 3:
Messmethode: Ausbreitung und Reflexion seismischer
Wellen

NAGRA NTB 84-15 - 15 -
kontrolliert. Diese Differenz des Produktes aus
P-Wellengeschwindigkeit und Dichte zwi schen aufeinanderliegenden
Schichten bestimmt wesentlich
mit, ob und wie deutlich ihre Raumlage reflexionsseismisch
abgebildet wird.
3.2 Reflexions- und Refraktionsseismik
Seismische Hellen werden entlang einer Profilaus-
1age registriert, die in regelmässigen Abständen
mit Aufnahmeeinheiten (Geophonstationen) besetzt
ist. Bei der Reflexionsseismik ist die maximale
Geophonentfernung typischerweise kleiner als die
Tiefe des pr imären Zielhorizontes, soda ss nur relat
iv ste il auftauchende Wellen erfasst werden. 'Wie
Figur 4a zeigt, haben die von den Stationen SI - S5
registrierten Echos ihren Ursprung an den gedachten
Reflexionspunkten Rl - R5 in jeweils halber Stationsentfernung
auf dem Reflektor R. Längere Wellenwege
führen bei weiter entfernten Stationen zu
einer Laufzeitverzögerung. Montiert man die Seismogramme
in der x - t Ebene, so reihen sich die
Reflexionseinsätze entlang einer gekrümmten Laufzeitkurve
auf. Sie wird als Reflexionshyperbel
bezeichnet, auch wenn in komplizierteren Fällen
die Kurvenform nicht mehr streng hyperbolisch ist.
Für tie fergel egene Re flektoren verri ngert s,ich die
Krümmung der Reflexionshyperbel und ihr Scheitelpunkt
verschiebt sich entlang der t-Achse. Am
Schnittpunkt der Hyperbel mit der t-Achse (x = 0)
wird die Reflexionszeit t o abgelesen. Sie entspricht
der nicht direkt beobachteten Laufzeit
entlang demjenigen Strahl der senkrecht auf dem
Reflektor steht, von der Quelle zum Reflexionspunkt
R o und zurück an die Oberfläche (2-Weg Laufzeit).
Henn man diesen Strahlenweg mit dem eines Echos
vergleicht, das beispielsweise von Station Sx im
Abstand x aufgezeichnet wurde, so lässt sich aus
den Weglängen- und Laufzeitdifferenzen leicht eine
von der Reflektortiefe dl unabhängige Fonnel für
die Geschwindigkeit VI ableiten:
x
------1
[t 2 - t 2 ]"2
x 0
( 3. 3 )
Die Tiefe dl des Reflektors ergibt sich dann aus
VI und der Reflexionszeit t o .
Re fl exionseinsätze sind au f Einzelsei smogrammen
kaum und auf Seismogramrnanlagen oft nur mit Schwierigkeiten
erkennbar, weil sie nie Ersteinsätze
bilden, sondern einem kompliziert aufgebauten

NAGRA NTB 84-15
- 16 -
a) REFLEXIONSSEISMIK :
LAUFZEITKURVE
V 2
/'
b) REFRAKTIONSSEISMIK :
./
/'
./
/' e'"-- REFLEXIONSHYPERBEL
LA U FZE ITKU RVE
R (v2 > v 1 )
KRITISCHE
ENTF.
"CROSSOVER"
ENTF.
Figur 4:
Messmethode: Reflexions- und Refraktionsseismik

NAGRA NTB 84-15 - 17 -
Wellenzug überlagert sind. Ersteinsätze werden von
Wellen gebildet, die sich auf dem Strahlenweg
ausbreiten, der zu den kürzesten Laufzeiten führt.
Nur in einem Medium mit homogener Geschwindigkeitsverteilung
sind dies auch die geometrisch kürzesten
Strahlen.
Nimmt die Geschwindigkeit mit der Tiefe zu, sind ab
einer gewissen Entfernung eintauchende Wellenstrahlen
schneller. Besonders leicht einzusehen ist dies
wiederum am einfachen, in Figur 4b dargestellten
2-Schichtenmodell. Von der Quelle ausgehende
Wellenstrahlen werden, sofern die Voraussetzung
V2 > VI gilt, an der Grenzfläche R unter einem flacheren
Winkel in das darunterliegende, schnellere
Medium hineingebrochen (refraktiert).
In der kritischen Entfernung (Fig. 4b), die von
den Geschwindigkeiten VI und V2 und der Tiefe der
Grenzfläche dl abhängt, wird dieser Winkel Null und
der entsprechende Wellenstrahl horizontal (Totalreflexion).
Die seismische Energie breitet sich nun
als Kopfwelle mit der grösseren Geschwindigkeit V2
in der unteren Schicht entlang der Grenzfläche aus.
Da jeder von einer seismischen Welle angeregte
Punkt nach dem Prinzip von HUYGENS selbst wieder
als Quelle wirkt, entsteht in der oberen Schicht
eine neue, senkrecht zu den eingezeichneten Strahlen
stehende Wellenfront, die seismische Energie an
die Oberfläche zurückbringt. In der "Crossover"­
Entfernung überholt die Front dieser refraktierten
Welle die Front der von der Quelle ausgehenden
direkten Welle und bildet nun die Ersteinsätze in
den Seismogrammen. Die Ersteinsatz-Laufzeitkurve in
der Seismogrammanlage zeigt an dieser Stelle einen
Knickpunkt. Die Verlängerung des Laufzeitastes der
refraktierten Welle berührt die Reflexionshyperbel
des Horizontes R in der kritischen Entfernung als
Tangente. Ihr Schnittpunkt mit der t-Achse markiert
die Interceptzeit ~2 • Bei der Refraktionsseismik
beobachtet man v/ellen, die sich im wesentlichen in
horizontaler Richtung ausbreiten und wählt deshalb
eine Profilauslage, die länger ist als die maximale
Tiefe der Zielhorizonte. Die Auswertung ist im
Falle eines horizontalen 2-Schichtenfalles äusserst
einfach: die Steigungen der Laufzeitäste der direkten
und refraktierten Helle entsprechen den Geschwindigkeiten
VI bzw. V2 und aus der Interceptzeit
ergibt sich die Refraktortiefe dl nach der
Formel:
(3. 4)

NAGRA NTB 84-15 - 18 -
Im Rahmen einer reflexionsseismischen Hessreihe
wird das Refraktionsverfahren u.a. eingesetzt, um
statische Korrekturdaten zu ermitteln (Kap. 3.8).
3 3 Prinzip der Mehrfachüberdeckung , dynamische
Korrekturen
Das Ziel der Mehrfachüberdeckung von Reflexionspunkten
im Untergrund ist die Verstärkung der primären
Ref1exionseinsätze gegenüber allen anderen
seismischen Signalkomponenten (u.a. Refraktionseinsätze,
multiple Reflexionen, Oberflächenwellen
und allgemeine Bodenunruhe). Man erreicht dies
durch die Stapelung (Addition) gleichartiger
Reflexionseinsätzei eine Technik, die einen erheblichen
messtechnischen Aufwand voraussetzt. Auf
modernen reflexionsseis-~ischen Messlinien wird
jeder Schuss (bzw. ~2de~ Vibroseis-Signal) von
100 - 200 Aufnahmestationen registriert, die sich
im regelmässigen Abstand von 20 - 30 m folgen. Der
Abstand der Schusspunkte (bzw. Vibrationspunkte)
ist meist ein ganzzahliges Vielfaches des Stationsabstandes.
Im schematischen Beispiel der Figur 5a
fällt jede zweite Stat ion S mit einem Schusspunkt
VP zusammen. Im Feld werden die Daten zunächst
sChusspunktorientiert gespeicherti d.h. jedem
Schusspunkt (z.B. VP4) ist ein Satz Seismogramme
der Geophonstationen (z.B. 82 - 84) zugeordnet. Um
die vorhandene Datenredundanz auszuschöpfen, müssen
die Seismogramme in der Processingphase neu geordnet
werden. ~lie Figur Sb zeigt, werden SChusspunkt/
Stationspaare zusammengefasst, die sich symmetrisch
um einen gemeinsamen Mittelpunkt gruppieren. Dieser
Satz von Seismogrammen zeichnet sich dadurch aus,
dass alle Einsätze die entlang einer bestimmten
Reflexionshyperbel beobachtet werden, den gleichen
Punkt auf einem horizontalen Reflektor R abbilden.
Der gemeinsame Reflexionspunkt wird als CDP (common
depth point) bezeichnet. Weniger gebräuchlich, aber
im allgemeinen nicht-horizontalen Fall korrekter
ist de r Au sdruck Cr-1p (common midpoint) für den r1i t­
telpunkt der Quellen/Stationspaare. Im vorliegenden
Fall (Fig. Sb) wird jeder CDP aus 4 verschiedenen
Quellenpositionen angeschlossen bzw. 4-fach "überdeckt".
Der CDP-Abstand auf der Messlinie entspricht
dem halben Stationsintervall.
Bevor Reflexionseinsätze mit gemeinsamem Ursprung
durch Addition gestapelt. werden können, muss die
unterschiedliche Quellen- und Stationsentfernung
(Offset) durch eine Laufzeitkorrektur kompensiert

NAGRA NTB 84-15
- 19 -
a)
VP
VP
VP
SI
S2
S3
S4
S5
S6
S7
FELDAUFNAHME :
R R R R
DATEN GEORDNET NACH
SCHUSSPUNKTEN (VP'S)
b) CMP (COMMON MIDPOINT)
PROCESSING:
DATEN GEORDNET NACH CDP'S
MEHRFACHÜBERDECKUNG
( BS P : 4 - FACH)
COP
( COMMON DEPTH POINT)
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
DYNAMISCHE - (NMO)
KORREKTUR:
( At) x = t - Vt 2 - ~
X X V~
STAPELN
STAPELN
Vs = STAPELGESCHWIN­
DIGKEITEN
L---------------------~--------------------------~X
RESULTAT: EINE SEISMOGRAMMSPUR
SEISMISCHE
SEKTION
REFLEKTOR ~
LINIEN / FLÄCHENSCHRIFT
DARSTELLUNG
Figur 5:
Messrnethode: Prinzip der Mehrfachüberdeckung

NAGRA NTB 84-1 5 - 20 -
werden. Die dynamische- oder NMO (normal moveout)­
Korrektur, angewendet auf die Spuren einer CMP­
Familie, reduziert die gemessenen Laufzeiten um
den Betrag (6t)x auf die Reflexionszeit t o eines
hypothetischen Strahls, der durch den CMP verläuft
und lot recht au f dem Re flektor steht.
1
x 2 -
(llt) = t - (t 2 __ ) 2
X X X v 2
S
( 3. 5 )
Die Geschwindigkeit V s ist allerdings zunächst
nicht bekannt. In der Praxis wird daher V
s solange
variiert, bis die Krümmung der Reflexionshyperbel
verschwindet. Die Reflexionseinsätze sind dann in
Phase und werden durch die Stapelung gegenüber dem
inkohärenten Rauschen verstärkt. Hird dagegen die
Korrektur- oder Stapelgeschwindigkeit V s zu hoch
oder zu niedrig gewählt, verschwinden die Reflexionen
bei der Stapelung durch destruktive Interferenz.
Diese Tatsache wird bei einigen Versionen
der Geschwindigkeitsanalyse direkt zur ~~stimmung
der Stapelgeschwindigkeiten benutzt. Die Spuren
jeder CMP-Familie werden zunächst versuchsweise
mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit V c
korrigiert und gestapelt. Auf einer provisorischen
Montage der gestapelten Spuren (constant velocity
stack) werden Reflexionen ausschliesslich in den
Bereichen der x-t-Ebene deutlich sichtbar, für die
V c die richtige Korrekturgeschwindigkeit darstellt.
Das Vorgehen wird mit regelmässig abgestuften Geschwindigkeiten
solange wiederholt, bis für jeden
Profilabschnitt eine reflexionszeit- bzw. tiefenabhängige
Stapelgeschwindigkeitsfunktion abgeleitet
werden kann.
Die Geschwindigkeiten werden dann für die endgültige
dynamische Korrektur der Spuren einer CMP­
Familie verwendet. DurchA.ufaddieren erzeugt man
für jeden CMP eine einzige gestapelte Spur und
fasst diese Spuren schliesslich zu einer Seismogrammontage,
der seismischen Sektion, zusammen.
Die Kohärenz der Reflexionseinsätze kann durch
besondere Darstellungsformen betont werden. Gebräuchlich
ist heute eine kombinierte Flächen/
Linienschrift (variable area/wiggle display), bei
der die Fläche unter den positiven Amplituden
geschwärzt wird.

NAGRA NTB 84-15 - 21 -
3.4 Reflexionsabbildung
Auf einer CMP-gestapelten Spur der seismischen
Sektion wird jeder Reflexionseinsatz, der zum
Zeitpunkt tj ankommt, im Abstand tj vertikal unter
dem CMP abgebildet. Der abzubildenae Reflexionspunkt
liegt aber nur dann tatsächlich auf dieser
Vertikalen, wenn die reflektierende Schicht fläche
horizontal ist. Abgesehen von diesem Spezial fall
werden reale Schicht flächen von der Reflexionsseismik
nie in ihrer geometrisch richtigen Lage
abgebildet.
Figur 6a ze igt au f de r li nke n Se ite ein Be ispi el:
Als Ursprung de s zum Ze itpunkt tj au f der Spur i
beobachteten Echos kommt jede die Wellenfront
F(Xi,tj'v) tangierende Fläche in Betracht; beispielsweise
der geneigte, seitlich versetzte
Reflektor in der Position R. Der Reflexionspunkt P
und seine Abbildung P* sind in diesem Fall ebenfalls
seitlich versetzt; der Reflektor R wird auf
den Spuren der seismischen Sektion in der Position
R* abgebildet. Noch auffälliger ist die "verzerrteIl
Abbildung von diskontinuierlichen oder stark gekrümmten
Reflektoren. Die rechte Seite der Figur 6a
zeigt das Reflexionsbild eines punktförmigen, kontrastierenden
Störkörpers. Durch seismische Energie
angeregt, wirkt er als Sekundär- oder Streuquelle
und wird zum Ausgangspunkt einer neuen Hellenfront,
die auf der seismischen Sektion als Diffraktionskurve
D(xi,tj'v) abgebildet wird.
Die Korrektur dieser Abbildungseffekte wird als
Migration bezeichnet. Auf die erwähnten Beispiele
bezogen, versteht man darunter die Reduzierung der
Di ffrakt ionskurve au f ihr en Scheitelpunkt bzw. die
Ueberführung des Reflektors aus seiner unmigrierten
Position R* in die migrierte (wahre) Position R.
Zwei gebräuchliche Programme zur Migration in der
x-t-Ebene ba sieren au f un terschied lichen, aber komplementären
BetraChtungsweisen. Die Wellenfronten­
Methode geht vom beobachteten seismischen Signal
aus: da die Wellenfront durch den Punkt p* (Xi' tj)
mit Ursprung im Punkt (xi'o) den geometrischen Ort
aller Reflexionspunkte darstellt, die zum Signal in
P* beitragen, wird der digitale Messwert im Punkt
P* gewichtet auf die Wellenfront F(xi,t·,v) verteilt.
Zur Konstruktion der migrierten Äbbildung
muss das Verfahren auf jeden Punkt der x-t-Ebene
angewendet werden. Die Diffraktionsmethode (KIRCH­
HOFF~igration) geht vom Entstehungsmechanismus der
Reflexionen aus: da nach dem Prinzip von HUYGENS
jeder angeregte Punkt selbst wi eder als Quelle

NAGRA NTB 84-15 - 22 -
a)
~----~~----~~----------~X
v
p. /
/
R
//
/
F (xi I ti I v )
/
/
/ GENEIGTER
/ REFLEKTOR
b)
/ o
/
STRUKTUR
/
/
/
/
/
REFLEXIONSABBILDUNG
Figur 6:
Messrnethode: Reflexionsabbildung in der x-t-Ebene

NAGRA NTB 84-15 - 23 -
wirkt, kann man sich den Untergrund aus elementaren
punktförmigen Streuquellen aufgebaut vorstellen.
Die Reflexionsabbildung jeder dieser elementaren
Streuquellen ist eine Diffraktionskurve. Das unmigrierte
Reflexionsbild entsteht aus der Superposition
elementarer Diffraktionskurven in jedem Punkt
der x-t-Ebene. Das migrierte Reflexionsbild kann
deshalb konstruiert werden, indem man durch jeden
Datenpunkt P*(Xi,tj) den Scheitel der Dispersionskurve
D(Xi,tj'V) legt, die digitalen Messwerte
entlang dieser Kurve gewichtet aufsummiert und
die Summe dem Scheitelpunkt zuordnet.
Figur 6b erläutert die Besonderheiten der reflexionsseismischen
Abbildung am Beispiel eines
kompliziert strukturierten Reflektors.
3.5 VIBROSEIS**-Quelle
Die traditionelle Quelle seismischer Energie ist
eine Dynamitladung, die in einer untiefen Bohrung
gezündet wird. Trotz der nicht genau vorhersagbaren
Form des Quellensignals erfüllt der energiereiche,
kurze Sprengimpuls mit seinem breiten Frequenzspektrum
die technischen Anforderungen, die an eine
seismische Quelle gestellt werden, in fast idealer
Wei se. Die prakti sche Anwendung bedingt aber bei
der heute üblichen Schusspunktdichte umfangreiche
Bohrarbeiten und kann durch den kurzzeitig hohen
Energieeintrag zu Schäden an rissgefährdeten Bauten
führen. In dichtbesiedelten Gebieten werden deshalb
seit etwa 20 Jahren immer häufiger Vibratoren
anstelle von Dynamit eingesetzt.
Vibratoren sind schwere, allradangetriebene Fahrzeuge,
deren Gewicht in der Arbeitsstellung auf
einer Grundplatte ruht. Die belastete Platte wird
hydraulisch in genau definierte Schwingungen versetzt.
Ein einzelnes, als Sweep bezeichnetes Quellensignal
dauert 10 - 20 sec und hat die Form einer
frequenz- und amplitudenmodulierten Sinusschwingung.
Meist wählt man einen linearen Frequenzanstieg von
beispielsweise 10 Hz auf 60 Hz und eine gleichförmige
oder auch nicht lineare Dämpfung der Amplituden
an beiden Enden des Signals. Vibratoren werden
in Gruppen von 2 - 4 synchron arbeitenden Fahrzeugen
eingesetzt um den Energieeintrag zu erhöhen.
Eine geeignete Anordnung der einzelnen Fahrzeuge
ermöglicht es zudem, die Ausbreitung von störenden
Oberflächenwellen (ground roll) in Profilrichtung
einzuschränken (Kap. 3.6).
**) Trademark of Continental Oil Comp.

NAGRA NTB 84-15 - 24 -
Ueber ein bedeutend längeres Zeitintervall verteilt
wird durch den Vibrationssweep in einem breiten
Frequenzband ebenso viel seismische Energie abgestrahlt
wie durch den kurzzeitigen heftigen
Sprengimpuls. Die Signaldauer ist nun aber wesentlich
länger als der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender
Reflexionen und sogar länger als die
beobachteten Reflexionszeiten (bis ca. 4 sec).
Dies bedingt eine besondere Aufbereitung der
empfangenen Reflexions seismogramme , die in Figur 7
erläutert wird.
Jede Grenzfläche im Untergrund erzeugt mit der
zeitlichen Verzögerung t n eine Kopie des Quellensignals
q(t), deren Amplitude und Polarität vom
Wert bzw. Vorzeichen des Reflexionskoeffizienten
R(t n ) abhängt. Aus dem Blickwinkel der Reflexionsseismik
betrachtet wird der Untergrund unter einem
CMP durch die zeitlich gestaffelte Abfolge der
Reflexionskoeffizienten, der sog. Ref1ektivitätsfunktion
R{t), charakterisiert. Vernachlässigt man
Ausbreitungs- und Transmissionsverluste (Kap. 3.1),
entspricht R(t) der Impulsantwort des linearen
Systems "Erde". Daraus folgt, dass das idealisierte
Reflexions seismogramm V(t) durch die Fa1tung (Konvolution)
des Quellensignals q(t) mit der Reflektivitätsfunktion
R(t) dargestellt werden kann:
oder, als Summe geschrieben
V(t) = R(t) * q(t) (3.6)
(3. 7 )
Bei der Vibroseismik entsteht durch Interferenz der
einander überlappenden Kopien des Sweeps (Quellensignal)
ein äusserst kompliziertes Summensignal
oder "Vibrogramm", in dem ke ine Re flexions einsätze
zu erkennen sind. Sie werden erst nach der Korre-
1ation mit dem Sweep wieder sichtbar. Durch den
Korrelationsprozess wird das Vibrogramm auf Kohärenz
mit dem Sweep überprüft oder, anders ausgedrückt,
das Verfahren sucht und markiert Einsätze
des bekannten Quellensignals. Die Korrelation
entspricht der Faltung von V(t) mit dem am Zeitnullpunkt
gespiegelten Sweep q(-t):
S (t) = V (t) * q ( -t) = R (t) * q (t) * q ( -t)
= R(t) * ~qq(t)
= ~ R(tn ) ~qq(t-tn)
(3.8)

NAGRA NTB 84-15 - 25 -
DYNAMIT - METHODE
VIBROSEIS -
METHODE
~~
() TNT }I----~~
QUELLEN -
SIGNALE
)
R 2
I
-f\r--
I
I
I
I
t n
FUNKTION
VIBROGRAMM
SEISMOGRAMME
REFLEKTIVITÄTS­
ELEMENTAR­
SIGNALE
"WAVELETS"
R 1
~----~I --~----------~>t
KORRELATION
+
I
I
I
I
I
I
t n
R 2
MIT SWEEP
AUTOKORRELATION
DES SWEEPS
Figur 7:
Messmethode: VIBROSEIS-Que11e

NAGRA NTB 84-15 - 26 -
~qq(t), die Autokorrelationsfunktion des Sweeps,
ist ein kurzes, symmetrisches (zero phase) Signal,
das bei t = t n sein Maximum erreicht und so anstelle
des asymmetrischen sprengseismischen Quellensignals
die Reflektivität R(t) abbildet.
3.6 Aufzeichnung
Die Aufzeichnungseinheit der reflexionsseismischen
Auslage ist die Geophongruppe (Station). Sie besteht
aus 10 - 20 individuellen Aufnehmern, deren
Ausgangssignale addiert werden (Fig. 8a). Als Aufnehmer
dienen Tauchspulengeophone, die, vergleichbar
mit einem Miniaturseismometer, Bodenbewegungen
in elektrische Signale umsetzen. Sie sind sehr
einfach aufgebaut. Als Ruhemasse wirkt die Spule
selbst, die federnd aufgehängt in das Feld eines
Permanentmagneten eintaucht. Durch die Relativbewegung
zwischen dem fest mit dem Gehäuse verbundenen
Magneten und der Spule wird eine Spannung induziert,
die der Geschwindigkeit der Bodenbewegung (nicht zu
verwechseln mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der
seismischen Wellen) proportional ist.
Die modernsten heute angebotenen Registrierapparaturen
sind Telemetriesysteme. Sie unterscheiden
sich von älteren Anlagen dadurch, dass die kumulativen
Signale einer Geophongruppe nicht mehr analog
dem Registrierwagen zugeleitet, sondern an Ort und
Stelle in Stationsboxen vorverarbeitet werden. Die
Stationsbox enthält u.a. vom Signalniveau gesteuerte
Verstärker, Hochpass-Tiefpass- und Kerbfilter
sowie einen Analog/Digitalwandler. Das Signal wird
mit einem Digitalisierungsintervall von 2 - 4 ms
abgegriffen und im Multiplexverfahren in den Registrierwagen
überspielt.
Der Grund für die Verwendung von Geophongruppen anstelle
von empfindlicheren Einzelinstrumenten ist
die Möglichkeit, durch eine geeignete Anordnung der
Komponenten einer Gruppe Störsignale selektiv zu
unterdrücken. Im einfachsten Fall besteht das Auslegemuster
oder der Geophonarray aus einer Linie in
Profilrichtung (eindimensionaler Pattern). Für alle
Wellenlängen, die nicht wesentlich länger sind als
die Gesamtlänge der Gruppe, wirkt diese Anordnung
als Filter, was leicht einzusehen ist, wenn man
sich den Durchlauf einer Helle veranschaulicht,
deren Länge gerade der Gruppenlänge entspricht. In
diesem Fall registriert jeweils die eine Hälfte
der Geophone eine Bodenbewegung in der einen und
die andere Hälfte eine Bewegung in der anderen

NAGRA NTB 84-15 - 27 ~
0) GEOPHONGRUPPE ( STATION)
TAUCHSPULENGEOPHON
~
STATIONSBOX
999999 999999 ~~----7
b) """"~"'IIIII
GEOPHONGRUPPE ALS WELLENLÄNGENFILTER
I< A*------------------~)~I
I
STÖRSIGNAL
~-----J~
A
sin cP
OBERFLÄCHE
==-- -­ -- --- ---
==- ---
------ --- ------
()
-----
REFLEXION
c)
FILTERKURVE
(
18 GEOPHONE I GRUPPENLÄNGE 50 M )
0
-10
-20
-30
III
"0
(.!)
z
:::>
u..
0..
:E
:«
0
-40
300
200 100 50 25 0
WELLENLÄNGE (m)
-50
Figur 8:
Messmethode: Aufzeichnungssystem

NAGRA NTB 84-15 - 28 -
Richtung. Die Ausgangsspannungen kompensieren sich
durch destruktive Interferenz. In der Regel wird
die Gruppenlänge so gewählt, dass die von der
Quelle ausgehenden und sich entlang der Oberfläche
ausbreitenden Oberflächenwellen (der IIground roll")
möglichst weitgehend unterdrückt werden. Der Gruppenfilter
ist dann auch gegenüber anderen kurzwelligen
und mehr oder weniger parallel zur Profilrichtung
einfallenden Störsignalen wirksam. Die
Wellenlängen der aus dem Untergrund auftauchenden
Reflexionen sind mit 30 -
100 m im allgemeinen
kürzer als die der Oberflächenwellen; bedingt
durch das steile Auftauchen wird aber, wie in
Figur 8b erläutert, an der Oberfläche nicht die
wahre Wellenlänge A, sondern die scheinbare Wellenlänge
A* beobachtet. Sie wächst mit dem Einfallswinkel
der Wellenstrahlen und wird im Grenzfall
für senkrechtes Einfallen unendlich gross. Steil
auftauchende Reflexionen werden daher vom Geophonarray
kaum gedämpft; die Ausgangsspannungen addieren
sich durch konstruktive Interferenz. Figur 8c
zeigt als Beispiel die Filterkurve einer 50 m
langen, mit 18 Geophonen besetzten Gruppe.
Auf ähnliche \veise wie auf der Empfangsseite durch
Geophonarrays eine gerichtete Empfindlichkeit erreicht
wird ist auf der Senderseite eine, bis zu
einem gewissen Grad, gerichtete Emission seismischer
Energie möglich. Dazu werden die 3 oder mehr
Vibratoren zu einem Quellenarray zusammengefasst,
der beispielsweise Oberflächenwellen bereits an
ihrem Ursprung dämpft. Die Gesamtcharakteristik
des Systems erhält man durch Addition der Dämpfungswerte
der Geophon- und Quellenfilterkurven.
3.7 Felddispositiv
Die im Feld angewandte Arbeitstechnik wird in
Figur 9 an einem konkreten Beispiel erläutert. Das
Grunddispositiv für den Messvorgang an einem Vibrationspunkt
ist eine geteilte Auslage (split spread)
mit 144 aktiven Stationen im Abstand von 20 mund
einem zentralen Fenster von 80 m Länge (3 Stationen).
Di e Vibratorgruppe im Zentrum de rAuslage
wird so aufgestellt, dass die Grundplatte des
mittleren Fahrzeuges direkt auf dem Vibrationspunkt
liegt. Der Vibrationssweep wird über Funk vom Registrierwagen
ausgelöst. Im allgemeinen wiederholt
man an jeder einzelnen Station den Sweep mehrmals
und kumuliert die Signale durch Stapelung, um das
Signal/Rauschverhältnis zu verbessern (ll vertical ll
stacking) .

NAGRA NTB 84-1 5 - 29 -
0) GRUNDDISPOSITIV MIT 144 STATIONEN
WI!I~"I~"I~"I~l!lw"w"I~"I~II!~"'w"w"IW"'~I!I~I __________ ~7~ ~ ~ ~ 7LI3 ____________________ ~144
I
'(
80m
<
2920m
STATIONEN
• • •
• • •::::: :~:::: ::: ~ ::::: :::J:::::·· ·
I
I
I~
VIBRATIONSPUNKTE
b) "ROLL ALONG" AUFNAHMETECHNIK
101
I
101
I , , , , , ,
\103
\J
, ,
\
\
\
\105
\I
\
\
\
\
\
173
r
268 STATIONEN AUSGELEGT
177 249
I \
,
r
\,
175 179 251
I \
\
177 r
181
!
\
\
-----7
\
'253
I \
\
\
\
MESSFORTSCHRITT
2.5 - 3 KM/TAG
368
I
\
Figur 9:
Messmethode: Felddispositiv (Beispiel Linie
8 2-NF-l 0)

NAGRA NTB 84-15 - 30 -
Der Messvorgang wiederholt sich an jedem Vibrationspunkt
im Abstand von 40 m, wobei das Grunddispositiv
nicht verändert wird. Da der Transport
von Geophongruppen vorn einen Ende der Auslage zum
anderen den Messfortschritt erheblich verlangsamen
würde, müssen mehr als die pro Vibrationspunkt
gebrauchten 144 Stationen ausgelegt werden. Im
vorliegenden Fall wurden für jeden Arbeitstag 268
Stationen vorbereitet, die nach Bedarf aktiviert
(eingeschaltet) werden können. v'lährend sich die
Vibratorgruppe um 40 m zum nächsten Vibrationspunkt
verschiebt, werden, vom Messwagen aus programmgesteuert,
jeweils zwei Stationen am hinteren Ende
der zwe i Halbauslagen abgeschaltet und am vorderen
Ende zwei Stationen zugeschaltet (flroll-alongfl­
Technik) .
3.8 Statische Korrekturen
Die Variation der Geländehöhe und die unterschiedlichen
Hächtigkeiten und Geschwindigkeiten der
oberflächennahen Lockergesteine bewirken unregelmässige
Verzögerungen der Reflexionseinsätze
entlang der seismischen Messlinie. Ohne Korrekturen
würde nicht nur der Verlauf der Reflektoren
auf der seismischen Sektion verfälscht abgebildet
(Fig. 10), sondern auch die für den Erfolg der
Mehrfachstapelung entscheidende Kohärenz der Spuren
einer CMP-Gruppe zerstört (Kap. 3.3). Schon geringe
Laufzeitverzögerungen von wenigen ms führen zu
einern Verlust an Auflösungsvermögen durch die
Auslöschung der hochfrequenten Reflexionseinsätze
auf den gestapelten Spuren.
Eine gute Abbildungsqualität kann deshalb nur dann
erwartet werden, wenn auf jedes registrierte Seismogramm
eine Laufzeitkorrektur angewendet wird, die
den Effekt der Geländehöhe und der oberflächlichen
Auflockerungszone ("weathering layer") sowohl auf
der Quellen- wie auf der Empfängerseite möglichst
präzise berücksichtigt. Durch die statischen Korrekturen
(" stati sch ", da sie im Gegensatz zu den
"dynamischen" Korrekturen von der Reflexionszeit
unabhängig sind7 Kap. 3.3) werden alle Seismogramme
auf ein gemeinsames, meist ebenes Referenzniveau
(Seismic Reference Datum, SRD) bezogen. Dies geschieht,
indern man das aufgelockerte Material
rechnerisch bis zum anstehenden Fels abträgt (negative
Laufze itkorrektur) und dann den Raum zwi schen
dieser Korrekturbasis und dem Referenzniveau durch
ein Medium mit einer meist konstant gewählten Korrekturgeschwindigkeit
V c (v; 3000 m/s) auffüllt
(positive Laufzeitkorrektur). Geländeabschnitte,

NAGRA NTB 84-15
- 31 -
TOPOGRAPHIE
OBERFLÄCHENNAHE LOCKERGESTEINE
UND VERWITTERUNGSZONE
HORIZONTALER REFLEKTOR (R)
ABBILDUNG OHNE STATISCHE KORREKTUREN:
R
SRD - -- - -- - -------------
R
BASISDATEN FÜR DIE BERECHNUNG STATISCHER KORREKTUREN:
I. VERMESSUNG (x, y, z KOORDINATEN)
2. MÄCHTIGKEIT UND GESCHWINDIGKEITEN
DER AUFLOCKERUNGSZONE
AUFZEITMESSUNGEN
REFRAKTIONSSEISM IK
Figur 10:
Messmethode: Statische Korrekturen

NAGRA NTB 84-15 - 32 -
die über dem Referenzniveau liegen, werden durch
eine den wahren Geschwindigkeiten entsprechende
negative Laufzeitkorrektur abgetragen. Das Ergebnis
der statischen Korrekturen sind im Idealfall jene
Laufzeiten, die auf einer ebenen horizontalen
Fläche über konsolidiertem Gestein beobachtet
worden wären.
Die Berechnung der Korrekturen setzt voraus, dass
die Lage jeder Station vermessen und die Tiefe und
Geschwindigkeitsverteilung der Auflockerungszone
entlang dem seismischen Profil bekannt ist. Diese
Daten werden im Feld von unabhängig operierenden
Einheiten des seismischen Messtrupps beschafft. In
den meisten Fällen verwendet man eine Kombination
von Aufzeit- und Refraktionsmessungen, um kontinuierliche
"Korrekturprofile ll
der Auflockerungszone
zu konstrieren.
Von der Aufzeitgruppe (AZ-Gruppe) werden, im Abstand
von 3 - 4 km, mit einem mobilen Gerät Bohrungen
bis in den konsolidierten Felsuntergrund
abgeteuft. Sie dienen der direkten Tiefen- und
Geschwindigkeitsbestimmung. Die Geschwindigkeitsfunktion
erhält man aus Messungen der Auftauchzeit
von seismischen vvellen, die durch kleine Sprengladungen
in regelmässig abgestuften Tiefen angeregt
werden. Ergänzt werden diese lokalen Aufnahmen
durch Refraktionsmessungen der Nah1iniengruppe (WZ­
Gruppe) im Abstand von jeweils ca. 1 km zwischen
den Aufzeitbohrungen (Kap. 3.2). Alle Tiefen- und
Geschwindigkeitsdaten werden dann, unter Zuhilfenahme
von lokaler geologischer Information, interpoliert
und zusammen mit den topographischen Daten
der Vermessungsgruppe als kontinuierliches, mit
Intervallgeschwindigkeiten belegtes Schichtprofil
der Auflockerungszone dargestellt. Auf der Basis
dieses Profils können schliesslich für jede Station
und jeden Vibrationspunkt individuelle statische
Korrekturen berechnet werden.
Häufig werden die im Feld ermittelten Grundkorrekturen
in der Processingphase noch verfeinert. Die
meisten Methoden zur Bestimmung von residua1en statischen
Korrekturen beruhen entweder auf der Ersteinsatzanalyse
der Vibrosei s-Daten (liRe fr akt ionsinterpretation"
) oder auf der Glättung der dynamisch
korrigierten Reflexionshyperbeln durch minimale
Zeitverschiebungen der Spuren einer CMP-Gruppe
(Kap. 3.3).

NAGRA NTB 84-15 - 33 -
3.9 Datenverarbeitung
Nach Abschluss der Feldarbeiten werden die auf Magnetband
gespeicherten Daten in einem spezialisierten
Rechenzentrum schrittweise zu einer fertigen
seismischen Sektion verarbeitet. Die Datenverarbeitung
ist ein interaktiver Prozess, der immer
wieder unterbrochen und aufgrund von Zwischenresultaten
beurteilt und entsprechend gesteuert
wird. Dabei können nach Bedarf verschiedene Verfahren
und Rechenprogramme zur Datenanalyse und
zur Lösung von speziellen Problemen eingesetzt
werden. Sie werden hier nicht weiter diskutiert.
Die nachfolgende Liste gibt lediglich einen Ueberblick
über die Standard-Prozeduren, die im vorliegenden
Fall auf alle Daten angewendet wurden. (CGG­
Programme sind mit * gekennzeichnet).
1. Korrelation mit dem Sweep (Kap. 3.5)
2. Rekonstruktion der "wahren" Amplituden (true
amplitude recovery; TAR). Ein Prozess, der die
folgenden Effekte näherungsweise kompensiert:
- die variable, vom Signalniveau gesteuerte
Verstärkung
- die zeitabhängige Amplitudenabnahme durch die
sphärische Expansion der Wellenfront
- die in erster Näherung ebenfalls zeitabhängige
~mplitudenabnahme durch Absorbtionsund
Transmissionsverluste (Kap. 3.1).
3. Editieren von schlechten Schüssen und/oder
schlechten Spuren.
4. Neuordnen der Daten nach CMP's (Kap. 3.3).
5. Dekonvolution. Allgemein die Anwendung eines
inversen Filters, um damit die unerwünschte
Wirkung einer anderen Filteroperation rückgängig
zu machen. Unerwünscht sind viele der
unvermeidlichen Filteroperationen, die bei der
realen Abbildung der Reflektivitätsfunktion
als Reflexionsseismogramm eine Rolle spielen
(Kap. 3. 5 ) .
Im Zeitbereich wird eine Filteroperation durch
Falt ung oder Konvolution von zwei digitalen
Signalen realisiert. Das Konvolutionsmodell
geht davon aus, dass die beobachtete seismische
Spur durch Faltung eines Elementarsignals mit
der Reflektivitätsfunktion zustande kommt. Dieses
Elementarsignal oder Havelet kann selbst

NAGRA NTB 84-15 - 34 -
wieder als Produkt von mehrfachen Faltungsoperationen
dargestellt werden. Die wichtigsten
Komponenten sind das Quellensignal und weitere
Terme, welche die Absorbtion, den Entstehungsmechanismus
von Mehrfachreflexionen und die
Uebertragungscharakteristik der Aufzeichnungsgeräte
berücksichtigen.
Bei der Dekonvolution sucht man das inverse
Havelet, also denjenigen Filteroperator, der,
mit der seismischen Spur gefaltet, die aus
Delta-Impulsen aufgebaute Reflektivitätsfunktion
rekonstruiert (Fig. 7). Da wirkliche Daten
eine beschränkte (Frequenz) Bandbreite haben,
die Form des Havelets nicht bekannt ist und
sich überdies als Funktion der Reflexionszeit
ändert, wird dieses Ziel nie vOllständig
erreicht. Trotzdem können unter bestimmten Annahmen
aus den Autokorrelierten der registrierten
Spuren inverse Filteroperatoren berechnet
werden, die gewisse Typen von multiplen Einsätzen
eliminieren, das Havelet verkürzen oder
ihm allgemein eine gewünschte verbesserte Form
gebe n . Mi t de r Ve rk ür z un g de s \'Va v eIe t s (bz w .
dem Ausebnen des Amplitudenspektrums) wird eine
höhere Auflösung erreicht, die allerdings nicht
beliebig gesteigert werden kann, da gleichzeit
ig der Rauschpegel wächst.
Die gängigen Dekonvolutionsverfahren für Impuls
seismik basieren au f der sog. "Minimum
Phase "-Annahme , d.h. sie setzen voraus, dass
die Energie des einseitigen Elementarsignals
an dessen vorderem Ende konzentriert ist, und
dass alle durchlaufenen Filter die Energie des
Elementarsignals minimal verzögern, also ebenfalls
"Minimum Phase"- oder "Minimum Delay"­
Eigenschaften haben. Die erste Voraussetzung
ist beim symmetrischen "Zero Phase"-Wavelet
der Vibroseimik mit Sicherheit nicht erfüllt,
was die direkte Anwendung des Verfahrens problemati
sch macht (Verlust der Pha sen-Information)
.
Im vorliegenden Fall wurde alternativ das
zeitvariable Filterprogramm TVDEF* eingesetzt.
TVDEF* ebnet mit einem gleitenden Fenster das
Amplitudenspektrum aus, ohne dabei die Phase
des Signals zu beeinflussen (zero-phase filtering).
6. Statische Korrekturen (Kap. 3.8); von der Basis
der Auflockerungszone bis zu einer geglätteten
Oberfläche (datum-plane for computation, DPC).

NAGRA NTB 84-15 - 35 -
7. Geschwindigkeitsanalyse (VSCAN*-constant
velocity stacks, Kap. 3.3).
8. Interpretation der VSCAN*-Abspielungen, Ableitung
von Stapelgeschwindigkeitsfunktionen
und einem konstanten oder entlang dem Profil
variablen "Muting"-Muster. Beim Muting werden
die Spuren jeder CMP-Gruppe bis zum Eintreffen
der ersten nutzbaren Reflexionseinsätze null
gesetzt. Das "Muting"-Muster definiert den
Auslöschungsbereich in der x-t-Ebene; also
abhängig von Zeit und Quellenentfernung (offset)
.
9. Dynamische- (NMO) Korrekturen (Kap. 3.3) und
Muting.
10. Statische Korrekturen (Kap. 3.8); von der geglätteten
Oberfläche (DPC) bis zum seismischen
Referenzniveau (SRD) mit einer konstanten Korrekturgeschwindigkeit
von 3000 m/s.
11. Automa tische res id uale Statikko rrekt uren
(Kap. 3.8) durch Glättung der dynamisch korrigi
ert en Re fl exi onshype rbe In (S AT AN* ) .
12. Stapeln der CMP-Gruppen (Kap. 3.3).
13. Bandpass-Filterung (9 - 65 Hz).
14. Addition von jeweils 2 benachbarten Spuren, um
bei der Darstellung der Sektionen im Massstab
1 : 25'000 den Spurabstand zu vergrössern.
15. Amplitudennormierung
16. Analogdarstellung der gestapelten Sektionen in
Linien/Flächenschrift.
17. Migration (Kap. 3.4).

NAGRA NTB 84-15 - 36 -
4 PLANUNG DES MESSPROGRAMt,1S
4.1 Anlage- der Messlinien
Ausgangspunkt bei der Planung des in Figur 11 dargestellten
Messnetzes war der Entschluss, die schon
feststehenden neun Sondierbohrstandorte erster
Priorität durch seismische Linien zu verbinden.
Durch diese Verbindungslinien sollte grossräumig
die Struktur zwischen den Bohrstandorten erfasst
und zugleich eine Beziehung zwischen den Bohrungen
hergestellt werden. Formationsgrenzen, deren Teufen
erbohrt und deren seismische Erscheinungsbilder
aufgrund bohrlochgeophysikalischer Messungen bekannt
sind, können Reflexionsbänder auf der seismischen
Sektion zugeordnet und dann zwischen den
Bohrungen verfolgt bzw. über diese hinaus extrapoli
ert we rden.
Natürlich gibt es zwischen neun Fixpunkten eine
Vielzahl möglicher Verbindungslinien. Die Freiheit
der Linienwahl wurde aber durch eine Reihe von \
Anforderungen eingeschränkt, die zum Teil mit der
Messtechnik zusammenhängen, zum Teil aber auch beachtet
wurden, um spätere Schwierigkeiten bei der
Interpretation der Daten zu vermeiden. Die folgende
Aufstellung erläutert einige Planungsleitlinien,
die weitgehend respektiert und nur dort unterschiedlich
gewichtet wurden, wo ihre konkrete
Anwendung auf v'lidersprüche führte. Angestrebt
wurde:
- Die vorzugsweise Orientierung der Profile parallel
oder senkrecht zum vermuteten Streichen
grosstektonischer Einheiten (Dip- oder Strike­
Linien). Dies ist eine Voraussetzung für die
saubere Migration in der Fallrichtung (Korrektur
der "verzerrten" Abbildung nicht horizontaler
bzw. diskontinuierlicher Reflektoren (vgl. Kapitel
3.4). Die Definition von Bruchsystemen, die
ungefähr der Streichrichtung folgen, wird auf den
dazu senkrecht stehenden Dip-Linien verbessert.
- In sich geschlossene Netzmaschen. Sie ermöglichen
eine Rundumkorrelation kontinuierlicher Reflexionsbänder
und damit die Kontrolle der Interpretation
am Ausgangspunkt.
Eine grössere Ueberdeckungsdichte in den Sondierbohrgebieten.
Alle Profile wurden 2 - 3 km über
die Bohrstandorte hinaus weitergeführt, um auch
den Zielen der ursprünglich geplanten und in den
Sondiergesuchen beschriebenen lokalen Messungen
(Vibroseiskreuzprofile) gerecht zu werden.

NAGRA NTB 84-15 - 37 -
o
1:250000
5 10km
Planunterlage: Landeskartel: 500'000, vergrössert
Reproduziert mit Bewilligung der Eidg. Landestopographie vom 22.2.1980
PROBEBOHRUNG: 3 I

NAGRA NTB 84-15 - 38 -
- Ein geradliniger Verlauf der Profile. Diese Forderung
ist in dicht besiedeltem und topographisch
kompliziert strukturiertem Gelände nie ganz zu
erfüllen. Wenn die Geophonauslage aber so gewählt
wird, dass sich nur über kurze Abschnitte (gemessen
an der Länge der Auslage) einseitige Abweichungen
vorn Idealverlauf ergeben, kann z.B. durch
SLALOM LINE*-Processing eine fast gerade Messlinie
rekonstruiert werden.
- Eine minimale Profil länge von 7 - 8 km. Kürzere
Profile sind nicht ökonomiscp, da die nutzbare
Profillänge durch Randeffekte (abnehmende Mehrfachüberdeckung,
Migrationsnoise) mit der Tiefe
zunehmend eingeschränkt wird.
- Ein Linienverlauf, der die oberflächennahen geologischen
Verhältnisse berücksichtigt. Heterogen
aufgebaute und wenig konsolidierte Lockergesteinsschichten
(quartäre Trogfüllungen usw.)
haben einen negativen Einfluss auf die Datenqualität.
Deshalb wurden bei der Linienplanung
Talränder und anstehender Fels soweit möglich
bevorzugt.
- Eine optimale Anpassung an das Geländerelief.
Niveauunterschiede im Gelände bewirken positive
oder negative Laufzeitunterschiede relativ zu einern
gewählten ebenen Referenzniveau. Sie werden
zwar als Teil der statischen Korrekturen berücksichtigt7
die Korrektur ist aber schon wegen den
nicht lückenlos bekannten, oberflächennahen Geschwindigkeiten
nicht beliebig genau. Um KorrekturfehIer,
die sich besonders auf die Qualität
der Stapelung auswirken, so klein als möglich zu
halten, wurde versucht, steilen Geländestufenund
Gebieten mit einern schroffen Relief auszuweichen.
- Die Umgehung von bebauten Zonen. Bei der Festlegung
der Vibratorroute muss zu Häusern und
anderen rissgefährdeten Kunstbauten ein Sicherheitsabstand
von mind. 20 m eingehalten werden.
Auch Wasserleitungen unter Dorf- und Quartierstrassen
können unter ungünstigen Umständen
beschädigt werden. Damit fällt der grösste Teil
der öffentlichen Strassen und Hege in Ortschaften
und Randgebieten als mögliche Messstrecken ausser
Betracht. Wenn keine Ausweichrouten gefunden
werden, muss ein signifikanter Ausfall von
Vibrationspunkten und damit eine Verschlechterung
der Datenqualität in Kauf genommen werden.

NAGRA NTB 84-15 - 39 -
Die Detailplanung des Linienverlaufes (Geophonauslage,
Vibratorfahrroute, Aufzeitbohrungen) auf
Landeskarten 1 : 25 1 000 erfolgte nach Konsultationen
mit einem beratenden Geologiebüro und nach
der ersten Rekognoszierung im Feld, an der neben
dem technischen Leiter der Kampagne auch die Chefs
des Messtrupps der Vermessungs- und der Permittinggruppe
teilnahmen (Kap. 5.1.1). Figur 12 zeigt als
Beispiel einen Ausschnitt aus dem Kartenblatt,
1 070, Ba den.
Die Bezeichnung der Profillinien wurde nach dem
folgenden Schema vorgenommen:
Beispiel: Linie 82-NF-10.
82: Jahr der Aufnahme
N: Nagra-Linie
F: Linie im vermuteten Fallen der Grundgebirgsoberfläche
(Dip-Linie)
S: Linie im vermuteten Streichen (Strike-Linie)
X: beliebig orientierte Linie
10: Profilnummer. Die Numerierung erfolgte ansteigend
von H nach E bzw. S nach N in Zehnerschritten.
Weitere Linien können so später in
das Schema eingefügt werden.
4.2
4.2.1
Technische Auslegung
Grundsätze
Die Wahl der Aufnahmeparameter erfolgt abhängig
von der Zielsetzung der Messkampagne (Tiefe der
Zielhorizonte, Ansprüche an das Auflösungsvermögen,
usw.), den messtechnisch relevanten Eigenschaften
des Untersuchungsgebietes (Relief, tektonische Komplexität,
Bebauung, Wegverhältnisse, Bodenunruhe,
usw.) und den verfügbaren technischen Mitteln
(Registrierapparatur). Da sich die Feldparameter
sehr direkt auf die Kosten auswirken, muss in den
meisten Fällen ein Kompromiss zwischen der technisch
wünschbaren und einer ökonomisch noch vertretbaren
Lösung gesucht werden.
Mit der Wahl einer relativ langen Auslage und
einer tiefen Start frequenz des Sweeps wurden die
Messparameter nicht ausschliesslich auf das mesozoische
Schichtpaket (300 - 1500 m), sondern auch
auf grössere Tiefen ausgelegt. Die wenigen vorhandenen
seismischen Daten gaben zwar keine Hinweise
auf Reflexionen aus dem submesozoischen Sockelbereich,
was aber nicht bedeuten musste, dass sie

NAGRA NTB 84-15 - 40 -
Geophonauslage
Vi b ratorfa h rstrecke
o Aufzeitbohrung
o Nagra Sondierbohrung
o
- --
I: 25000
Ikm
Figur 12:
Detailplanung der Messlinien
(Massstab 1 25'000, Ausschnitt)

NAGRA NTB 84-15 - 41 -
zum vornherein ausgeschlossen werden konnten. Für
untiefe Reflexionshorizonte sind lange Schussdistanzen
ungünstig. Dieser Nachteil wirkt sich aber
bei einer dichten Belegung der Messlinie nicht
aus, da später die Möglichkeit besteht, bei der
Stapelung auf die weiter entfernten Spuren zu verzichten
und so eine kürzere Auslage zu simulieren
(Partielle Stapelung). Die erwartete komplexe
Struktur im Bereich des Faltenjura verlangte ein
dichtes Abtast- bzw. Reflexionspunktintervall und
damit kurze Geophongruppen-(Stations) Abstände.
Gibt man den Stationsabstand L\ S vor, so folgt
aus der Formel für die Mehrfachüberdeckung C:
c
N • 68
2 . 6Q
( 4. 1)
dass ein hoher Ueberdeckungsgrad erreicht werden
kann, indem entweder N, die Zahl der Stationen
gros s, oder 6 Q, der Abstand der Vibrationspunkte
klein gewählt wird. Da pro Tag nicht mehr als
80 - 100 Vibrationspunkte vermessen werden können,
wirkt sich eine Verringerung des Vibrationspunkteabstandes
unmittelbar auf den Messfortschritt und
damit annähernd invers proportional auf die Kosten
der Kampagne aus. Die Zahl der Stationen kann
dagegen innerhalb der technischen Grenzen der
Registrierapparatur erhöht werden, ohne dass die
t-1ehrkosten ins Gewicht fallen. Deshalb war ein 196-
Kanal-Telemetriesystem eine wichtige praktische
Voraussetzung für die Realisierung einer hohen
Mehrfachüberdeckung bei gleichzeitig geringem
Stationsabstand und die Verfügbarkeit eines solchen
Systems hatte einen wesentlichen Einfluss auf die
\Iahl der Kontraktorfirma, die mit den t-1essungen
beauftragt wurde. Um ziv~lisationsbedingte St5rquellen
soweit als möglich auszuschalten, wurde
entschieden, alle eigentlichen Messarbeiten nachts
zwischen 20:00 und 06:00 auszuführen. Systematische
Aufzeichnungen der Bodenunruhe während den
refraktionsseismischen Messungen 1981 ergaben für
diese Zeit einen erheblich niedrigeren seismischen
Störpegel, der es gerechtfertigt erscheinen liess,
gewisse operationelle Probleme, die sich aus der
Nachtarbeit ergeben, in Kauf zu nehmen.

NAGRA NTB 84-15 - 42 -
4.2.2 Testmessungen
Nicht alle Messparameter leiten sich unmittelbar
aus der Zielsetzung oder aus Erfahrungswerten ab.
Ein Teil muss durch praktische Versuche im Feld
optimiert werden, besonders wenn es sich um die
erste Messkampagne in einem neuen Untersuchungsgebiet
handelt und keine älteren Daten zu Vergleichszwecken
herangezogen werden können. Das
Ziel der Testmessungen, die am 8. und 9.2.1982 in
der Ebene von Kleindöttingen (unteres Aaretal)
durchgeführt wurden, war die experimentelle Bestimmung
der folgenden Grössen:
- Untere Grenzfrequenz des Sweeps (Frequenzanalyse)
- Charakteristik der von der Quelle ausgehenden,
kohärenten Störenergie (noise test shooting)
- Dauer und Anzahl der Sweeps pro Vibrationspunkt
("vertikale" Stapelung des Quellensignals)
- Zentrales Fenster der geteilten (split-spread)
Auslage
- Abstand zwischen den Vibratoren
- Länge der Vibra torgruppe
- Länge der Geophongruppen.
Die Ergebnisse der Testmessungen werden im ·Operations
Report" der CGG ausführlich diskutiert. Als
wichtigste Komponente der quelleninduzierten Störenergie
erwies sich im Entfernungsbereich bis ca.
1000 mein Groundroll-Signal (Oberflächenwelle)
mit einer Geschwindigkeit von ca. 800 mls und
einer Wellenlänge von ca. 60 m (Typ A). Wie die
in Figur l3a dargestellte Filterkurve zeigt, wird
dieses Störsignal von der Kombination einer 36 m­
Quellengruppe und einer 50 m-Geophongruppe sehr
wirkungsvoll unterdrückt. Auf der anderen 'Seite
war aber zu berücksichtigen, dass hochfrequente,
flach auftauchende Reflexionen von untiefen Horizonten
durch die relativ langen Geophongruppen am
entfernten Ende der Auslage praktisch ausgelöscht
werden. Da schwierig abzuschätzen war, wie sich
diese erwünschten und unerwünschten Effekte in
Funktion der Zieltiefe letztlich auf die Datenqualität
auswirken würden, wurde versuchsweise
für die Linien 82-NS-80 und 82-NX-40 eine 25 m
Geophongruppe mit der in Figur l3b dargestellten
Charakteristik gewählt. Auf eine Verschiebung der
Vibratorfahrzeuge zwischen einzelnen Sweeps an

NAGRA NTB 84-).5 "':'" 43 -
0) 0
-10 ~
\
\ 0~
CD
0
~
-20
LL
CL
:E
:

NAGRA NTB 84-15 - 44 -
einern Vibrationspunkt wurde verzichtet, obwohl
sich dadurch, wie die Tests gezeigt haben, eine
geringfügig bessere Unterdrückung des Typ A-Groundrolls
erreichen läs st. Komplizi erte Sondergruppen
sind nur dann wirklich effektiv, wenn sich das
vorgeschriebene Vibrationsmuster im praktischen
Routine-Messbetrieb auch exakt realisieren lässt.
Dies ist in dichtbebautem, coupiertem Gelände und
unter Berücksichtigung der vorgegebenen Strassen
und Wege nur sehr selten mBglich; besonders wenn
die Messungen, wie im vorliegenden Fall, nachts
durchgeführt werden.
4.2.3
Messparameter
- Aufnahrnegeometrie
Ge opho nau slage (Fig. l4a)
Typ:
Länge:
zentrales Fenster:
Geophongruppen:
Gruppenabstand:
Vibrat ionspunkt e
geteilte Auslage
(spli t-spread)
3650 m
(82-NF-lO: 2940 m)
100 m (82-NF-lO: 80 m)
144
25 m (82-NF-lO: 20 m)
Abstand (Standard): 50 m (82-NF-lO: 40 m)
Abst. An- und Auslauf: 25 m (82-NF-lO: 20 m)
Vert. Stapelung: 8 x (An- und Auslauf:
4 x)
- Mehrfachüberdeckung
Standard:
An- und Auslauf:
36 x (3600 %)
variabel
- Sende seite
Vibratorgruppe (Fig. l4b)
Vibra toren:
Typ:
Aufst eIl ung:
Abstand:
Gruppenlänge :
3 (1 Re se rve )
ME RTZ 10/6 01 A
in Linie
18 m
36 m
Steuersignal (Sweep)
Frequenz:
Dauer:
An- und Auslauf:
(ta per)
11 Hz 61 Hz
(linear ansteigend)
20 s
250 ms

NAGRA NTB 84-15 - 45 -
- Empfangs seite
Geophongruppen (Fig. 14b)
Geophone/Gruppe:
Anordnung:
Abstand:
Gruppeniänge:
18
in Linie
3 m (82-NS-80/
82-NX-40: 1.5 m)
(82-NF-10: 1.15 m)
50 m (82-NS-80/
82-NX-40: 25 m)
(82-NF-10: 40 m)
Geophone
Typ:
Frequenz:
- Registriereinheit
Typ:
Anzahl Ka näle:
Filter:
Aufzeichnungsdauer:
Abtastintervall:
Polarität:
SM 4 U
4 Hz
SERCEL SN 348
(Telemetrieanlage)
144 ( max . 192)
8 - 125 Hz
20 x 4 = 24 s
4 ms
Kompression = pos.
Zahl auf Band
- statische Korrekturen (Feld)
Methode:
Korrekturgeschwi
ndigke i t:
Referenzniveau (SRD):
Aufzeit- und Kurzrefraktionsmessungen
(VT + vvZ)
3000 m/s
500 m.ü.M.
Eine vollständige Beschreibung aller verwendeten
Geräte mit ihren technischen Daten findet sich im
-Land Seismic Supervision Report, Northern Switzer-
1and, 1982 n (interner Nagra-Bericht, 1982).

NAGRA NTB 84-15 - 46 -
0) GEOPHONAUSLAGE (SPREAD)
~
25m
1 r
72
VP
~
73 144
1/
.k 50 ".IE
1775m
3650m l
I I
//
I I I U
1825m
b) SENDER - UND EMPFÄNGERGRUPPEN
36m
1

NAGRA NTB 84-15 - 47 -
5 DURCHFUEHRUNG DER FELD- UND PROCESSINGARBEITEN
5.1 Feldarbeiten: 8.2.1982 - 25.5.1982
5.1.1
Organisation
Träger und Auftraggeber des reflexions seismischen
Messprogramms 82 (SP-82) war die Arbeitsgemeinschaft
der Schweizerischen Geophysikalischen Kommission
(SGPK) und der Nagra. Die SGPK übernahm
als federführender Partner u.a. den Verkehr mit
Behörden und Polizeiorganen und das Einholen von
Bewilligungen auf Stufe Bund und Kanton. Für die
technische Planung und Durchführung war die Nagra
zuständig. Figur 15 gibt einen Ueberblick über die
an der Messkampagne beteiligten Organe und erläutert
schematisch die organisatorischen Zusammenhänge.
5.1.2
Bewilligungen
Laut Bundesratsbeschluss vom 26.8.1981 sind regionale
Messprogramme, die als Bestandte il der IIGeophysikalischen
Landesaufnahme" gemeinsam von der
SGPK und der Nagra durchgeführt werden, von der
Bewilligungspflicht auf Bundesebene befreit. Dies
betrifft im besonderen Bewilligungen unter der
liVe rordnung über vorbereitende Ha nd lungen im Hi n­
blick auf die Errichtung eines Lagers für radioakt
iv e Ab fä 11 eil vom 2 4. 1 O. 1 9 79.
Auf entsprechende Gesuche hin erteilten die IIDirektion
der öffentlichen Bauten des Kantons Zürich ll
mit Schreiben vom 16.2.1982 und das IIBaudepartement
des Kantons Aargau 11 mit Schreiben vom 8.1.1982 der
Arbeitsgemeinschaft eine generelle Bewilligung zur
Durchführung der Messarbeiten auf dem Gebiet der
beiden betroffenen Kantone.
Zusätzlich wurden von der SGPK im Namen der Arbeitsgemeinschaft
bei mehr als 30 Amtsstellen
verschiedene Sonderbewilligungen und Lizenzen beschafft.
Bewilligungen auf Gemeindeebene sowie die
Erlaubnis zum Betreten von Grundstücken und dem
Aufstellen von Messgeräten wurden von der IIPermi t­
tingll-Gruppe (Kap. 5.1.3) eingeholt.

NAGRA NTB 84-15
- 48 -
i M~I~GEMEiN~
1 SCHAFT I
1
SGPK
I
1'--------'
1
I
L: __
NAGRA
L _____ --1
1
SGPK
I
I
I
r---------------.J
I
I
I
I
I
ZENTRUM
SICHERHEITS -
DIENSTE
BAUTRUPP F.
KABELBRÜCKEN
~--~ TRUPPLEITUNG
GRUPPE
KORREKTUR­
VERMESSUNGS­
GRUPPE
MESSGRUPPE
( REGISTR.)
LINIENGRUPPE
(AUSLAGE)
PROC.TEAM
VIBROGRUPPE
GRUPPE (WZ)
BOHRTRUPP
~ __ ~ REFR./ AUFZEIT­
WERKSTATT­
GRUPPE
Figur 15:
Organisationsschema SP-82

NAGRA NTB 84-15 - 49 -
5. 1. 3 Auftragnehmer
- Mit der Ausführung der Feld- und Processingarbeiten
wurde als Hauptkontraktor die Firma
CGG, Compagnie Generale de Geophysique
6, Rue Galvani, B.P. 56
F-9l30l MassyjFrankreich
beauftragt. Die CGG gehört zu den führenden geophysikalischen
Servicefirmen und unterhält in
verschi edenen Te ilen der Welt ständig mehr als
50 seismische Messtrupps. Für die Kampagne in
der Nordschweiz wurde, der Aufgabensteilung entsprechend,
ein Trupp mit angemessenen personellen
und materiellen Mitteln zusammengestellt
( Ka p . 5. 1 . 4 ) .
- Zur Ueberwachung der Feldarbeiten und Qualitätskontrolle
wurde als unabhängiger Vertreter der
Auftraggeber ein Mitarbeiter der Firma
SURCON International (Exp1oration) Ltd.
93 High Street
GB-Esher, Surrey KT 109 QA
j England
eingesetzt. Es gehörte zu seinen Aufgaben, die
Interessen der Auftraggeber gegenliber allen beteiligten
Service-Unternehmen wahrzunehmen und
sicherzustellen, dass die vereinbarten Feldparameter
eingehalten und die in der seismischen
Service-Industrie liblichen Qualitätsnormen beachtet
wurden.
- Die "Permittingtl-Arbeiten wurden dem Büro
PEMES, Inh. Jacques R. Favre
59, rue de Lausanne
1030 BussignyjVD
libertragen. Unter den Begriff "Permitting" fallen
u.a. die folgenden Aufgaben:
1. Orientierung der betroffenen Gemeindebehörden.
Information der Bevölkerung mittels
Postwurfsendungen, Zeitungsinseraten, öffentlichen
Anschlägen und, bei Bedarf, durch die
Organisation von speziellen Veranstaltungen.
2. Einholen der Erlaubnis zum Betreten und zur
kurzzeitigen Benutzung von Grundstücken bei
privaten und öffentlichen Eigentlimern.

NAGRA NTB 84-15 - 50 -
3. Beratung bei der Detailplanung der Messlinie
aufgrund von angeforderten technischen Unterlagen
(Katasterkarten, Pläne der Hasser- und
Fernmeldeleitungen usw.).
4. Verkehrsregelung durch Absprachen mit den
örtlichen Polizeiorganen.
5. Erfassung und Kompensation von Land- und Gebäudeschäden.
Die Firma setzte dafür während den Feldarbeiten
nach Bedarf 2 - 3 Mitarbeiter ein.
- Für die geologische Aufnahme der Aufzeitbohrungen
und die geologische Beratung der Korrekturgruppe
des Messtrupps (statische Korrekturen,
siehe Kap. 3.8) wurde das geologische Büro
Dr. Heinrich Jäckli AG
Limmattalstrasse 289
8049 Zürich
verpflichtet.
- Kurzzeitige Aufträge übernahmen ferner, der Pontonierfahrverein
Baden (Bau von Kabelbrücken über
grössere Flüsse und Autobahnen) und die Firma
PROTECTAS AG (Bewachung der Messlinie, Schutz des
eingesetzten Materials, siehe Kap. 5.1.7).
5.1.4
Messtrupp
Personal
- Truppleitung:
1 Messtruppleiter
2 Administratoren
Ausrüstung
1 Verbindungsfahrzeug
1 Satz Büromaterial
1 Kopiergerät
- Korrekturgruppe:
2 Seismologen
1 Assistent
- Vermessungsgruppe:
3 Vermess ungstechniker
7 Vermessungsgehilfen
2 Fahrer
2 4 x 4 leichte Geländefahrzeuge
1 Satz Vermessungsinstrumente

NAGRA NTB 84-15 - 51 -
- Mes sgruppe
(Registrierzentrale):
5 Messingenieure
2 Messassistenten
- Liniengruppe
(Au slage) :
14 Linienarbeiter
4 Fahrer
- Vibrogruppe:
1 Feldleiter
4 Vibratorfahrer
- Re fr . /Aufzei tgruppe
(vvz) :
1 Messtechniker
1 Sprengme ister
/Fahrer
1 Helfer
1 4 x 4 Registrierwagen
1 SERCEL SN 348 Telemetrie
Registrierapparatur
1 RCV-310 Sweep­
Generator
1 G.U.S. CDX-5 Stacker
1 QUANTUM-Korrelator
(Mod. 24)
1 LIM-Modul (zur simultanen
Registrierung
mehrerer Li nien)
1 SIE ERC 10 Oszillograph
1 MOTOROLA Sende/Empfangs
station
(Sendeleistung 10 W)
4 Kabellastwagen
268 Telemetrie Stationsboxen
15 Spezialboxen (Stromversorgungseinheit,
Rela is-E inhei t,
Sprengseismik-Einheit,
Vibro-Einhei t)
4824 SM-4(B) Geophone
(10 Hz) in 9-45 Ketten
268 Messkabelabschnitte
(je 60 m)
1 Schütteltisch (zur
Ueberprüfung der Geophone
5 Handfunkgeräte
1 4 x 4 Verbindungsfahrzeug
4 ME RZ 1 0/60 lA V ibr a toren
(4 x 4 "buggies")
5 MOTOROLA Sende/Empfang
s stationen
(Sendeleistung 10 W)
1 leichter 4 x 4 Messwagen
1 24-Kanal Registrierapparatur
30 Refraktionsgeophone
1 Satz Messkabel
1 Zündbox

NAGRA NTB 84-15 - 52 -
- Bohrtrupp (ab 17.3.
zwe i Trupps):
3 Bohrmeister
2 Bohrmeister Assist.
2 Fahrer
- Werkstattgruppe:
2 Me chanike r
1 Hilfsmechaniker
Truppbestand am 26.4.82:
1 (2) MA YH EVl 1000 mo b .
Bohrgerät mit 1000 1
lvas sertank auf Geländelastwagen
1 (2) 3000 1 Was sertank
auf Geländelastwagen
(6 x 6)
1 Werkstattlastwagen
1 4 x 4 Nachschubfahrzeug
1 4 x 4 Verbindungsfahrzeug
61 Mann
21 Fahrzeuge
5.1.5
Vorbereitung und Ablauf der Reflexionsmessungen
Betrachtet man die Feldarbeiten auf einem bestimmten,
einer Tagesoperation entsprechenden Profilabschnitt,
so kann mit Bezug auf den Beginn (Zeitpunkt
H) der eigentlichen 8-stlindigen Messperiode
(ca. 21:00 abends bis ca. 05:00 morgens) ein
chronologischer Ablaufplan aufgestellt werden,
der illustriert, wie die Reflexionsmessungen in
der Praxis durchgeführt wurden:
- Vorrekognoszierung durch
den technischen Leiter und
die Leiter des Messtrupps
und der Vermessungsgruppe.
Detailplanung auf Kartenblättern
1 : 25'000
- Orientierung der Gemeinde
durch die kantonalen Bewilligungsbehörden
- Kontaktnahme und Absprachen
mit den Gemeindebehörden
(und ev. lokaler Polizei)
durch den Leiter der Permittinggruppe.
Einholen von
Pe nni ttingunterlagen
ca. H - 3 Mt.
ca. H - 1 Mt.
ca. H - 3 \vo

NAGRA NTB 84-15 - 53 -
- Rekognoszierung der vorge- ca.
sehenen Li nie dur eh Kunde n­
vertreter und die Leiter der
Permitting- und Vermessungsgruppe.
Letzte Korrekturen am
Linienverlauf au fgrund de r
Permittingunterlagen und der
möglichen Gefährdung von
Bauten, Wasserleitungen usw.
- Pe rm i t ti ng Gr un d be sitz er. ca .
Orientierung der Bevölkerung
durch Hurfzettel, öffentl.
Anschläge und Zeitungsinserate
- Markierung der Stationen ca.
(Geophongruppen) und Vibrationspunkte
mit numerierten
Holzpfählen durch die Vermes
sungsgruppe
- Auslegen der Kabel und Messinstrumente
durch die Liniengruppe
(Tagschicht). Ueberprüfung
der Linie und der
Funkverbindungen durch einen
Messingenieur
- Synchronisation (Abstimmung)
der Vibratoren durch Messund
Vibrogruppe (Nachtschicht)
H -
H -
H -
H -
H -
2 \'10
1 ~vo
1 Ho
12 Std.
1/2 Std.
- Ref1exionsseismische Aufnahme
- Kontrolle der Vibratorabstimmung
- Abbau der Kabel und Messinstrumente
durch die Liniengruppe
- Einmessen der Markierungspfähle
durch die Vermessungsgruppe
- Entfernen der Markierungen
durch die Liniengruppe.
Beseitigung von Arbeitsspuren
ca.
ca.
H bis
H + 8 Std.
H + 8 Std.
H + 15 Std.
H + 1 Tg.
H + 1 Ho

NAGRA NTB 84-15 - 54 -
- Regulierung von ev. Landschäden
au fgrund eingegangener
Meldungen durch die
Permittinggruppe
- Regulierung von ev. Gebäudeschäden
durch die Permittinggruppe
und Vertreter der CGG
bzw. deren Versicherungsfirma
ca.
ca.
H + 2 Wo
H + 2 Mt.
5.1.6
Kurzrefraktions- und Aufzeitmessungen
Der Bohrtrupp und die RefraktionsjAufzeitgruppe
arbeiteten weitgehend unabhängig vom Rest des Messtrupps,
der die eigentlichen Reflexions- (bzw.
VIBROSEIS-)messungen durchführte. Diesen Einheiten
fiel die Aufgabe zu, Basisdaten für die Berechnung
statischer Korrekturen zu beschaffen (Kap. 3.8).
Dementsprechend wurde ihr Einsatz im Feld von der
Korrekturgruppe geleitet und koordiniert.
Um sichere Fixpunkte für die statischen Korrekturen
zu erhalten, wurden an den Kreuzungspunkten der
Profile und im Abstand von etwa 3 km entlang dem
Profiltrassee insgesamt 68 Aufzeitbohrungen bis zur
Basis des konsolidierten Felsuntergrundes abgeteuft.
Die Wahl der Bohrpunkte erfolgte in Absprache mit
beratenden Geologen, die mit den örtlichen Verhältnissen,
insbesondere mit der Quartärgeologie und
mit den kantonalen Bewilligungsbehörden (Amt für
Gewässerschutz) vertraut waren. Es wurde im allgemeinen
angestrebt, Aufschlüsse zu erhalten, die für
grössere Abschnitte der Messlinie als repräsentativ
gelten konnten. Zusätzliche Bohrungen wurden in
einigen Fällen dort angesetzt, wo ein besonders
komplizierter oder schwer prognostizierbarer Verlauf
der anstehenden Felsbasis vermutet wurde.
Die durchschnittliche Bohrtiefe lag bei 72 m.
AZ-l08, die tiefste Aufzeitbohrung auf dem Profil
82-NF-lO, erreichte eine Tiefe von 190 m. Die
Schussabstände betrugen 2 m ab Oberfläche, 5 m ab
10 m Tiefe und 10 m ab 50 m Tiefe. Die Ladungsmenge
variierte zwi sehen 20 g und 200 g, abhängig von
r1.er Tiefe und den örtlichen Verhältnissen. Zur Reqistrierung
der Aufzeiten wur len 4 Einzelgeophone
verwendet, die in 2 m Absta.nd um das Bohrloch herum
angeordnet waren. Figur 16 zeigt die Anlage einer
Aufzeitbohrung und die Darstellung der seismischen
::-;.~ufzeiten am Beispiel von AZ-507.

h:j
1-'-
1O
C
11
AUFSICHT:
SHEET
...l.4.-
UP HOLE
V.T
PARTY: 140.36.37
(CURVE T :f (D») AZ 507
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A7 NS AO
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(20 - 200 gr)
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SCHEMA EINER
AUFZEITBOHRUNG
(AZ 507 )
M.C
70
M
BALLASTGEWICHT
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NAGRA N'IB 84 -1 5 - 56 -
Sämtliche Bohrungen wurden anhand von Bohrklein
(cuttings) geologisch aufgenommen. Die Ergebnisse
sind unter dem Titel "Vibroseis-Programm 82: Geologische
Dokumentation der Aufzeitbohrungen" in einem
Bericht vom September 1982 zusammengefasst.
Die Aufzeitbohrungen wurden durch relativ dicht
gestaffelte, kurze Refraktionslinien ergänzt. Insgesamt
wurden 238 Refraktionsauslagen vermessen.
Bei einer Gesamtprofillänge von 210 km ergibt dies
einen mittleren Abstand von weniger als 1 km. Die
240 m lange und mit 24 Aufnehmern besetzte Standard-Ge
ophonauslage ist in Figur 1 7 da rgestellt. Im
allgemeinen wurden die Linien auf der reflexionsseismischen
Profilspur selbst oder, in geringem
Abstand, parallel dazu ausgelegt. Linien senkrecht
zur Profil richtung , die in einigen Fällen aufgrund
von Geländehindernissen gewählt wurden, bildeten
die Ausnahme. Alle Auslagen wurden vom Linienende
her in beiden Richtungen angeschlossen. Die verwendeten
Sprengladungen variierten zwischen 100 g und
200 g. In Gebieten mit mächtigen Lockergesteinslagen
(z.B. Quartärfüllungen) wurde die Standard­
Messung durch zusätzliche Schüsse aus grösserer
Entfernung (offset 50 - 100 m) ergänzt, um auch
die tieferliegende Felsbasis zu erfassen.
Aus den Ergebnissen der Kurzrefraktions- und
Aufzeitmessungen wurden schliesslich im Feldbüro
kontinuierliche, mit seismischen Geschwindigkeiten
belegte Schichtprofile (Korrekturprofile) konstruiert.
Die Profilkonstruktion erfolgte unter
Einbezug der verfügbaren lokalgeologischen Kenntnisse.
Aufgrund von Oberflächenaufschlüssen und
älteren Sondierungen erstellte Profilschnitte des
Quartärbereiches dienten vor allem dazu, die
seismisch ermittelten Schichtgrenzen zwischen den
Bohrungen und den Refraktionsaufnahmen geologisch
sinnvoll miteinander zu verbinden. Figur 18 zeigt
als Beispiel einen kurzen Ausschnitt eines ausgewerteten
Korrekturprofils mit den daraus abgeleiteten
statischen Korrekturen für die Geophongruppen
und Vibrationspunkte.
Einen Ueberblick über die Lage der Aufzeitbohrungen
und der refraktionsseismischen Messbasen gibt die
Be ilage 31.

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SURVEY
PROFIL N~ .. eLNS .. ßQ ..
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Epaisseur de la WZ
au point de tir. PV 226
WZ depth ta ........... .
shot point.
DATE
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N°FOlN
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SHOT
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Nr
160g1 0,70m I
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5m 10m
20m
SCHEMA EINER KURZ­
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GEOPHONES SPREAD
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NAGRA NTB 84-15 58
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NAGRA NTB 84-15 - 59 -
5.1.7 Arbeitsbedingungen
Die Geländeverhältnisse im Faltenjura erwiesen sich
als recht schwierig, obwohl bei der Profilplanung
der günstigste ~·Jeg durch Täler und andere Geländekammern
gesucht worden war. An einigen steil abfallenden,
bewaldeten Hängen (z.B. Gisliflue, Iberig
bei Siggental) konnten die Vibratorfahrzeuge nur
mit Hilfe von Seilwinden in Position gebracht
werden. Diese extremen Verhältnisse bildeten aber
Ausnahmen. Ausserhalb der eigentlichen Juraketten
waren keine besonderen topographischen Hindernisse
zu überwinden.
Grössere Flüsse (und an einer Stelle die Autobahn
Zürich-Bern) wurden ohne wesentliche Verzögerung
mit Hilfe von temporären Kabelbrücken überquert.
Das Profiltrassee folgte im allgemeinen gut ausgebauten
Strassen, Schotter-, Feld- und Waldwegen,
die ohne Schwierigkeiten befahrbar waren. Profilabschnitte
im of fenen Feld konnten mi t den geländegängigen
Vibratorbuggies auch bei abschüssigem Gelände
und ungünstiger Bodenbeschaffenheit erreicht
werden.
Die grössten messtechnischen Probleme ergaben sich
als Folge der dichten Bebauung und der Vielzahl
von zivilisatorischen Hindernissen. In engbebauten
Ortschaften und auf Dorf- oder Quartierstrassen
konnte au fgrund de r einzuhaltenden Sicherhei tsabstände
nur in Ausnahmefällen vibriert werden. Es
war daher unmöglich, grössere Agglomerationen wie
Brugg oder Lenzburg zu passieren, ohne dass ein
massiver Ausfall von Vibrationspunkten und, dadurch
bedingt, eine Beeinträchtigung der Datenqualität in
Kauf genommen wurde.
50-Hz Einstreuungen durch Starkstrom-Ueberlandleitungen
wurden durch eine Ausgleichsbox (siehe
"Land Seismic Supervision Report", 1982) zwar
nicht ausgeschaltet, aber gedämpft. Da zudem bei
der Verwendung von Telemetrieapparaturen nur die
unmittelbar unter der Stromleitung liegenden
Geophongruppen von 50-Hz Interferenz betroffen
wurden, fielen die Störungen kaum ins Gewicht. Auf
Kerbfilter wurde verzichtet.
Da nur in den Nachtstunden gemessen wurde, war die
Bodenunruhe gering.

NAGRA NTB 84-15 - 60 -
Die Aufzeitbohrungen konnten im grössten Teil des
Untersuchungsgebietes ohne bohrtechnische Probleme
niedergebracht werden. Lediglich im unteren Aaretal
(Raum Hürenli ngen-Döt tingen-Klingnau) wurden di e
Bohrarbeiten wiederholt durch totalen Spülungsverlust
im eiszeitlichen Schotter und verkarsteten
Dolomit des oberen Muschelkalkes verzögert. Im
allgemeinen gelang es, die Verluste durch TIXOTON­
Spülung mit einern CMC (Carboxymethylcellulose)­
Zusatz aufzufangen. In einem Fall (AZ-907) musste
eine PVC-Verrohrung gesetzt werden.
Di e Wetterverhältnisse wa ren durchwegs günstig;
extreme Niederschläge oder Temperaturstürze traten
nicht auf.
Die Einstellung der Bevölkerung zu der Messkampagne
war überwiegend positiv und kooperativ. Die Aktivitäten
einiger Randgruppen führten allerdings in der
letzten Phase der Feldarbeiten zu massiven Behinderungen.
Bei Steinmaur, Rupperswil und im Fricktal
wurden Kabel durchschnitten, Vibratoren beschädigt
und Registriergeräte entwendet. Die Messarbeiten
konnten erst nach der Aufstellung eines Bewachungsdienstes
wi eder au fgenanmen und erfolgreich zu Ende
geführt werden.
5.1.8
Arbeitsleistung
Der mittlere Messfortschritt des reflexionsseismischen
Trupps betrug 2 1 827 rn/Tag. Durchschnittlich
wurden 67 Vibrationspunkte/Tag vermessen. Aufgeteilt
nach Anzahl der Sweeps pro Punkt ergibt sich
eine Tagesleistung von 61 Vibrationspunkten bei
8-facher Stapelung und 90 Vibrationspunkten bei
4-facher Stapelung.
Der Bohrtrupp erreichte mit einem Gerät eine Leistung
von durchschnittlich 46.1 BOhrmetern/Tag.
Nachdem vorn 17.3.1982 an ein zweites Gerät und eine
zweite Arbeitsschicht eingesetzt wurde, stieg die
Bohrleistung auf 74.1 rn/Tag.
Von der Refraktions/Aufzeitgruppe wurden pro Arbeitstag
annähernd 3 (2.9 Refraktionsprofile und
etwas weniger als eine (0.83) Aufzeitbohrung
vermessen.

NAGRA NTB 84-15 - 61 -
5.1.9
Operationelle Berichte
Weitere, detaillierte Informationen über den
Ablauf der Feldarbeiten finden sich in den Wochenund
Monatsberichten des Trupp1eiters (Nagra-Dokumentation),
dem zusammenfassenden "Operations
Report- der CGG (1982) und dem "Land Seismic
Supervision Report, Northern Switzer1and- (1982).
Der letztgenannte Bericht enthält u.a. eine technische
Beschreibung der eingesetzten Hessgeräte
und ein ausführliches operationelles Tagebuch.
5.2
5.2.1
Processing, 13.5.82 - 17.2.83
Kontrolle und Steuerung der Datenverarbeitung
Die Datenverarbeitung wurde im Processingzentrum
der CGG in Massy (bei Paris) von einem CGG-Team in
enger Zusammenarbeit und unter der Leitung des Auftraggebers
durchgeführt. Die Arbeiten folgten zwar
grundsätzlich der in Kapitel 3.9 gegebenen Aufstellung
(CGG Standardpaket "B"); die 17 erwähnten
Bearbeitungsschritte wurden aber kaum je gradlinig
und direkt durchlaufen. Periodische Kontrollen der
Zwischenergebnisse zeigten immer wieder, dass die
Da tenqU3.1i tät nicht oder nicht in allen Teilen der
Sektion (x-t-Ebene) befriedigte. In diesen Fällen
mussten die Einzelschussabspielungen, die statischen
Korrekturen oder die Steuerparameter vorausgegangener
Verarbeitungsschritte überprüft werden.
Für eine vertiefte Analyse wurden spezielle Testund
Diagnoseprogramme eingesetzt. Wenn im Einzelfall
genügend primäre Reflexionsenergie vorhanden
war, konnte durch die Optimierung der Processingparameter,
die Wiederholung vorangegangener Verarbeitungsschritte
oder die Anwendung von speziellen
Software-Optionen meistens eine Qualitätsverbesserung
erreicht werden. Auch im vorliegenden Fall
hat sich bestätigt, dass auf die individuelle
Steuerung der Verarbeitung jeder einzelnen Linie
und einen über das übliche Mass hinausgehenden
Processingaufwand nicht verzichtet werden kann,
wenn der Informationsgehalt der Felddaten möglichst
vollständig ausgeschöpft werden soll.

NAGRA NTB 84-15 - 62 -
5.2.2
Beurteilung der provisorischen Stapelungen mit
konstanten Geschwindigkeiten (VSCAN-Analyse)
Eine erste Beurteilung erfolgte nach Verarbeitungsschritt
7 (VSCAN*~constant velocity stack). Diese
Zwischenresultate zeigen auf, wieviel Reflexionsenergie
in den verschiedenen Tiefenbereichen aufgestapelt
bzw. sichtbar gemacht werden kann. Sie
sind Ausgangspunkt lmd Grundlage der 2-D Geschwindigkeitsmodelle
für die NMO-Korrekturen. Bei generell
unbefriedigendem Ergebnis oder einzelnen diffusen,
reflexionsarmen Zonen wurden vor allem die
folgenden Punkte überprüft:
- der Informationsgehalt und das Signal/Rauschverhältnis
der Einzelschussabspielungen (shotgather)
im kritischen Bereich
- die Qualität der statischen Korrekturen (Korrekturpr
of il ) .
Ansätze zu einer Qualitätsverbesserung waren u.a.:
- die Elimination von schlechten Schüssen und/oder
Spur en (edi t ing )
- die Unterdrückung von Stärsignalen mit beschränkter
Bandbreite durch Filterung
- die selektive Stapelung über einen bestimmten
Quellenentfernungs(Offset)-Bereich
- die Verbesserung der statischen Korrekturen,
evtl. durch Reinterpretation der Aufzeit- und
Kurzrefraktionsmessungen.
5.2.3
Beurteilung der provisorisch gestapelten Sektion
(raw stack)
Die nach Verarbeitungs schritt 12 vorliegende provisorische
Sektion erlaubt eine eingehende und abschliessende
Kontrolle, bei der insbesondere die
fo 1genden Punkt e überprüft wurden:
- das der NMO-Korrektur zugrundeliegende Geschwindigkeitsmodell
durch Vergleich mit den VSCAN*­
Abspielungen. Dabei muss offensichtlich gefordert
werden, dass die gestapelte Sektion überall und
in jedem Tiefenbereich eine mindestens ebenso
gute Abbildungsqualität zeigt, wie die für den
entsprechenden Bereich der x-t-Ebene optimale
VSCAN-Abspielung. Die Aufstapelung bzw. das
Sichtbarmachen aller vorhandenen Reflexionsenergie
ist aber nicht das einzige Kriterium für die

NAGRA NTB 84-15 - 63 -
Wahl der Stapelgeschwindigkeiten. Um besonders
im reflexionsarmen Sockelbereich multiple Reflexionen
aus dem stark reflektierenden mesozoischen
Ueberbau auszuschliessen, musste fallweise
geprüft werden, ob die aus den VSCAN*-Daten
abgeleiteten Stapelgeschwindigkeiten realistischen
d.h. formationstypischen Intervallgeschwindigkeiten
entsprachen. Bei zu niedrigen Werten
war der Verdacht gegeben, dass es sich bei den
im Kristallinbereich sichtbaren Reflexionen in
Wirklichkeit um Multiple handelte, die durch
entsprechend korrigierte Stapelgeschwindigkeiten
unterdrückt werden mussten.
- der Effekt des konstanten oder entlang der Linie
variablen Muting-Musters. Hier wurde darauf geachtet,
dass einerseits starke, oberflächennahe
Reflektoren (wie z.B. Top Malm) durch zu extremes
Muting nicht ausgelöscht, anderseits aber unerwünschte
Ersteinsatz-Energie möglichst vollständig
eliminiert wurde.
- der Erfolg der automatischen residualen SATAN*­
Statikkorrekturen (Glättung kurzwelliger Variationen).
Nach der Anwendung von SATAN* wurde
die Gesamtwirkung der statischen Korrekturen
beurteilt und noch unbefriedigende Abschnitte
auf einzelnen Linien für eine weitergehende
Bearbeitung markiert.
Die Kontrolle der provisorischen Sektionen ergab
meist viele konkrete Ansatzpunkte für eine Qualitätsverbesserung~
beispielsweise:
- die Reinterpretation der VSCAN*-Daten mit dem
Ziel, das Stapelgeschwindigkeitsmodell in tektonisch
komplizierten Abschnitten der Sektion präziser
zu definieren
- zusätzliche punktuelle Geschwindigkeitsanalysen
mit anderen Verfahren (z.B. ANVIT*)
- die Vorgabe von realistischen Intervall- und daraus
berechneten Stapelgeschwindigkeiten für den
seismisch wenig differenzierten Kristallinbereich
- die Neudefinition des oder der Muting-Muster aufgrund
abgespielter Spuren der CMP-Gruppen (CMPgather)

NAGRA NTB 84-15 - 64 -
- die Berechnung residualer statischer Korrekturen
aus Ersteinsätzen der Vibroseis-Daten (first
break-Methode). Dieses Verfahren erwies sich im
vorliegenden Fall als sehr effektives Mittel zur
Verbesserung der im Feld berechneten Korrekturen
und wurde daher trotz des hohen Arbeitsaufwandes
dort eingesetzt, wo mit anderen Methoden kein befriedigendes
Ergebnis erzielt werden konnte.
Bei1age 1 zeigt eine besonders erfolgreiche Anwendung
auf einern Abschnitt der Linie 82-NS-70.
Durch Korrekturen, eine gezielte Aenderung der
Parameter und die Wiederholung der Verarbeitungsschritte
8 - 12 wurde versucht, die provisorische
Stapelung schrittweise zu optimieren. Durchschnittlich
wa ren pr 0 Li nie 3 - 4 Ve rs uche nöt ig, bi s
entweder ein akzeptierbares Ergebnis vorlag, oder
die sinnvollen Analyse- und Korrekturmöglichkeiten
erschöpft waren. Dabei wurden nur selten ähnlich
überzeugende Resultate erreicht wie im Fall der
Linie 82-NS-70 (Beil. 1). Das Beispiel dient
eher dazu, den maximalen Verbesserungseffekt zu
illustrieren, der erfahrungsgemäss allein durch
Processingmassnahrnen erzielt werden kann.
5.2.4
Beurteilung der Migration
Von der endgültigen Form der Stapelung ausgehend,
wurde für jede Linie zusätzlich eine migrierte Sektion
hergestellt. Migration ist grundsätzlich ein
3-dimensionales Problem. In der Sektionsebene können
deshalb nur diejenigen 2-dimensionalen (zylindrischen)
Strukturen wie Antiklinalen, Synklinalen,
Verwerfungen usw. einwandfrei migiert werden, die
von der seismischen Linie senkrecht zur Streichrichtung
geschnitten werden. Obwohl die Messlinien
soweit möglich orthogonal zur wichtigsten (alpinen)
Streichrichtung angelegt wurden, ist diese
Voraussetzung nicht überall erfüllt, was bei der
Beurte il ung der Migrat ionsresulta te und bei der
Interpretation der migrierten Sektionen berücksichtigt
werden musste.
Der Erfolg der Migration wurde im Vergleich mit der
gestapelten Sektion überprüft. Angestrebt wurde:
- das vollständige Verschwinden von Diffraktionsmustern
und, als Folge davon, eine verbesserte
laterale Definition von Verwerfungen oder komplexen,
steilstehenden Strukturen

NAGRA NTB 84-15 - 65 -
- die geometrisch korrekte, unverzerrte Abbildung
steiler Falten und Tröge
- minimale Randeffekte und geringes IIHigrationsrauschenIl
.
Bei unbefriedigenden Resultaten wurde versucht:
- die Steuerparameter des gewählten Migrationsalgorithmus
zu optimieren
- das aus Stapelgeschwindigkeiten abgeleitete
Migrationsgeschwindigkeitsmodell zu verbessern
- spezielle Probleme durch ein alternatives Migrationsverfahren
zu lösen. So wurde Sektion
82-NX-40, eine besonders aufschlussreiche Dip­
Linie durch den Permokarbon-Trog, auch mit dem
Programm FKMIG* migriert. Diese Versuche mit der
F/K (frequency/wave number)-Methode ergaben in
diesem Fall gleichwertige, aber nicht signifikant
bessere Resultate als das sogenannte Wellengleichungs
(wave-equation bzw. finite difference)­
Verfahren, das routinemässig auf alle Linien
angewandt wurde.
5.2. 5
Darstellung und Endkontrolle
Für jede Linie wurden 3 gesonderte endgültige Dokumente
hergestellt:
- eine gestapelte Sektion ("STACK SATAN·")
- eine migrierte Sektion ("MIGRATION IN TIME")
- ein Profil mit ergänzenden Daten ("HEADER
GRAPHS"). Diese Darstellung zeigt neben der
Topographie die Ergebnisse der Aufzeit- und
Kurzrefraktionsmessungen, die statischen Korrekturen,
die residualen statischen Korrekturen
(first-break-~1ethode) und den Grad der Mehrfachübe
rdeck ung .
Die Endkontrolle beschränkte sich auf formale Ges
ichtsp unkt e (Ti tel bla t t, Be schri ft ung, korr ekte
Bezeichnung der Kreuzungsstellen mit anderen Profilen
usw.). Nach dieser letzten Ueberprüfung wurden
die Sektionen im Massstab 1 : 25 1 000 (horizontal)
bzw. 10 cm/s (vertikal) auf hochtransparentes,
kopierfähiges Filmmaterial abgespielt.

NAGRA NTB 84-15 - 66 -
Der vorliegende Bericht enthält 2 vollständige
Sätze der migrierten Sektionen (Beil. 3 - 24), dargestellt
in einer etwas vereinfachten Form (ohne
Titelblatt, Stapelgeschwindigkeiten und Ausschnitten
der CDP-Positionskarten) und in einem gegenüber
den Originalabspielungen reduzierten Massstab
(1 : 50'000 horizontal, 5 cm/s vertical).
5.2.6
Datenqualität
Die Qualität der Daten ist im allgemeinen zufriedenstellend.
Die meisten Sektionen zeigen eine gute
Auflösung und dank dem relativ breiten Frequenzspektrum
eine unterscheidbare, charakteristische
Abbildung der wichtigsten mesozoischen Formationen
bzw. Forrnationsgrenzen. Ausnahmen sind die Linien
82-NS-90 und 82-NS-20.
Die mangelnde Kontinuität der Reflexionen im
zentralen Bereich der Linie 82-NS-20 (CDP 200
- CDP 640) konnte trotz mehrfacher Ueberprüfung
der statischen Korrekturen und anderer Processingrnassnahmen
nicht entscheidend verbessert werden.
Auch die Linie 82-NS-90 im äussersten Norden des
Untersuchungsgebietes lieferte enttäuschende Resultate.
Die in diesem Gebiet nur noch 200 - 300 m
mächtige, reflektorarme Sedimentdecke kombiniert
mit dem ausgeprägten topographischen Relief und
den schwierigen statischen Korrekturen stellt zwar
eine speziell ungünstige Konstellation dar; aus
den Erfahrungen muss aber trotzdem der allgemeine
Schluss gezogen werden, dass sich der schwere
VIBROSEIS-Messtrupp und die für grössere Tiefen
optimierten Feldparameter nicht für eine detaillierte
Erkundung des oberflächennahen Bereiches
eignen. Wesentlich bessere Resultate zwischen 0
und ca. 200 ms Reflexionszeit wären wahrscheinlich
nur mit einern leichten, mit einem Fallgewicht oder
einer MINI-SOSIE-Quelle ausgerüsteten Messtrupp
und entsprechend angepassten Aufnahmeparametern zu
erreichen gewesen.

NAGRA NTB 84-15 - 67 -
6 INTERPRETATION
6.1 Allgemeine Grundsätze
Die Interpretation einer reflexions seismischen Sektion
umfasst mindestens die (üblicherweise farbige)
Markierung einiger wichtiger Reflexionsbänder und
die Kennzeichnung von Bruchflächen oder Verwerfungen,
die den mehr oder weniger kontinuierlichen
Verlauf der Reflektoren unterbrechen. Ist die
stratigraphische Schichtfolge bekannt, ist es oft
möglich, Reflexionen allein aufgrund ihrer Stellung
innerhalb der Abfolge und ihres charakteristischen
Erscheinungsbildes bestimmten lithologischen Grenzflächen
zuzuordnen. Präzi ser ill1d zuverläs siger ist
aber die Identifizierung anhand eines Vergleichs
mit geologischen und geophysikalischen Bohrlochdaten,
sofern auf mindestens einer seismischen
Linie eine Tiefbohrung zur Verfügung steht. Die
eingefärbten Reflexionsbänder ergeben ein anschauliches
und - falls von einer migrierten Sektion
ausgegangen wurde - kaum verzerrtes Bild der
2-dimensionalen Struktur in der x-t-Ebene.
Beschränkt sich die Interpretation auf einzelne,
nicht zusammenhängende Sektionen, kann abschliessend
das Reflexionszeitprofil auf der Basis eines
2-dimensionalen Geschwindigkeitsmodells in ein
Tiefenprofil umgerechnet werden.
Wird ein zusammenhängendes Netz seismischer Linien
interpretiert, so strebt man im allgemeinen ein
3-dimensionales Strukturmodell an, dessen Detaillierungsgrad
natürlich von der durchschnittlichen
Maschenweite des Liniennetzes abhängig ist. Die
Markierung der Reflektoren wird an den Kreuzungsstellen
auf andere Linien übertragen, weitergeführt
und über geschlossene Netzmaschen auf der Ausgangssektion
kontrolliert. Die "Rundumkorrelation" markierter
Reflektoren und auch die Korrelation von
Verwerfungen zwischen den einzelnen Linien muss
widerspruchsfrei und tektonisch sinnvoll sein. Es
entsteht dann ein in sich geschlossenes 3-dimensionales
Strukturbild, das in Fonn von Kontourkarten
der markierten Reflexionshorizonte dargestellt
werden kann. Die Konturierung ist vorerst eine
Abbildung der Lage im x-y-t-Raum in Fonn einer
Isochronenkarte. Die Tiefenumrechnung in Isohypsenkarten
setzt ein 3-dimensionales Geschwindigkeitsmodell
voraus, das sowohl die vertikalen wie auch
die horizontalen Aenderungen der seismischen Geschwindigkeiten
berücksichtigt. Meist wird dieses
Modell aus seismischen Stapelgeschwindigkeiten

NAGRA NTB 84-15 - 68 -
(Kap. 3.3) abgeleitet und wo immer möglich anhand
der zuverlässigeren, in Tiefbohrungen gemessenen
Geschwindigkeitsfunktionen überprüft und verbessert.
Das Modell kann durch einen Satz Geschwindigkeitskarten
dargestellt werden. Die Konturen jeder Karte
definieren für einen bestimmten interpretierten
Horizont oie laterale Variation der seismischen
Durchschnittsgeschwindigkeit im Hangenden.
Die Interpretation geophysikalischer Daten beinhaltet
- sehr allgemein formuliert - eine Uebersetzung
der Resultate eines physikalischen Experimentes in
ein geologisches Modell des Untergrundes. Diese
Aufgabe ist aufgrund der unvollkommenen Abbildung
auch im Fall der Reflexion~seismik nie eindeutig
lösbar. Es geht darum, den relevanten Informationsge
haI t oe r Da ten mög lich st au sz uschöp fe n, a nde rerseits
aber eine Ueberinterpretation, entweder durch
die falsche Wertung zufälliger Details oder durch
das Einbringen von seismisch ungenügend indizierten
Strukturmerkmalen, zu vermeiden.
Dies setzt voraus, dass die auf der Sektion sichtbaren
Spuren organisierter und nicht organisierter
seismischer Energie richtig gewichtet werden.
Nicht jede geringfügige Unregelmässigkeit oder
Unterbrechung im Verlauf eines interpretierbaren
Reflexionsbandes, oder generell, jede über mehrere
Seismogrammspuren hinwegbeobachtbare Kohärenz des
seismischen Signals hat eine direkte strukturgeologi
sche Bedeut ung. Für derart ige Phänomene gibt
es eine Vielzahl denkbarer Gründe, angefangen bei
der begrenzten GenauigKeit und ~virksamkeit der
statischen Korrekturen über Interferenzen mit verschiedenen
Formen von multiplen Reflexionen bis hin
zu unvollkommen korrigierten oder nicht vollkommen
korrigierbaren Abbildungseffekten (Artefakten), die
allenfalls mittelbar mit der 3-dimensionalen Struktur
in der Nähe der Linie zusammenhängen.
Die identifizierbaren Reflektoren auf der anderen
Seite sind nicht überall kontinuierlich und verschwinden
oft vollständig in einem diffusen oder
chaotischen Reflexionsbild. In vielen Fällen hängen
diese "blinden" Stellen nicht mi t mangelhafter
Datenqualität zusammen, sondern zeigen an, dass
prinzipielle Grenzen der Methode erreicht oder
überschritten wurden. Der Ausgangspunkt aller Datenaquisitions-
und vieler Processingverfahren ist
das einfache Modell des horizontal geschichteten
Halbraumes ("layered cake model") und die Methode
toleriert Abweichungen von diesem idealisierten

NAGRA NTB 84-15 - 69 -
Grundkonzept nur in einem bestimmten, begrenzten
Ausrnass. Deshalb werden Grenzflächen, die mehr als
etwa 45° geneigt oder zu komplex deformiert sind,
nicht mehr abgebildet. Das gleiche gilt für fast
alle Strukturelemente in homogenen, massigen oder
nicht geschichteten Sediment formationen, wie
beispielsweise dem Rotliegenden (Perm) in RINIKEN.
De rart ige Forma tionen sind sei smi sch fa st vollständig
transparent. Auf der Sektion ist nicht
viel mehr erkennbar als durch die Skalierung verstärktes,
inkohärentes Signalrauschen, das keine
strukturgeologische Information enthält.
Der Interpretationsspielraum, der in dem Masse
wächst, in dem die Da tenquali tät abnimmt oder di e
verfahrensbedingten Grenzen der Abbildungsleistung
erreicht we rden, ka. nn ma nchmal durch geologi sche
Randbedingungen eingeschränkt werden. Dazu zählen
in erster Linie die durch Aufschlüsse gesicherte
Oberflächengeologie und andere geologische Daten
aus Tiefbohrungen oder Untertagebauten in unmittelbarer
Nähe der seismischen Linie. Als weitere Randbedingungen
können allgemeine strukturgeologische
Grundsätze und Gesetzmässigkeiten herangezogen
werden. Bei der Deformation von Schichtpaketen im
Untergrund muss die Materialmasse erhalten bleiben
und die Strukturen müssen das Resultat einer tektonisch
plausiblen zeitlichen Entwicklung (Kinematik)
darstellen. Bedingungen wie diese eignen sich dazu,
eine einmal ins Auge gefasste Interpretationslösung
zu überprüfen oder unter einigen wenigen denkbaren
Alternativen auszuwählen. Die quantitative Analyse
der Materialbilanz und die Rekonstruktion der Kinematik
sind aber zeitaufwendige geologische Studien,
die meist erst in einer späteren Interpretationsphase
durchgeführt werden können.
Auch nach der Berücksichtigung von gesicherten
geologischen Fakten und Gesetzmässigkeiten bleiben
häu fig Te ile einer Sekt ion mehrdeutig. In di esen
Fällen darf der Hunsch nach einer möglichst detaillierten
und lückenlosen Interpretation nicht dazu
verleiten, seismisch kaum eingeschränkte Bereiche
durch di e Extrapolation von Strukturelementen
aufzufüllen, die für die betreffende tektonische
Einheit als typisch gelten oder in anderen vergleichbaren
Gebieten beobachtet wurden. Wendet man
diese Praxis schon bei der ersten Interpretation
der Sektion an, führt sie zu einer später kaum mehr
entwirrbaren Vennischung von seismischer Evidenz
und geologischer Spekulation.

NAGRA NTB 84-1 5 - 70 -
Eine möglichst objektive Darstellung der seismischen
Information verlangt, das einfachste Mode11
zu finden, das
- die gemessenen Resultate erklärt,
- nicht im Hiderspruch zu den an der Oberfläche
oder in künstlichen Aufschlüssen beobachteten
geologischen Fakten steht,
- mit strukturgeologischen Grundsätzen und Gesetzmässigkeiten
kompatibel ist.
Die in Kapitel 7 erläuterte Interpretation der
SP-82 Daten ist ein erster Versuch auf dem Heg zu
diesem Ziel. Das Strukturmodell, das in noch ungenügendem
Mass auf Verträglichkeit mit den Grundsätzen
der Massenbilanz und Kinematik überprüft worden
ist und besonders unterhalb der mesozoischen Basis
bei weitem nicht alle beobachteten Reflexionen auf
be friedigende ~'leise erklärt, dient in erster Linie
dazu, einige grundlegende neue Erkenntnisse, die
als gesichert gelten dürfen, auf übersichtliche
~leise darzustellen. Die Interpretation beschränkte
sich bewusst auf die seismisch deutlich indizierten
Strukturmerkmale. Dies bedeutet aber nicht, dass
damit der Anspruch erhoben wird, sie sei zwingend
oder streng objektiv. In einem gewissen Mass wird
jede Interpretationslösung von den individuellen
Vo rs teIlungen de s interpr etierenden Ge ophys ike rs
oder Geologen beeinflusst. Deshalb sollten alternative
Lös ungen, di e au fgrund de r Un schärfe de r
reflexionsseismischen Abbildung immer denkbar
sind, auf einer möglichst breiten Basis diskutiert
werden. Die Veröffentlichung nicht nur der interpr
etiert en, sondern auch de runinterpretierten
Sektionen soll die dafür nötigen Grundlagen liefern.
6.2
6.2.1
Integration von Bohrresultaten
Verfügbare Daten
Die erste Interpretation der SP-82 Daten wurde
abgeschlossen, noch bevor Ergebnisse aus Nagra­
Tiefbohrungen vorlagen (BOETTSTEIN, die erste
Nagra-Bohrung erreichte ihre Endtiefe am 5.6.1983).
In der Folge wurden die nach und nach anfallenden
Ergebnisse dazu verwendet, die Tiefenprognose der
Isohypsenkarten und die Reflektorzuordnung an den
Bohrlokationen zu überprüfen und wenn nötig anzupassen.
Die vorliegende Interpretation berücksichtigt
Daten aus den bis am 30.6.1984 abgeschlossenen
Tiefbohrungen BOETTSTEIH, WEIACH, RIHlKEIiI und
SCHAFISHEIM.

NAGRA NTB 84-15 - 71 -
Im Bereich des Mesozoikums (interpretierte Horizonte
I - 4) waren nur geringfügige Aenderungen
nötig; der Fehler der seismischen Tiefenprognose
lag überall innerhalb ~ 30 m. Dagegen musste, nachdem
RINIKEN unter der mesozoi sehen Basis ebenfalls
auf Penn stiess, der Verlauf der Sockeloberfläche
(Horizont 5) im Gebiet des Permokarbon-Troges völlig
neu ka rt iert we rden.
6.2.2
Korrelation Geologie/Seismik
Bei der Verwendung von Tiefbohrungen als Kalibrierungs-
und Ko ntrollpunkt e stellt sich da s Pr oblem,
die Beschreibung der Lithologie auf einer vertikalen
Tiefenskala mit seismischen Reflexionseinsätzen
auf einer vertikalen Zeitskala in Beziehung zu
bringen. Eine direkte Korrelation Geologie/Seismik
ist nicht nur aufgrund der unterschiedlichen Bezugsgrössen
unmöglich, sie würde auch deshalb
scheitern, weil die geologische Beschreibung der
durchbohrten Fonnationen in Form von lithostratigraphischen
oder chronostratigraphischen Logs die
seismisch wirksamen physikalischen Kenngrössen der
Gesteine im allgemeinen nicht berücksichtigt. Das
notwendige Zwischenglied ist die Bohrlochgeophysik.
Geophysikalische Logs können einerseits, mit der
geologischen Aufnahme korreliert werden und sind
andererseits Grundlage für direkt mit der Oberflächenseismik
vergleichbare synthetische Seismogramme.
Da zur Umrechnung der Log-Tiefenskala in
eine Zeitskala die seismischen Geschwindigkeiten
als Funktion der Tiefe bekannt sein müssen, nehmen
unter allen anderen f'.1ethoden der Bohrlochgeophysik
die Geschwindigkeitsmessungen eine Schlüsselrolle
ein.
Von Geschwindigkeitsmessungen ausgehend wird in den
folgenden Abschnitten (6.2.3 - 6.3.6) das Erfassen
und die Verwendung von Tiefbohrdaten arn Beispiel
der Bohrung WEIACH demonstriert.

NAGRA NTB 84-15 - 72 -
6.2.3 Geschwindigkeitsmessungen im Bohrloch
Zur Bestimmung der seismischen Kompressions- oder
P-\l elle n-Ge schwi nd igke i t de r dur chb oh rt en Fo nnationen
werden zwei, einander ergänzende Verfahren
e inge setzt.
Die Sonic-Sonde misst kontinuierlich Laufzeiten
eines Schall- oder Ultraschallsignals (Frequenzbereich
ca. 10 - 100 kHz) über einer konstanten
Messbasis, die entlang der Bohrlochwand verschoben
wird. Figur 19 zeigt das Funktionsprinzip einer
kompensierten Sonde. Sie enthält mindestens zwei
(häufig mehr) Hesseinheitenmi t je einem UI traschallsender
(S) und zwei Empfängern (El und E2).
Gemessen wird di e Laufzeitdi fferenz 6 t der refraktierten
Welle zwischen den beiden Empfängern einer
Messeinheit. Beide Sender pulsieren getrennt. Um
Unregelmässigkeiten der Bohrlochwand oder die
Schräglage der Sonde auszugleichen, werden die von
den beiden Empfängerpaaren registrierten Laufzeitintervalle
gemittelt. Moderne Sonden vom Typ LSS
(Long Spacing Sonic (tool)) oder DST (Digital Sonic
Tool), die mi t mehr Mes se inhei ten und ve rschieden
kombinierbaren Empfängergruppen ausgerüstet sind,
bieten eine ganze Auswahl unterschiedlicher Messintervalle
(8", la", 12 11 ) für spezielle Anwendungen.
Da die Laufzeiten bzw. die reziproken P-Geschwindigkeiten
von den mechanischen Gesteinseigenschaften
(Dichte und Elastizitätsmoduln) abhängen, ist
das Sonic-Log ein empfindlicher Indikator für
Lithologie, Porosität, Klüftung und hydrothennale
Umwandlung und gehört zu den Standardbestandteilen
eines bohrlochgeophysikalischen Un tersuchungsprogramms
(Nagra NTB 85 -al ) .
Die petrophysikalische Anwendung wird hier nicht
weiter diskutiert. Im Rahmen der Bohrlochseismik
werden di e Sonic-Da ten einers ei ts dazu verwendet,
Laufzeit- und Geschwindigkeitsprofile abzuleiteni
andererseits bilden sie, zusammen mit dem Dichteoder
Gamma-Gamma Log, die Grundlage für die Berechnung
synthetischer Seismogramme. Eine Laufzeit­
Tiefenfunktion erhält man durch aufsummieren der
elementaren Intervallaufzeiten. In Figur 20, einem
Beispi el aus der Bohrung HE lACH, ist die Sonic­
Gesamtlaufzeit ganz rechts als Millisekunden-Skala
dargestellt. Diese Laufzeitfunktion hat die gleiche
hohe Auflösung wie das Sonic-Log. Sie geht aber
nicht von der Oberfläche aus, sondern bezieht sich
auf den Beginn des obersten Logging-Intervalls

NAGRA NTB 84-15
- 73 -
Figur 19:
Pr inzipskizze
der kompensierten
Sonic-Sonde
(8 = Sender,
E = Empfänger)
o
S I
WELLENSTRAHLEN
MESSEINHEIT I
WELLENSTRAHLEN
MESSEINHEIT 2
- 0 S 2
(normalerweise die Standrohrtiefe) und ist, da bei
der Integration auch die Messfehler aufsummiert
werden, in grösseren Tiefen nicht mehr ausreichend
zuverlässig. Auffällige Fehler können zwar durch
die Ueberprüfung und Korrektur der Feldlogs
(Jlediting Jl ) vor der Interpretation ausgeschaltet
werden. Dies gilt insbesondere für Jlcycle skipsJl,
die dann auftreten, wenn eine der Detektorschaltungen
bei starker Signaldämpfung nicht auf den
Ersteinsatz, sondern statt dessen erst auf den
zweiten Schwingungszyklus anspricht. Die nicht
unbeschränkte Genauigkeit der Sonic-Einzelmessungen
führt aber in jedem Fall zu einem kumulativen Fehler
der Laufzeitkurve, der nicht vernachlässigbar
ist. Das integrierte Sonic-Log muss deshalb, vor
seiner seismischen Verwendung, durch direkte Laufzeitmessungen
absolut geeicht und auf die Oberfläche
bzw. auf das gewählte Referenzniveau bezogen
werden.

~
f=:
1
NAGRA NTB 84-15 - 74 -
CRLIPERLOG
KU:Dl~
"' ... < cn n DEPTH SCALE 1/1000 3l :-<
:Q~m~'" S~
o CI ~ CI c: INTERVAL VELOCITY IN THDUSANDS OF M/S a ~
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~ I ~ PI ~ 1.5 2 4 5 10 ;;:t !(l
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,
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~ iI ;; i!! INTERVAL VElOCITY IN THOUSANDS OF FTlS ;:; !l!
~~ i~ 5 1 89 10
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12 1416 20 30 §
~~~~,~.----__ INTE __ RVrA-Lm-A-V-EL-Tl~ME~IN~~rS/-M------~
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~ ~700 500 300 100]
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I
Figur 20:
Kalibriertes Sonic-Log
Bohrung ~lE lACH
Ausschnitt 0 - 300 m
links aussen: Kaliber-Log
links: Tiefe md kalibrierte
Sonic-Gesarnt1aufzeit
(ms-Skala) mit
Check-shot Laufzeiten
( .11 ~
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I

NAGRA NTB 84-15 - 75 -
Die dazu verwendete "Check-shot"- oder "Geophonversenkmessung"
ist das einfachste Verfahren der
Bohrlochseismik. Hie Figur 21 erläutert, besteht
das Messprinzip darin, die Laufzeit einer seismischen
Helle von der Oberfläche bis zu einem in
verschiedenen Tiefen angekoppelten Bohrlochgeophon
zu bestimmen.
Als Energiequelle wurde in HEIACH ein Luftpulser
(air-gun) eingesetzt. Dieses Gerät, das in einem
4 m tiefen ~'J"asserbassin in etwa 60 m Entfernung
von der Bohrung betrieben wurde, erzeugt durch die
explos ionsartige Freigabe hochkomprimierter Luft
einen energiereichen Druckimpuls. In der Bohrung
wird das seismische Signal von einer hydraulisch
angepressten Geophonsonde registriert, über ein
Kabel in den L\1esswagen Uberspielt und dort zusammen
mit dem Triggerimpuls der Airgun, dem Signal des
Abrisshydrophons und einer Zeitzeichenspur digital
auf Magnetband registriert. Im allgemeinen werden
mehrere Schüsse pro Messniveau übereinander gestapelt.
Um gut dokumentierte und reprä senta ti ve
Schichtgeschwindigkeiten zu erhalten, "shIt man die
Messtie fen bevorzugt so, dass sie entweder mit geologischen
Formationsgrenzen oder mit signifikanten
Aenderungen der Sonic-Geschwindigkeit zusammenfalle
n. Ein Mes sniveau pr 0 100 - 200 mist typi sch und
für die Kalibrierung des Sonic-Logs ausreichend.
Jede Messung liefert zunächst die Zeitdifferenz
zwischen dem Ansprechen des Abrisshydrophons und
der Geophonsonde. Dieses Zeitintervall wird in
eine vertikale Laufzeit umgerechnet und dann, in
Analogie zu den reflexions seismischen Daten, durch
eine stati sehe Korrekt ur auf das sei smi sehe Re ferenzniveau
bezogen.
Das Einpassen der Sonic-Laufzeitkurve zwischen den
Check-shot Fixpunkten erfolgt entweder durch lineare
oder differentielle Zeitkorrekturen. Die differentielle,
geschwindigkeitsabhängige Korrektur, die
als Prozentsatz auf die Sonic-Laufzeiten angewandt
wird, verwendet man dann, wenn die Sonic-Geschwindigkeiten
zu klein sind. In diesem Fall muss davon
ausgegangen werden, dass weichere Schichten mit
niedr igen Ge schwindigke iten au f Grund von Au ske s­
selungen, Spülungsinvasion usw. mehr zum totalen
Log-Fehler beigetragen haben als oie schnelleren
Schichten im gleichen Check-shot Tiefenintervall.

NAGRA NTB 84-15 - 76 -
------~------------~----SRD
GELÄNDE
OBERFLÄCHE (GU
/ / /
/ / /// /
/ / /
/ / /
/ / / /
/ / / / /
/ / / /
/ // / /
/ / /
aASIS / / /
VERWITIERUNGS- /
SCHICHT (BW) /
/ /
+ + +
GEOPHONSONDE
+ + +
ROHROBERKANTE (KB )/----b
ZSRD
/ / / / ABRISS-/ - -- -- ZG.:~,
/ / HYDROPHON _ __ GH
/ / / /
/ SEISMISCHE
=r=
/ / / / ENERGIEQUELLE z Z
/ / / /. / /(AI~GU~) ,1.
---KB
zKB
-rz=- --GL
//////
/ / / /
/ / / / / Z • I GD
I ......... -~-+-----''-----~---- ----BW
+ + + + +
---LAUFWEG iO DER
SEISMISCHEN WELLE
MIT LAUFZEIT t o
+ + + +
HYDRAULISCHER
ANDRUCKARM _----.,.7'
+ + +
+
+ + + +
BOHRLOCH- ____ f==-,.j-f ______ R~G!§~I~RBI~~lPl
GEOPHONE
+ + + + + + + +
VERTIKALER LAUFWEG Z UND VERTIKALE LAUFZEIT t (I)
DER SEISMISCHEN WELLE, BEZOGEN AUF SRD
*
Z = Zo- ZKB + ZSRD
t (Z) - [t O *+ t GH ] . COSß - t W + t CW + t SRD
MIT'
tO* = tO-t GH
t GH = (I G - Z H) / V WO
COSp = ZGD/(XG2 + ZGD2)Y2
t w = (ZW -
t CW
= ZW/VCW
ZG)/V W
* * zO. to
VW:
VCW:
MESSGRÖSSEN
GESCHWINDIGKEIT WASSER
GESCHW. VERWITTERUNGSSCHICHT
KORREKTURGESCHW. FÜR VERWITTERUNGS­
SGHICHT
KORREKTURGESCHW. ZUM SRD
Figur 21:
Prinzip der direkten seismischen Geschwindigkeitsmessung
im Bohrloch (Check-shot Messung)

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NAGRA NTB 84-15 - 77 -
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LAUF~EIT
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_L -'- - INTEGRIERTES SONIC-LOG " i ' , :" ' • :
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LAGERUNG RAOIOAKTIVER ABFALLE
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Figur 22:
Kalibrierte Laufzeit-Tiefenfunktion,
Bohrung HEIACH
Das Ergebnis der Synthese von Check-shot und Log­
Daten ist ein kalibriertes Sonic-Log (Fig. 20) und
eine kalibrierte Laufzeit-Tiefenfunktion mit festem
Bezug zur Oberfläche und zum seismischen Referenzniveau
(Fig. 22). Auf der Grundlage dieser Laufzeitkurve
(T-Z plot) können nun Intervallgeschwindigkeiten
für beliebig gewählte Abschnitte und
kontinuierliche Geschwindigkeits-Tiefenfunktionen
abgeleitet we rden.

NAGRA NTB 84-15 - 78
SEISMOGRAPH SERVICE lENGLAND J LIMlTED.
CLIENT: NATIONALE GENoSSENSCHAFT FÜR DIE
LAGERUNGRADIOAKTlVER ABFALLE
IIElL,
IIEIACH
GE~CHWINDIGKEIT I [TI ,J --I~
!
'!I'
i-J
i ·+·1 I
2000 13000-! . 400C - .5C 00 .- 600e i·:700C
.Li-
+-i-'
'

NAGRA NTB 84-15 - 79 -
Die Durchschnittsgeschwindigkeit Vav :z) ist der
Quotient der Tiefe z und der dazugehörigen vertikalen
Laufzeit t(z). Für eine Serie horizontaler
Schichten der Dicke zi und der Geschwindigkeit vi
gilt:
v =
av
L: z.
l
L: (z. Iv. )
l l
Dur ch schnitt sge schwi ndigke i ten werden für die
Tiefenumrechnung von Reflexionshorizonten oder
reflexionsseismischen Profi~en verwendet.
(6. 1 )
Die RMS-Geschwindigkeit ("Root Mean Squarevelocity")
VRMS entspricht im Fall eines horizontal
geschichteten Untergrundmodells der Stapelgeschwindigkeit
Vs (Kap. 3.3) und ist für Schichten
der Dicke zi und Geschwindigkeit vi wie folgt
definiert: [. ]l
L:( v. z . ) 2
l l
V =
RMS L: (z. I v. ) ( 6 • 2 )
l l
RMS-Geschwindigkeiten sind einige Prozent grösser
als die entsprechenden Durchschnittsgeschwindigkei
ten.
6.2.4
Seismisches Vertikalprofil (VSP-Messung)
Die VSP-Messung (Vertical Seismic Profile) ist wie
die Check-shot Messung ein Verfahren der Bohrlochseismik.
Die Methode dient dazu, die seismische
Wellenausbreitung durch die erbohrten Schichten im
Detail zu analysieren. Sie liefert eine hochauflösende
, multiplenfreie und exakt tiefengeeichte
Reflexionsabbildung der Schichtstruktur im Nahbereich
der Bohrung und eine Prognose der Reflektivität
un ter de r Bohr loch sohl e.
Messtechnisch handelt es sich um nichts anderes als
um eine erwe iterte Check-shot ~1essung (Fig. 21);
die einzigen Unterschiede sind dichter gestaffelte
Messstationen (vert. Abstand ca. 20 m) und längere
Registrierzeiten (ca. 3 s). ~vährend man sich aber
bei der Check-shot Messung mit den Ersteinsatzzeiten
begnügt, verwendet man für das Seismische
Vertikalprofil die vollständigen Seismogramme, die
vom Bohrlochgeophon in den verschiedenen, regelmässig
abgestuften Tiefen aufgezeichnet und durch
Mehrfachstapelung verstärkt werden. Man kann daher
von einer eigentlichen reflexions seismischen Messreihe
mit vertikaler Anordnung der Detektorauslage

NAGRA. NTB 84-1 5 - 80 -
sprechen. Wie Figur 24a zeigt, registriert das
Bohrlochgeophon nicht nur die direkte Helle von der
Oberfläche mit den zwischen Reflektoren entstehenden
Multiplen (abtauchendes Hellenfeld) , sondern
auch Reflexionen von Grenzflächen, die unter dem
jeweiligen Messniveau lie:Jen (auftauchendes Hellenfeld).
Diese Reflexionen sind schon auf der ersten
Montage de r registrierten Spur en zu erkennen, wenn
die Zeit-Tiefensektion (Fig. 24b) unter einem günstigen
(hier durch Pfeile markierten) Blickwinkel
betrachtet wird.
Die Datenverarbeitung ist vor allem darauf ausgerichtet,
das auftauchende (reflektierte) Wellenfeld
in einer, direkt mit der Oberflächenseismik korreli
erba ren Form, als "VSP-Sekt ion" da rz ustellen. Di e
relativ aufwendige Verarbeitung ist mit derjenigen
von Oberflächenreflexionsdaten vergleichbar. Zum
Teil wird auch die gleiche Software verwendet. Im
allgemeinen umfasst die Processingsequenz mindestens
die folgenden Schritte (vgl. Kap. 3.9):
- Da tenau fbereitung (Edi ting, Redukt ion der Spuren
auf Nullzeit, Umrechnung auf vertikale~ Strahlenverlauf,
statische Ko rrekt ur und Bezug auf SRD).
- Amplitudennormalisierung (Skalierung auf gleiches
Energieniveau der Ersteinsätze, laufzeitabhängige
Korrektur der sphärischen Wellenfrontexpansion
und der Absorptionsverluste) .
- Wellenfeldtrennung durch Geschwindigkeitsfilter
(vgl. unten).
- Dekonvolution (Kap. 3.9). Da der abtauchende
Wellenzug auf jeder Tiefenstufe genau bekannt
ist, können sehr leistungsfähige Dekonvolutionsoperatoren
berechnet und dann auf das auftauchende
Wellenfeld angewandt werden ("predictive
deconvolution 11 zur Eliminierung von multiplen
Reflexionen und "waveshaping deconvolution" zur
Anpassung der Signalform an die Oberflächenseismik)
.
- Darstellung des auftauchenden Hellenfeldes (VSPsections,
transposed VSP-sections, corridor
stacks usw.).
Der entscheidende Schritt ist die Wellenfeldtrennung.
Aufgrund der VSP-Datenabspielung, wie sie in
Figur 24b präsentiert wird, ist leicht einzusehen,
dass durch Subtraktion der Ersteinsatzzeiten die
Spuren so in negativer Richtung der Zeitachse verschoben
werden können, dass sich da s abtauchende
Hellenfeld entlang einer horizontalen Linie aufreiht.

~
d
NAGRA NTB 84-15 - 81
TIEFE
REFLEKTOR
5 4 3 2
'ro-+---H-- DIREKTE WELLE
1---++-- ABTAUCHENDE ~
MEHRFACHREFLEXION ~
GEOPHON POSITION I
---------------------
2
---------------------
3
--------------------
4
--------------------
5
------------------
1-----REFLEKTIERTE WELLE
I­
W
N
REFLEKTOR
DISPLAY 1
I PO L 1 )
lEVEL No
üEPTH IN H
BElOW G l
ORIGI NALABSPI ELUNG
VSP WEIACH
0
0
10 20 JO 40 SO
2480 2300 2080 1880 1680 1480 1280 1080 880
-
- -
\ I I I I \
100
680 480
I
I
I
I
I
1
_L
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280
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~

NAGRA NTB 84-15 - 82 -
Durch Addition der Ersteinsatzzeiten andererseits
wird das auftauchende Wellenfeld horizontal ausgerichtet.
Die eigentliche Trennung der Wellenfelder
erfolgt durch Geschwindigkeitsfilter, entweder im
Frequenz-Wellenzahlraum (FK-Filter) oder durch
sogenannte Energiani ttelwert filter. Letzt ere berechnen
ein auf- und ein abtauchendes Wellenfeld
unter Ve rwendung der beka nnten La ufzei ttiefenfunkt
ion und der als "least square li-Ansatz formulierten
Bedingung, dass die Differenzenergie zwischen der
Summe der zwei vlellenfelder und dem beobachteten
Gesamtsignal minimal werden soll. Das als VSP­
Sektion dargestellte reflektierte Wellenfeld kann
nun direkt mit der Oberflächenseismik verglichen
werden.
Neben de nunterschiedlichen Da rstellungs fonnen des
reflektierten Wellenfeldes müssen aber für eine
detaillierte und vollständige Interpretation auch
die nach den einzelnen Processingschritten anfallenden
Zwi schenergebnisse berücksichtigt werden.
Die Schlussfolgerungen aus VSf-Daten und ihre
wichtigsten Anwendungen lassen sich in folgende
Kategorien einteilen:
- Allgemeine Kontrolle der Oberflächenseismik
Identifizierung und Zuordnung von primären
Re fl exionen
- Identifizierung von multiplen Reflexionen
- Analyse der Absorption und Phasenrotation
- Anwendung der VSP-Dekonvolutionsoperatoren auf
die Oberflächenseismik in der Umgebung der
Bohrung
- Ergänzung der Strukturinterpretation in Bohrlochnähe
(insbesondere Aussagen über steilstehende
Reflektoren und Verwerfungen)
- Erfassen von Reflektoren unter der Bohrlochsohle.
Inwieweit von diesen grundsätzlichen Interpretationsmöglichkeiten
Gebrauch gemacht wird, hängt im
Einzelfall von den Fragestellungen, den örtlichen
Gegebenheiten und der Datenqualität ab. In VlEIACH
wurde erstmals die für das Untersuchungsgebiet
typische Sequenz von Mesozoikum, Jungpaläozoikum
und Kristallin vollständig in strukturell relativ
ruhiger Lage erbohrt. Das Untersuchungsziel bestand
in diesem Fall vor allem darin, den seismischen
Ausdruck dieser Sedimentabfolge unter idealen, an
der Oberfläche nicht realisierbaren Messbedingungen
zu studieren. Da eine eingehende Diskussion der

NAGRA NTB 84-15 - 83 -
Daten hier zu weit führen würde, werden im folgenden
lediglich zwei Beispiele aufgeführt, die illustrieren
sollen, welche Art Schlussfolgerungen sich
aus der Gegenüberstellung von Bohrloch- und Oberflächenseismik
ergeben können. vJeitere Anwendungen
der VSP-Resultate finden sich in Kapitel 6.3.
Figur 25 zeigt einen Ausschnitt aus dem Ostteil der
Reflexionslinie 82-NS-70 im Vergleich mit VSP-Daten
(Mitte) und dem aus Dichte- und Sonic-Messungen
berechneten seismischen Impedanzlog (rechts). Das
auftauchende Wellenfeld ist als horizontal versetzte
VSP-Sektion (transposed section) dargestellt.
Berücksichtigt werden dabei nur Reflexionen, die
auf dem jeweiligen Messniveau, innerhalb von 120 ms
nach der direkten Helle eintreffen. Aus dem Vergleich
geht hervor, dass die meisten Reflexionsereignisse
unter ca. 0.5 s gut und die Reflexionen
darüber etwas weniger gut korrelierbar sind.
Auffallend ist die generell bessere Auflösung und
das kürzere Elementarsignal der VSP-Daten, was
darauf hinweist, dass die Dekonvolution wesentlich
effektiver war als im Fall der Oberflächenseismik.
Die breite, diffuse Signalform im Intervall
350 ms - 380 ms ist ein Beispiel dafür, wie multiple
Restenergie primäre Reflexionen maskieren
und die Auflösung herabsetzen kann. In diesem Fall
kommt es zur Interferenz zwischen der multiplen
Reflexion erster Ordnung der Malm-Oberfläche
(Laufzeitverzögerung 130 ms) und den zwei, auf der
VSP-Sektion deutlich getrennten, primären Reflexionen
(schwarze Peaks) bei 362 ms und 378 ms. Die
Polarität des primärem Malm-Impulses (negative bzw.
weisse Peaks an der Basis der "Massenkalke" bei
230 ms) wird umgekehrt und überlagert die primären
Reflexionen als breites schwarzes Band. Diese
beiden Primärreflexionen (Mergelkalkbank nahe
Basis der Effinger Schichten, 470 m u.T.* und Top
Huerttembergica-Schich ten, 488 m u. T.) erscheinen,
wie ein Vergleich des auftauchenden Wellenfeldes
vor und nach der Dekonvolution (hier nicht wiedergegeben)
zeigt, erst nach der Dekonvolution als getrennte
Impulse. Die multiple Malmreflexion lässt
sich auf der seismischen Sektion 82-NS-70 weiter
nach He sten verfo 1gen (Beil. 19). Sie steigt, wie
zu erwarten ist, zwischen CDP 2700 und CDP 2610 mit
der doppelten Steigung des Malmbandes gegen die
Oberfläche an und verschwindet dort, wo die primäre
Malmreflexion schwächer wird. Aehnliche Interferenzerscheinungen
zwischen den auf der VSP-Sektion
*) u.T. = unter Terrain

NAGRA NTB 84-15 - 84 -
1
CD P 2700 2720 2740 2760 2780 2800 2820 2&10 2860 2880 2900 2920 2940 2960 29
I I I I I I I I I I I I I I I
STAT. ) 1~20 1~60 1~80
I I I I
1500
1540
111111 11 111111 111
IIlllJmnrnr [I
SB WEIACH [I
o . 0 -HHjlHmbUllimm.mwlHmmmmmlHmlHfflffffHttfffiFfW'l~"Y"t'44-l'fI
0.8
0 .9 ~ .
LINIE
82N~
MIGRAT
Figur 25:
Korrelation des seismischen Vertikalprofils mit
der Oberflächenseismik (Linie 82-NS-70, Ausschnitt
HE lACH) , rechts seismisches Impedanzlog
(Skala entspr. Fig. 26)

NAGRA NTB 84-15 - 85 -
scharf definierten primären Malmreflexionen bei
230 ms (Top "Massenkalke" , 186 m u. T.) und 270 ms
(Top Wangental-Schichten, 316 m u.T.) auf der einen
Se ite illld Kurzwegmultiplen ("peg-leg multiples")
zwischen diesen Grenzflächen auf der anderen sind
mindestens teilweise dafür verantwortlich, dass die
Malmforrnation als ganzes auf der Oberflächenseismik
zwar als ausserordentlich starke, aber relativ
tief frequente und wenig differenzierte Reflexion
in Erscheinung tritt. Eine mögliche Konsequenz aus
der VSP-Interpretation wäre im vorliegenden Fall
die Anwendung der VSP-Dekonvolutionsoperatoren auf
die Oberflächenseismik in der Umgebung der Bohrung.
Wahrscheinlich könnte dadurch da s Au flösungsvermögen
der seismischen Sektion erheblich verbessert
werden.
Figur 26 illustriert, dass VSP-Daten auch Strukturinforrnation
enthalten. Der vergrösserte Ausschnitt
der Sektion (auftauchendes Wellenfeld)
zwischen 1480 mund 2120 m u.T. zeigt den Top
Kristallin Reflektor bei 1200 ms, entspr. 2020 m
u.T. Aus der Krümmung des Reflektors in drei durch
deutliche Laufzeitsprünge getrennte Tiefenabschnitte
kann ein Einfallen der Kristallinoberfläche vön
ca. 20 0
berechnet werden. Ueber die Richtung des
Einfallens ist aufgrund der annähernd zentrisch
symmetrischen Messanordnung keine Aussage möglich.
TIEFE [rn] AB TERRAIN
TOP
2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500
i
.-.
(J)
~
L.J
I- •

NAGRA NTB 84-15 - 86 -
Die Laufzeitsprünge selbst deuten auf zwei der
Bohrung abgewandte Nonnal-Verwerfungen mit Sprunghöhen
von ca. 10 m (1) und ca. 30 m (2). Die Entfernung
der Verwerfungen von der Bohrung kann nur
als Maximalwert angegeben werden, da nicht bekannt
ist, wi e sich die Richtung BOhrung-seismische
Quelle relativ zur Richtung des Einfallens verhält.
Das Auswandern der Reflexionspunkte wird dann ma.ximal,
wenn die Quelle an der Oberfläche gegen die
Richtung des Reflektoreinfallens versetzt ist. Da
die Linie 82-NS-70 ein Einfallen der Kristallinoberfläche
nach Westen andeutet und sich das
Airgun-Bassin 64 m östlich der Bohrung befand,
scheint diese Situation wahrscheinlich. Die seitlichen
Abstände der Verwerfungen wären in diesem
Fall ca. 70 m (1) und ca. 190 m (2).
6.2. 5
Synthetische Seismogramme
Synthetische Seismogramme sind wichtige Hilfsmittel
zur Id ent if iz i erung und Zuo rdnung de r au f
seismischen Sektionen beobachteten Reflexionen.
Sie setzen keine zusätzlichen Messungen voraus,
sondern werden aus dem Dichte- und dem Sonic Log
berechnet.
Die Grundlage ist das in Kapitel 3.5 erwähnte
Konvolutionsmodell. Es besagt, dass ein idealisiertes
Reflexionsseismogramm durch die Faltung
(Konvolution) der Reflektivitätsfunktion R(t) mit
einem Quellensignal q(t) dargestellt werden kann.
Um die Reflektivitätsfunktion bzw. das aus den
Reflexionskoeffizienten aufgebaute "Impulsseismogramm"
zu berechnen, wird das editierte und geglättete
Sonic- und Dichtelog unter Verwendung der
bekannten Laufzeittiefenfunktion auf eine lineare
Zeitskala umgerechnet. Durch Multiplikation erhält
man das seismische Impedanzlog, aus dem, durch sukzessive
Differenzenbildung, die Reflexionskoeffizienten
abgeleitet werden. Schliessl~ch wird das
Impulsseismogramm mit einem den reflexionsseismischen
Daten entsprechenden Quellensignal gefaltet.
Im vorliegenden Fall wurde ein symmetrisches zerophase
("Ricker") Wavelet verwendet. In Figur 27
werden die Verarbeitungsschritte, von links nach
rechts, am Beispiel VJEIACH illustriert. Das Ergebnis
ist zunächst eine einzelne synthetische
Seismogrammspur mit den primären Reflexionen (p).
Sie wird in LinienjFlächenschrift meist mehrfach
nebeneinander abgespielt, um die Darstellungsform
der Oberflächenseismik anzugleichen.

~
~.
.0
C
t1
tv
-...J
CIl
"<
::s
rt
::t
ro
rt
~.
CI)
Cl
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ro
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ro
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t1
~
~
~
t1
C
::s
1O
-....
t!j
H
:x:-
@
RT
[5]
0.1 -
0.2 -
0.3 -
0.4 -
0.5
0.6 -
0.7 -
0.8 -
0.9 - -
1.0
1.1 -
1.2 -
'.3 -
ZSRD
[m]
-
-
-
-
-
-
-
-
1000 -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2000-
-
-
-
-
-
0
V p P I . 10 6
[km/s] [ gr /cnf] [kg/sm 2 ]
2 4 6 1 2 3 0 5 10 15
I
I
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P OH NE TRANSM. P MIT MULTIPLEN ZSRD
VERLUSTE U.TR.VERLUSTEN [m]
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RT
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f- 0.2
r-- 0.3
r-- 0.4
r- 0.5
t- 0.6
r-
~ 0.7
r-- 0.8
t- 0.9
1.0
r-- 1.1
t- 1.2
~ 1.3
~
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I
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CD
-.-J
)..

NAGRA NTB 84-15 - 88 -
Mit entsprechenden Algorithmen können ausser dem
Primärseismogramm eine ganze Reihe von weiteren
Spuren berechnet werden, die in beliebigen Kombinationen
die Wirkung von multiplen Reflexionen,
Transmissionsverlusten (Kap. 3.1) und Filteroperatoren
(Wavelets) unterschiedlicher Bandbreite
aufzeigen. Die äussere Kolonne rechts in Figur 27
zeigt ein Beispiel (Primäre Reflexionen, Multiple
und Transmissionsverluste). Beim Vergleich mit
realen Daten muss berücksichtigt werden, dass diese
speziellen Spuren, wie alle synthetischen Seismogramme,
eine Einzelregistrierung simulieren und
den Multiplen unterdrückenden und Primärreflexionen
verstärkenden Effekt der Mehrfachüberdeckung und
der Stapelung ebenso ausser Acht lassen wie die,
auf die Sektion angewandte, gleitende Amplitudennormi.erung.
Transmissionsverluste und die Hirkung
von Hehrfachreflexionen werden daher oft überschätzt.
Trotzdem sind spezielle synthetische Spuren wie
beispielsweise reine Multiplenseismogramme wertvolle
Ergänzungen, die es erlauben, die relative
Bedeut ung der Einzelfaktoren abzu schätzen, die für
die seismische Signalform mitbestimmend sind.
Bei der praktischen Anwendung der synthetischen
Seismogramme als Interpretationshilfsrnittel werden
z.T. ähnliche Ziele verfolgt wie bei der Korrelation
der Oberflächenseismik mit dem seismischen
Vertikalprofil. Im vorliegenden Fall wurde vor
allem von den folgenden Möglichkeiten Gebrauch
gemacht:
Präzi se und detail li erte Zuordnung de r pr imären
Re fl exionen,
- Identifizierung von multiplen Reflexionen,
- Kontrolle der Oberflächenseismik durch Vergleich
mit dem rauschfreien, idealisierten seismischen
Erscheinungsbild der erbohrten lithologischen
Einheiten,
- Analyse von Interferenzerscheinungen, die bei
dichtgestaffelten starken Reflexionskoeffizienten
auftreten.
Der Vergleich eines synthetischen Seismogramms der
Bohrung vmIACH (primäre Reflexionen ohne Transmissionsverluste)
mit dem Ostteil der reflexionsseismischen
Linie 82-NS-70 (Fig. 28) zeigt zwar im
mesozoischen Abschnitt (ca. 300 ms - 670 ms) eine
überwiegend gute Uebereinstimmung der Signal form,

NAGRA NTB 84-15 - 89 -
1
COP 2700 2720 27'10 2760 2780 2800 2820 28'10 2860 2890 2900 2920 29'10 2960 29
I I I I I I I I I I I I I I
STAT. 1 1'-20 1480 1500 1540
n_ ••••
0.0 _____ _,LllllWlllilllJ~~~_tttltt
0. 1
0.4
0.5
0 .6
0 .8
1.2
SGPK/NJ
Reflexionsseismik
I At"1AnrlA
UNII
82N~
MIGRAl
Figur 28:
Korrelation des synthetischen Seismogramms
mit der Oberflächenseismik (Linie 82-NS-70,
Ausschnitt WEIACH)i rechts Log der Reflexionskoef
fizi enten

NAGRA NTB 84-15 - 90 -
die eine einwandfreie Zuordnung der primären Reflexionen
zulässt (vgl. Kap. 6.3); im Bereich der
Malmkalke (210 ms - 280 ms) und der Kohleflöze
(920 ms - 1100 ms) dagegen weicht das synthetische
Seismogramm erheblich von der tatsächlich beobachteten
Signalform ab. Die Gründe für die unbefriedigende
Korrelation sind noch nicht im Detail
geklärt. Möglicherweise entspricht das für die
Filterung des Impulsseismogramms verwendete Wavelet
in bestimmten Tiefenbereichen nicht mehr der Realität
und erzeugt dort drastisch unterschiedliche
Interferenzmuster. Figur 28 zeigt, dass das Auflösungsvermögen
des seismischen Elementarsignals
bei weitem nicht ausreicht, um die dichtgescharten
Reflexionskoeffizienten durch einzelne getrennte
Peaks abzubilden. Die Form des Gesamtsignals kommt
durch Ueberlagerung (Interferenz) von Kopien des
Vlavelets zustande, die primären oder multiplen
Reflexionen entsprechen. In Intervallen wo die
Ab.stände zwi sehen starken pos itiven und nega tiven
Reflexionskoeffizienten bedeutend kür zer_ sind aLs
die Waveletlänge, ist die Abschwächung, Verstärkung
oder Phasenverschiebung des Gesamtsignals durch
In terferenz besonders au sgeprägt und kr itisch vom
verwendeten Wavelet abhängig. Heiter muss in
Betracht gezogen werden, dass die, zwischen hart
kontrastierenden Schichten oder Schichtgrenzen
entstehenden, geringfügig verzögerten Mehrfachreflexionen
ebenfalls zur Signalverformung beitragen.
Diese "interbed-" oder "peg-leg multiples" wurden
bei dem in Figur 28 gezeigten synthetischen Seismogramm
nicht berücksichtigt.
Die Verwendung von Tiefbohrdaten bei der Interpretation
der Oberflächenseismik wird in Figur 29
noch einmal zusammenfassend dargestellt. Weitere
und detailliertere Informationen enthalten die
Untersuchungsberichte über Nagra-Sondierbohrungen
(bisher veröffentlicht: Untersuchungsbericht
Sondierbohrung BOETTSTEIN, Nagra NTB 85-01).

NAGRA NTB 84-15 - 91 -
INTERPRETATIONSSCHEMA
SEISMISCHES VERTIKALPROFIL (VSP) / SYNTHETISCHE SEISMOGRAMME
OBERFLÄCHENSEISMIK
BOHRLOCH
SEISMIK
LOGGING
v (z) / p(z)
! ""
AUFTAUCHENDES
WELLENFELD
VSP-SEKTION
I
ABTAUCHENDES
WELLENFELD
vA (z) / VI(Z)
I--
REFLEXIONSKOEFF.
.. ..
SPEZIELLE I SYNT. SEISMOGRAMM I SYNT. SEISMOGRAMM
DARSTELLUNGEN MULTIPLE PRIMÄRREFLEXIONEN
! !
OBERFLÄCHENSEISMIK
!
KORRELATION
SEISMIK
SONDIER-
BOHRUNG
~
Figur 29:
Beziehungen zwischen Logs, Bohrlochseismik und
Oberflächenseismik
6.3 Charakterisierung der kartierten
Reflexionshorizonte
6.3.1 Auswahl der Reflektoren
Die kartierten 5 Reflexionshorizonte wurden unter
Berücksichtigung der folgenden Gesichtspunkte ausgewählt:
- Bedeutung im Rahmen der Nagra-Untersuchungsziele,
- geologische (stratigraphische) Bedeutung,
- Deutlichkeit illld Kontinuität der seismischen
Abbildung (Reflektorqualität).
Die zusammenhängende Interpretation und Kartierung
einer lithostratigraphischen Grenzfläche im gesamten
Messgebiet setzt voraus, dass sich diese
Grenze als deutlicher und kontinuierlicher Reflektor
auf allen Sektionen des Messnetzes abbildet.

NAGRA NTB 84-15 - 92 -
Viele stratigraphische Horizonte erfüllen diese
Bedingung nicht, da sie mit keinem markanten HechseI
der seismisch relevanten Gesteinseigenschaften
zusammenfallen. Statt des eigentlichen Zielhorizontes
wird in diesen Fällen der nächstgelegene,
gute seismische Horizont ("Marker") angerissen.
Sofern der seismische Leithorizont konkordant auf
oder unter dem Zielhorizont liegt und von diesem
nur durch ein dünnes Schichtpaket konstanter Mächtigkeit
getrennt ist, kann die Abweichung durch
eine Tiefenkorrektur oder eine Anpassung der bei
der Ti efenumrechnung verwendeten Durchschnittsgeschwindigkeiten
leicht kompensiert werden. Die
Isohypsenkarte zeigt dann trotzdem die wahre, mit
den Bohrlochdaten übereinstimmende Tiefe des Zielhorizontes.
Um zwischen einer stratigraphischen
Grenzfläche und dem für sie repräsentativen seismischen
Marker klar zu unterscheiden, wird im
folgenden der seismische Leithorizont in Anführungszeichen
gesetzt (z. B. "Top Dogger").
Im Messgebiet ist die Reflektivität der mesozoischen
Schichtfolge im allgemeinen gut. Die im
Zusammenhang mit den Nagra-Untersuchungen besonders
wichtigen durchlässigen Grundwasserleiter (Aquifere)
sind eng an stratigraphische Grenzflächen
gekoppelt (oberster Malm, Trigonodus-Dolomit im
obersten Muschelkalk und Buntsandstein an der
Basis des Mesozoikums) und entsprechen deutlichen,
kontinuierlichen Reflektoren, die regional ohne
Schwi erigkei ten ka rt iert we rden können.
Im Gegensatz dazu sind unter der mesozoischen Basis
keine über grössere Distanzen verfolgbare Reflektoren
mehr auszumachen. Der Perrn/Karbongrenze
entspricht kein auffälliger lithologiseher 'vechsel~
sie manifestiert sich demzufolge auch auf den seismischen
Sektionen nicht und kann allenfalls dort,
wo das Karbon Kohle führt, mit den obersten Flözen
in Verbindung gebracht werden. In WEIACH liegt die
stratigraphische Grenze (ca. 1450 m u.T.) ca. 30 m
über dem ersten auf der seismischen Sektion erkennbaren
Kohleflöz (1480 m u.T.). Auch die Oberfläche
des kristallinen Sockels ist kein guter Reflektor.
Ihr Verlauf wird im grösseren Teil des Messgebietes
nur mittelbar durch das Verschwinden der mesozoi
sehen Schicht ung angeze igt. Schwier iger ist
die Festlegung der Sockeloberfläche im Bereich
des Pe rmokarbon-Troges, wo das typische seismische
Erscheinungsbild der überlagernden Sedimente weniger
deutlich ausgeprägt ist. Aufgrund der Bedeutung
dieser Grenze, sowohl für die Nagra-Untersuchungen

NAGRA NTB 84-15 - 93 -
wie auch für das Verständnis der regionalen Tektonik,
wurde trotzdem versucht, die Kristallinoberfläche
lückenlos zu interpretieren und als Tiefenkontourkarte
darzustellen. Das Ergebnis ist aber
allenfalls als erste Approximation zu werten und
in Bezug auf Detailtreue und auch Zuverlässigkeit
nicht mit den Isohypsenkarten der mesozoischen
Reflexionsho rizonte verg leichba r.
Insgesamt wurden schliesslich 5 Horizonte für die
regionale Kartierung ausgewählt. Sie sind auf den
seismischen Sektionen (Beil. 4 - 24, gerade Nummern)
mit den folgenden Kennfarben bezeichnet:
- Top Malm: hellblau
- "Top Dogger": blaugrün
- "Top Muschelkalk": gelb
- Ba s i s Me so zo ik um: 0 rang e
- Top Kristallin: rot, bzw. bei unsicherer
seismischer Indikation, die
Begrenzung der hellgelben
Permokarbon Schattierung
Auf einzelnen Abschnitten einiger Sektionen sind
zusätzlich die folgenden Reflektoren markiert:
- Top Lia s: lila
- Basis Quartär: braun
Die Zuordnung und lithologische Charakterisierung
der Reflexionshorizonte wird in den nächsten Abschnitten
exemplarisch anhand von Daten aus der
Sondierbohrung HEIACH vorgenommen.

NAGRA NTB 84-15 - 94 -
0.232 ~
o
.....
N
,...,
3
6.3.2 Top Malm
WEIACH : Teufe 186 m u.T.
317 m u.SRD
Refl exionszeit:
232 ms
Top Malm ist eine Grenzfläche mit
einern ausserordentlich harten
Geschwindigkeits- und Impedanzkontrast.
Der abrupte Uebergang
von den weichen Tonen der Bohnerz-Formation
(v p : 2590 m/s) zum
harten Mikri t der "Mas senkalkeIl
(v : 5300 m/s) ergibt einen
Re11exionskoeffizienten von
+ 0.233, der als gut de finierter
schwarzer Peak abgebildet wird.
Charakteristisch für die Malmoberfläche
ist aber nicht allein
dieser erste Einsatz, sondern die
Gesamtform des Reflexionssignals.
Der auffällige Doppelimpuls
reflektiert die Teilung des Malms
in zwei harte Kalklagen, die durch
die tonig-mergeligen "Quaderkalke"
und Schwarzbach-Schichten getrennt
werden (vergl. Impedanzprofil,
Fig. 30). Da sAmpli tudenverhäl tnis
und die Separation der zwei positiven
(schwarzen) Peaks entspricht
allerdings nicht genau der durch
das synthetische Seismogramm
vorausgesagten Signalform. Dies
deutet darauf hin, dass bei der
Entstehung des Gesamtsignals
vvavelet-In terferenz und Ueberlagerungen
durch Peg-leg Multiple
eine wichtige Rolle spielen.
.. ___ ~
TOP MALM
__ CD
~ ..__..______ w 0
.,,::I:
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,,~Ä
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o
N
Figur 30:
Top Malm Reflektor,
B ohrung ~'vEIACH
G1
."
o
5
~
."
'-':;0
~--1

NAGRA NTB 84-15 - 95 -
1'""1::0
.~ -i
N
1'""1
3
L-J
6.3.3 "Top Dogger 11
vvEIACH : Teufe: 470 m u.T.
601 m u.SRD
Reflexionszeit:
362 ms
Die stratigraphische Obergrenze
des Dogger liegt in WEIACH bei
478.21 m u.T. (Anceps-Athleta­
Schichten). Da dieser Horizont
mit keiner seismisch erfassbaren
lithologischen Grenze zusammenfällt,
wurde im östlichen Teil
des Messgebietes eine Mergelkalkbank
an der Basis der Effinger
Schichten (470 m u.T.) kartiert.
Der Reflektor ist auf dem in
Figur 31 dargestellten synthetischen
Seismogramm und dem
seismischen Vertikalprofil
deutlich sichtbar; auf der
Sektion wird er in der Nähe der
Bohrung von der multiplen Malmreflexion
erster Ordnung teilweise
maskiert (vgl. Kap. 6.2.4).
Die Merge 1 de s un ters ten Malm
und des Dogger gehen im zentralen
und westlichen Teil des Messgebietes
in eine kalkigere Fazies
über. Der Leithorizont hat daher
keine regionale Ausdehnung und
musste westlich der Region
Endingen durch andere, für JlTop
Dogger Jl repräsentative seismische
Marker ersetzt werden.
::0
rrJ
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x
o
~~~~~~~~~~~~~o Z
C/'J
A
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rn
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o
N
A
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s:
:u
°0

NAGRA NTB 84-15 - 96 -
6.3.4
"T op Mus che lka lk 11
HE lACH:
Teu fe:
Reflexionszeit:
817. 5 m u. T.
950 m u .SRD
582 ms
"Top Muschelkalk" ist seismisch
durch eine relativ kompakte, 13 m
mächtige Anhydritschicht an der
Basis des Gipskeuper charakterisiert
(804.5 m - 817.5 m u.T.).
Trotz vereinzelten dünnen Dolamitund
Tonbändern erreicht die seismische
Geschwindigkeit in diesem
Intervall 5000 m/s und Spitzenwerte
von 5600 m/s im Bereich
der Anhydritbänke. An der Untergrenze
dieser Schicht kommt es zu
einem drastischen Geschwindigkeitsabfall,
der durch eine 1 m
mächtige Tonlage an der Basis der
Lettenkohle noch akzentuiert wi rd
(817.5 m - 818.5 m u.T.). Darunter
fo Igt der sehr poröse oberste
Trigonodus-Dolomit mit einer
mittleren Geschwindigkeit von nur
4300 m/s.
De r schnelle Ba sisanhydr i t de s
Gipskeuper ist ein markanter,
kontinuierlicher Reflektor, der
über das gesamte Messgebiet
ve rfo 19t we rde n ka nn. Se ine
scharf definierte Untergrenze
(Reflexionskoeffizient: -0.1)
entspricht bis auf wenige Meter
dem stratigraphischen Horizont
und kann, wie Figur 32 zeigt,
dem Uebergang von einem positiven
(schwarzen) zu einem negativen
(weissen) Reflexionsimpuls
zugeordnet werden.
I
P
N
:0
lT1
" r
lT1
x
o
~~~~~~~~~~~~~o Z
Cf)
:A
o
lT1
" :-Tl
+ :0
o
N
Figur 32: "Top Mu scheIkalk II Refl
ektor, Bohrung vlEIACH
o
m
o
Ul

NAGRA NTB 84-15 - 97 -
6.3.5 Ba si s Me sozo ik um
(Top Permokarbon)
\VEIACH:
Teu fe:
Reflexionszeit:
991 m u. T.
1122 m u.SRD
661 ms
v~ellendolomi t und Bunt sandstein
zusammen bilden an der Basis des
Mesozoikums eine harte, 18 m
mächtige Bank die, eingebettet
in eine tonig-siltige Serie,
fast ideale Reflexionseigenschaften
aufweist. Die seismischen
Geschwindigkeiten in diesem
Intervall liegen zwischen 4000
und 5500 m/s und kontrastieren
damit deutlich mit den Tongeschwindigkeiten
im Hangenden und
Liegenden (ca. 3200 m/s). Der
positive Reflexionskoeffizient
(+ 0.1) an der Obergrenze erzeugt
einen schwarzen Peak. Der negative
Koeffizient an der Basis
(- 0.1) fällt genau mit der stratigraphischen
Grenze Mesozoikum/
Paläozoikum zusammen und kann au f
den seismischen Sektionen im
Zentrum des darauffolgenden
weis sen Reflexionsbandes lokalisiert
werden (Fig. 33).
Eine weitere Identifizierungsh
il fe ist de r loka 1 sich tba re
diskordante Kontakt der Permokarbonsedimente.
Besonders deutlich
ist die ~vinkeldiskordanz
auf der Linie 82-NS-70 zwischen
CDP 2320 und CDP 2520 (Beil. 19
und 20) und auf der Linie 82-NX-40
zwischen CDP 301 und CDP 421
( Be il. 13 un d 14).
I
~
N
:;0
fTI
"Tl
r
fTI
x
o
~~~~~~~~~~~~~o Z
Cf)
o
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fTI
"Tl
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+ :;0
o
N
U1
1>
"
C
Cf)
:-I
s:
:u
o ō m
,..,
,
VI
;K"
10
3
N
......
Figur 33:
Basis Mesozoikum Reflektor,
Bohrung HEIACH
'-':::0
~-\

NAGRA NTB 84-15 - 98 -
6.3.6 Top Kristallin
WEIACH: Teufe: 2020 m u. T.
2151 m u.SRD
Reflexionszeit:
1185 ms
Die Kristallinoberfläche ist, wie
bereits erwähnt, ein schlechter
Reflektor und kann meist nur
indirekt nachgewiesen werden.
Betrachtet man das in Figur 34
da rge stellt e Impedanzprof il mit
dem markanten Anstieg der Schallhärte
an der Basis des Pennokarbon-Troges,
scheint dies zunächst
schwer verständlich. Der komprimierte
Tie fe nrnass stab täu seht
aber darüber hinweg, dass die
seismische Geschwindigkeit auch
in VlEIACH nur graduell, über
ein 5 m Intervall, von 4000 m/s
auf 5300 m/s ansteigt. Dieser
Geschwindigkeitsgradient ist
ausserhalb des Troges, wo die
Verwitterung der Kristalli n­
oberfläche tiefer reicht, noch
wesentlich flacher. Ein weiterer
möglicher Grund für die ungünst
igen Re fl exionse igenschaften
ist die relative IIRauhigkeit li
der Sockeloberfläche. Ein Mikrorelief
im Bereich der seismischen
Wellenlängen (50 - 400 m) bewirkt
eine Streuung der seismischen
Energie und eine dementsprechend
undeutliche Abbildung des Reflektors.
Dass ein solches Mikrorelief
in der Umgebung der Bohrung HEIACH
tatsächlich existiert, kann mit
Hilfe der Bohrlochseismik (VSP­
Daten) nachgewiesen werden (vgl.
Kap. 6.2.4).
I
P
N
:::0
rrJ
-n
r
rn
x
o
~~~~~~~~~~~~o ~
A
o
rn
-n
:-n
+ :::0
o
N
o ō
Q)
,...,
~
10
..........
1/1
3
N
.. L..I
U1
Figur 34:
Top Kristallin Reflektor,
Bohrung HEIACH
G')
rn
o
5
G')
rrJ
'-';::0
~--\

NAGRA NTB 84-15 - 99 -
6.4
6.4.1
Kartierung
Isochronenkarten
Ausgangspunkt und Grundlage für die KartendarsteIlung
der 5 Reflexionshorizonte waren die diesem
Bericht beiliegenden interpretierten Sektionen
(Beil. 4 - 24, gerade Nummern). Nur die Karte der
Krista11inoberf1äche (Bei1. 29) stützt sich nicht
aussch1iess1ich auf die Resu1tate des Ref1exionsseismikprogramms
82, sondern berücksichtigt auch
erste Ergebnisse der Ref1exionsmessungen 83 und
der Refraktionsmessungen 84.
Vor der Uebertragung der Reflexionszeiten auf einen
seismischen Lageplan (Karte mit eingetragenen CDP­
Positionen, s. Beil. 30) wurde die Interpretation
alle r Linien au f Hidersprüche, Pa ssungenauigkei ten
und Verträglichkeit mit geologisch kartierten Aufschlüssen
überprüft. Die Farbmarkierungen auf den
einzelnen Sektionen wurden dann präzisiert, indern
mit einer dünnen Linie möglichst genau diejenige
Phase angerissen wurde, die der gesuchten Grenzfläche
entsprach.
Um einen Grobrahmen für die Kartierung zu erhalten,
wurde auf dem Lageplan als erstes der Verlauf der
wichtigsten Verwerfungen festgehalten. Regionale
Störungen wie die gros sen Ueberschiebungen im
Faltenjura, die Söckelsprünge an ihrer Basis und
die Mandacher und Mettauer Ueberschiebung können
ohne grosse Schwierigkeiten von einer Diplinie zur
nächsten verfolgt werden. Kleinere Störungen dagegen
sind aufgrund der gros sen Abstände zwischen den
seismischen Linien nicht mehr sicher korrellierbar
und wurden deshalb auf den Karten zwar markiert,
aber nicht miteinander verbunden.
Ueblicherweise werden die Reflexionszeiten bis
zu einem der markierten Horizonte kontinuierlich
auf den numerierten Spuren der Sektion abgelesen
und dann auf einen Lageplan mit entsprechend numerierten
CDP-Positionen übertragen. Für diesen zeitaufwendigen
Arbeitsschritt und die darauffolgende
Konturierung und Tiefenumrechnung der Zeithorizonte,
werden aber seit einiger Zeit interaktive
Computersysteme eingesetzt, die alle Routine­
Datenmanipulationen übernehmen. Dadurch kann die
KartendarsteIlung erheblich vereinfacht und beschleunigt
werden; selbst dann, wenn nicht von
allen Optionen Gebrauch gemacht wird. Im vorliegenden
Falle wurden die markierten Reflexionshorizonte
und das Muster der regional korrellierbaren

NAGRA NTB 84-15 - 100 -
Störungen digitalisiert und zusammen mit den CDP­
Koordinaten abgespeichert. Da s System "INTERBASE"
der CGG wurde dann in einer ersten Phase dazu benutzt,
für jeden der 5 Horizonte einen Linienplan
mit regelrnässig abgestuften Reflexionszeiten auszupldtten.
Diese Karten wurden im 100 ms-Abstand
von Hand konturiert. Versuche, die Zeithorizonte
mit den verfügbaren "INTERBASEII-Interpolations- und
Konturprograrnmen darzustellen, wurden wieder abgebrochen,
da es sich zeigte, dass das weitmaschige
Messnetz für eine rein rechnerische Approximation
der Reflektoroberflächen zu wenig Stützwerte
lie ferte.
Beim Festlegen der wenig eingeschränkten Isochronen
zwischen den Linien wurden alle Details weggelassen,
die wesentlich kleiner sind als die
mittlere Maschenweite in dem betreffenden Gebiet.
Der dadurch entstehende Eindruck einer relativ
glatten Oberfläche entspricht natürlich im Detail
nicht der Wirklichkeit, sondern ist eine Folge der
geringen Datendichte und des Versuchs, das einfachste
Modell zu finden, mit dem die seismischen
Beobacht ungen noch be friedigend erklärt werden
können.
6.4.2
Tiefenumrechnung
Die Umrechnung der Isochronenkarten in Tiefenlinien-
oder Isohypsenkarten setzt ein 3-dimensionales
Geschwindigkeitsmodell voraus, das sowohl
die vertikale wie die laterale Variation der
seismischen Geschwindigkeiten berücksichtigt.
Ein derartiges Modell kann aus den entlang der
seismischen Linien bekannten Stapelgeschwindigkeiten
abgeleitet werden (Kap. 3.3). Stapelgeschwindigkeiten
sind zwar weniger verlässlich
als die in Tiefbohrungen direkt ermittelten
Geschwindigkeitsprofile, die sich auf Sonic- und
Check-shot Messungen abstützen (Kap. 6.2.3). Die
Bohrungsdichte reicht aber meistens nicht aus, um
ein für das ganze Messgebiet gültiges Modell zu
konstruieren. Zum Zeitpunkt der Interpretation
waren nur die Geschwindigkeitsprofile der Tiefbohrungen
BOETTSTEIN und WEIACH verfügbar. Diese
Bohrlochdaten wurden dazu benutzt, das 3-D Geschwindigkeitsmodell
lokal zu überprüfen und
empiri sch einen Faktor für die Umrechnung der RMS­
Geschwindigkeiten (vRMS) in Durchschnittsgeschwindigkeiten
(v av ) zu finden.

NAGRA NTB 84-15 - 101 -
Stapelgeschwindigkeiten (vS) fallen als Resultat
der Geschwindigkeitsanalysen in der Datenverarbeitungsphase
an. Sie haben im allgemeinen keine
direkte physikalische Bedeutung, sondern sind
defini tionsgemäs s di ej enigen "Ge schwindigke iten" ,
die eine optimale dynamische Korrektur bzw. eine
optimale Stapelung gewährleisten. Man bezeichnet
sie auch als RMS-Geschwindigkeiten, obwohl dies
streng nur für den Fall paralleler, horizontaler
Schichtung zutrifft. Stapelgeschwindigkeitsfunktionen
werden entlang den seismischen Linien im
Abstand von 0.5 - 1 km abgeleitet und dann durch
lineare Interpola tion zu einem kontinuierlichen,
2-dimensionalen Geschwindigkeitsmodell in der
x-t-Ebene ergänzt. Die Geschwindigkeitsanalysen
und die darauf basierenden Modelle gehen von einem
pr ovi so ri sehen Zeitnullpunkt au s, der nicht de r
seismischen Referenzebene (SRD, hier 500 m ü.M.),
so ndern einer geg lät teten Ge ländeoberfläche, der
"Datum Plain of Computation" (DPC) entspricht.
Diese Zeitnullinie (auf den Sektionen nahe der
Oberfläche schwarz eingezeichnet) gilt nach der
ersten statischen Korrektur, bei der nur die
Differenz zwischen der eigentlichen Korrektur und
einem über mehrere CDP's gemittelten Wert auf die
Daten angewendet wird. Da sich die Reflexions­
Loeiten andererseits auf SRD beziehen, mussten die
Stapelgeschwindigkeitsfunktionen in einem ersten
Schritt durch das Einfügen einer 3000 mls Schicht
zwischen DPC und SRD auf das gleiche Referenzniveau
umgerechnet werden.
Für den Aufbau des 3-dimensionalen Geschwindigkeitsmodells
wurde "INTERBASE"-Software verwendet.
Nach der Eingabe der korrigierten Stapelgeschwindigkeitsfunktionen
wurden zunächst die 3-dimensionalen
Geschwindigkeitsmodelle in den Sektionsebenen
durch Linien gleicher RMS-Geschwindigkeit
dargestellt. Diese Isolinien zeigten häufig noch
extreme lokale Variationen, die weder durch die
Lithologie noch durch die strukturellen Verhältnisse
gerechtfertigt schienen.
Vor der weiteren Verwendung wurden daher die RMS­
Geschwindigkeitssektionen geglättet und an den
Kreuzungsstellen der Profile zur Uebereinstimmung
gebracht. Der nächste Schritt bestand darin, die
~1S-Geschwindigkeiten in die für die Tiefenumrechnung
benöt igten Durchschnittsgeschwindigkeiten vA
(x,t) umzurechnen. Die Durchschnittsgeschwindigkeit
entspricht dem Quotienten aus der Tiefe z und der
zugehörigen Laufzeit t(z) und ist erfahrungsgemäss
wenige Prozente kleiner als die RMS-Geschwindigkeit
(Kap. 6.2.3). Ein Vergleich der in WEIACH

NAGRA NTB 84-15 - 102 -
gemessenen Geschwindigkeitsprofile ergab einen
gemittelten Korrekturfaktor von 0.97, der auf alle
RMS-Geschwindigkeiten angewandt wurde.
In jeder Sekt ions ebene war nun ein Durchschnittsgeschwindigkeitsmodell
v av (x,t) und der Verlauf
der interpretierten Reflexionshorizonte tRi(x) i
i = 1-5 definiert. Daraus wurden im nächsten
Arbeitsschritt die Durchschnittsgeschwindigkeiten
v av ( x,tRi (x)) zwi schen den Reflexionshorizonten Ri
und SRD berechnet. Diese horizontspezifischen
Durchschnittsgeschwindigkeiten längs der seismischen
Linien wurden dann, wie zuvor schon die
Reflexionszeiten, auf CDP Karten gleichabständig
ausgeplottet und von Hand kontouriert. Das 3-
dimens ionale Modell war dami t dur ch 5 Ge schwindigkeitskarten
festgelegt und die Tiefe zi eines
Reflexionshorizontes Ri unter SRD am Kartenpunkt
P (x, y) konnte auf einfache Heise durch Multiplika
tion der Durchschnittsgeschwindigkeit mi t der
halben Reflexionszeit ermittelt \.verden:
z, (x,y) = -21V (x,y)-t R
, (x,y)
l av l
i = 1-5 ( 6. 3 )
6.4.3
Isohypsenkarten
Zur Darstellung der Reflektoroberfläche in Fonn
von Tiefenlinienplänen (Isohypsenkarten) wurde die
La u fze i t- und Ge schwi ndigke itskonturka rt e jedes
Reflektors digitalisiert und abgespeichert. Da die
Modelle nun mi t einer au sreichenden Da tendichte
festgelegt waren, konnten für die weiteren Arbeitsschr
i t te 11 INTERBASE II -Pr og rammoptionen ve rwe ndet
werden. Durch Interpolation wurde zuerst ein
engmaschiges regelmässiges Netz von Stützstellen
erzeugt. An diesen Stützstellen wurden die Reflektortiefen
berechnet und anschliessend mit einem
Isolinienabstand von 100 m automatisch konturiert.
Eine Ueberprüfung der Karten anhand der verfügbaren
Bohrdaten ergab im Bereich der mesozoischen Sedimente
einen maximalen Tiefenfehler von etwa 30 rn.
Dieser Hert ist aber allenfalls für die unmittelbare
Umgebung der seismischen Linien repräsentativ;
in einiger Entfernung von den Messlinien muss mit
grösseren Abweichungen gerechnet werden. Er gilt
auch nicht für die Karte der Kristallinoberfläche,
die besonders im Bereich des Permokarbon-Troges
als generell weniger zuverlässig eingestuft wird.
Di e Isohypsenkarten der 5 interpretierten Horizonte
sind im Massstab 1 : 100'000 diesem Bericht beigelegt
(Be il. 25 - 29).

NAGRA NTB 84-15 - 103 -
7 RESULTATE
7.1 Einführung und Begriffsbestimmung
In der anschliessenden Diskussion werden die interpretierten
seismischen Sektionen (siehe Kap. 6 und
Beil. 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24)
geologisch beschrieben. Die dazugehörigen ungeradzahligen
Beilagen 3 - 23 geben die uninterpretierten,
migrierten Sektionen wieder. Figur 35 zeigt
die geographische Lage der Sektionen. Strukturell
besonders interessante Sektionsabschnitte, die in
Originalgrösse reproduziert werden (Fig. 36 - 42)
sind hervorgehoben.
//
5 km
E0:7"l Vermutete Ausdehnung des Nordschweizer
WB Permokorbon-Troges im Untersuchungsgebiet
Figur 35:
Tektonische Uebersicht und Lage der seismischen
Sektionen (Beil. 3 - 24) und der Textfiguren
36 - 42.

NAGRA NTB 84-15 - 104 -
Vorerst werden die senkrecht zum Faltenjura verlaufenden
Linien
82-NF-10
82-NF-30
82-NX-40
82-NF-50
82-NX-60
von Hesten nach Osten und anschliessend die pa.ralleI
zum Kettenjura liegenden Linien
82-NS-70
82-NS-00
beschrieben.
82-NX-2l
82-NS-20
82-NS-80
82-NS- 90
Bei der Benennung von Strukturen, die aufgrund der
Oberflächengeologie eindeutig identifiziert werden
konnten, wurden die bestehenden Begriffe beibehalten.
Die Interpretation führte aber auch auf neue,
an der Oberfläche nicht kartierbare Strukturen.
Dazu gehören vor allem Abschiebungen, die unter der
basalen Abscherfläche (Mittlere Trias) auftreten
und die im folgenden Basisabschiebungen genannt
werden.
7.2
7.2.1
Diskussion der seismischen Sektionen
Linie 82-NF-IO Murgtal-Seon (Beilagen 2, 5, 6)
Diese N-S Sektion durchläuft alle tektonischen Einheiten
der Nordschweiz (Fig. 35): den nördlichsten
Abschnitt der mittelländischen Molasse, den Faltenund
Tafeljura (inkl. Permokarbon-Trog), sowie die
nach Norden auftauchenden Gneise (Typus "Murgtal ll )
des Südschwarzwaldes .
Im Süden beginnt die Linie auf der SE-Seite des
Aabaches bei Seon und führt dann generell in NNW­
Richtung. Nach Seon quert sie die Endmoränenwälle
des Reussgletscherlappens, führt an der Bohrung
SCHAFISHEIM vorbei und verläuft danach auf der
Schotterebene des ausklingenden Seetales, welches
sich unterhalb der Molasse-Schwelle Lotte-Staufberg
mit der Schotterebene des Aaretales vereinigt.
Nördlich der Aare, im Faltenjura, führt die Linie
über den Kamm der Gisliflue, anschliessend durch
die Thalheimer Mulde, dann über die Flanke des
Zeiher Homberg in den Tafeljura nach Hornussen und
Kaisten. Die Sondierbohrung KAISTEN befindet sich
ca. 500 m westlich der Linie. Die Sektion endet
nördlich des Rheins im Murgtal (Südschwarzwald)
o be rh al b Lo chm üh I e .

NAGRA NTB 84-15 - 105 -
Nordrand des Molassebeckens
Im südlichsten Abschnitt der Sektion beobachtet
man bei CDP 190/250 ms einen Versatz des Basis
Quartär Reflektors. Bei CDP 160/400 ms zeigt Top
Malm eine analoge Verstellung. Dies definiert eine
nach Süden einfallende Ueberschiebungsfläche. Aufgrund
ähnlicher VersteIlungen von "Top Dogger"
(CDP 130/550 ms) und Top Lias (CDP 50/750 ms) kann
geschlossen werden, dass es sich um eine listrische
Ueberschiebung handelt, welche möglicherweise auch
während des Quartärs noch aktiv war. Diese neotektonische
Ueberschiebung ist vom gleichen Typ wie
die weiter nördlich liegenden Juraüberschiebungen.
In der Bohrung SCHAFISHEIM wurde die dem Basis
Quartär Reflektor entsprechende Molasseoberfläche
in einer Tiefe von 244 m (177 m ü. M.) angetroffen.
Nördlich von SCHAFISHEIM zwischen CDP 330 und 450
zeigt Basis Quartär eine Kulmination. Sie entspricht
dem aus Aufschlüssen bekannten Molassefelsriegel
Staufberg-Lotte. Der Verlauf der Molasseoberfläche
in diesem Sektionsabschnitt weist auf
starke Gletschererosion hin. Dass diese glaziale
Erosion vorwiegend während der Risseiszeit erfolgt
sein muss, kann anhand der quartären Sedimentabfolge
in der Bohrung SCHAFISHEIM (Müller et al.,
NTB 84-25) gefolgert werden. Das Aaretal wurde
durch den Rhonegletscher, das Seetal durch einen
Lappen des Reussgletschers ausgekolkt. Besonders
das Seetal zeigt eine extreme glaziale Uebertiefung
von über 300 m.
In der Bohrung SCHAFISHEIM (Beil. 32), welche durch
den Abscherhorizont der Juraüberschiebung abgeteuft
wurde, stellte man im MuschelkalK eine Ueberschiebung
fest, welche in der seismischen Sektion nicht
identifiziert werden kann. Im weiteren wurden in
dieser Bohrung sämtliche in Frage kommenden Abscherhorizonte
(Opalinus-Ton, Keuper und Mittlerer
Muschelkalk) gekernt und die Kerne auf ihren Deforma
tionsgr ad hin un ters uch t. Da bei ze igt e sich, da s s
die evaporitischen Sedimente des Keupers und des
Mittleren Muschelkalkes extren stark deformiert
waren, wie man dies von Gesteinen aus einern duktilen
Gleithorizont erwarten würde. Obwohl in der
Bohrung SCHAFISHEIr

NAGRA NTB 84-15 - 106 -
der Opalinus-Ton nur unbedeutende Deformationserscheinungen
und kann aus diesem Grunde nicht als
eigentlicher Abscherhorizont betrachtet werden.
Noch kompetenter verhielten sich die Karbonate.
Vergleiche mit Kernen aus den Tiefbohrungen des
Tafeljura zeigen, dass die evaporitischen Gesteine
des Keupers und der Anhydritgruppe im Tafeljura
tektonisch schwächer deformiert wurden.
Eine weitere, ebenfalls nordvergente Ueberschiebung
lässt sich bei CDP 710 (Nähe Rupperswil) erkennen.
Der Versetzungsbetrag scheint gering, deutlich erkennbar
ist jedoch, dass die karbonatischen Serien
des Malm versetzt werden.
Unmittelbar unter dem Basis t-1esozoikum Reflektor,
südlich und nördlich der Bohrung SCHAFISHE IM, findet
man hochfreg:uente Reflexionen (z.B. CDP 350-500
/900 ms und CDP 150/1000 ms), die auf geringmächtige
permische Sedimente hinweisen könnten. In der
Bohrung SCHAFISHEIM (Beil. 32) wurde jedoch kein
Penn festgestellt. Bei CDP 720/700 ms wird die
Basis des Mesozoikums durch einen nordvergenten
Sockelsprung (Basisabschiebung) um einige Dekameter
versetzt.
Faltenj ura
Der mittlere Abschnitt der Linie 82-NF-IO ist für
das Verständnis der Tektonik des östlichen Juras
von besonderer Bedeutung. Das qualitativ hochstehende
Reflexionsprofil erlaubt erstmals, die
Struktur des Kettenjuras im Querschnitt bis ins
Grundgebirge zu analysieren.
Die Sektion erbringt den direkten Nachweis von
Verstell ungen im Grundgebi rge( Basisabschiebungen
= "Sockelsprünge"). Damit wird der ursächliche
Zusammenhang zwischen solchen VersteIlungen und
den Juraüberschiebungen au fgezeigt.
Betrachtet man zuerst die Basisabschiebungen, so
fällt auf, dass deren Versatzbeträge gegen Norden
zum Faltenjura bzw. zum Permokarbon-Trog hin zunehmen
(Beil. 5 und 6). Die grössten Sockelsprünge mit
einer Versetzung von mehreren Hektametern finden
sich unterhalb der beiden gros sen Juraüberschiebungen.
Sie können mit entsprechenden Abschiebungen
auf weiter östlich liegenden Diplinien korreliert
werden. Analog den Juraketten, die vermutlich genetisch
mit ihnen zusammenhängen, werden sie Zeiher

NAGRA NTB 84-15 - 107 -
Homberg-Lägeren-Basisabschiebung (nördliche grosse
Abschiebung) und Gis1if1ue-chestenberg-Basisabschiebung
(südliche grosse Abschiebung) genannt.
Die südliche Gisliflue-Basisabschiebung ist seismisch
gut belegt. Eine charakteristische tieffrequente
Top Kristallin Reflexion kann von SCHAFIS­
HEIM in nördlicher Richtung bis zu ihrem abrupten
Verschwinden bei CDP 1050/450 ms verfolgt werden
(Beil. 5). Dieser Punkt markiert das nördliche
Ende der wahrscheinlich kristallinen Hochscholle
( F i g . 36a un d 3 6b). Die s teil e Ve rwe r fun g s fl ä c he
selbst reflektiert nicht; dennoch wird aber ihre
Lage durch den Kontrast zwischen den fein laminierten
mesozoischen Reflexionen im Norden und dem
unstrukturierten, diffusen Reflexionsbild im Süden
klar abgegrenzt. Die tiefste Reflexion, die noch
zu dem überraschend regelmäs sig au fgebogenen und
wahrscheinlich durch eine interne Ueberschiebung
verdoppelten mesozoischen Schichtpaket im Norden
gehört, endet bei CDP 1089/600 ms. Damit kann Lage,
Richtung und Versatz der Abschiebung recht genau
festgelegt werden.
Vleniger gut definiert ist di e nördliche Zeiher
Homberg-Lägeren-Basisabschiebung. Es fällt auf,
dass hier die weiter südlich als Top Kristallin
bezeichnete Reflexion fehlt. Dies könnte als Hinweis
auf Permokarbon im Liegenden gewertet werden.
Die Grenze des Permokarbon-Troges müsste dann,
anders als auf Beilage 6 dargestellt, mit der südlichen
Abschiebung in Verbindung gebracht werden.
Obwohl keine deutliche Basisreflexion sichtbar
ist, kann man auch unter der nördlichen Ueberschiebung,
aufgrund der scharf abgeschnittenen
mesozoischen und permischen Schichtung zwischen
CDP 1295/400 ms und CDP 1320/570 ms und eventuell
CDP 1510/1600 ms, eine Abschiebungsfläche ausmachen
(Beil. 6, Fig. 37). Diese nördliche Basisabschiebung
wird hier mit dem Trogrand gleichgesetzt. Es
ist aber, wie bereits erwähnt, auch denkbar, dass
der Permokarbon-Trog oder ein untiefer Randtrog
sich we iter nach Süden fort setzt und ers t durch
die südliche Basisabschiebung abgeschlossen wird.
Ei ne de rart ige In te rpr etations 1 ös ung mi t ge staf feIten
randlichen Abschiebungen findet sich in Müller
et al., NTB 84-2 5, Pr ofil 3.
Die dominierenden Strukturelemente auf diesem Profilabschnitt
sind zwei grosse Ueberschiebungen, die
den Faltenjura im wesentlichen aufbauen (Beil. 6).
Di es e la ssen sich mi t Strukt ur en ko rrelieren, die
aus der Oberflächengeologie bekannt sind (Amsler,
191 5 i Gs eIl, 19 68) .

NAGRA NTB 84-15 - 108 -
COP 12At0 1200 1160 1120 1090 1040 1000 990 960 ~ 920 ~
I I I I I I I I I I I I I I
STAT. 7~D 700 680 6~C 620 S8C
0.0 -
0.1 ~
0.2 -
1.0
1.3 -
I. 9 -
\ " ~~·I
" :fr! ~JI
Figur 36a:
Linie 82-NF-10: Gislifue-Chestenberg­
Basisabschiebung

NAGRA NTB 84-15
- 109 -
COP
STAT.
1240
I
1200
I
1150
I
700
1120
I
1080
I
1000 980
I I
0 . 1
0.2
0.5
1.0
1. 1
Figur 36b:
Linie 82-NF-l0: Ausschnitt Figur 36a
interpretiert

NAGRA NTB 84-15 - 110 -
Die mesozoischen Schichten, die an der südlichen
Aufschiebung aufgerichtet wurden, bilden die
Gisliflue-Kette. Diese Ueberschiebung wird mit
der Ueberschiebung des abtauchenden Chestenbergs
(Sektion 82-NF-30, Beil. 12 und Beil. 25 - 27)
korreliert (Gisliflue-Chestenberg-Ueberschiebung).
Die nördlich der Gisliflue liegende Thalheimer
Mulde ist au f dem Pr of il ca. 2 km breit. Gemäs s
bisherigen geologischen Deutungen verschmälert sie
sich (Gsell, 1968) gegen Osten. Am Chestenberg (s.
82-NF-30, Kap. 7.2.2) kann sie nur noch als schmaler
Streifen, begrenzt durch zwei eng beieinander
liegende Ueberschiebungen, erkannt werden (Hofmann
und Gygi, 1961).
Die nördlichere Kette setzt sich aus mehreren Ueberschiebungen
unterschiedlicher Störungsintensität
zusammen. An der Oberfläche bilden sie die Stufenlandschaft
zwischen Hard/Schenkenberg und Zeiher
Homberg. Die Ueberschiebung am Zeiher Homberg wird
hier mit Ueberschiebungen auf den östlichen Diplinien
korreliert (Beil. 25 - 27) und Zeiher
Homberg-Lägeren-Ueberschiebung (Oberflächenausbiss
bei CDP 1290) genannt. In Wirklichkeit handelt es
sich wohl eher um eine Ueberschiebungszone, in der
sich verschiedene Ueberschiebungsflächen in ihrer
Bedeutung ablösen.
Im Kern der beiden Juraketten (insbesondere der
nördlichen) sind komplizierte Verfaltungen und
mehrfach überschobene Schicht pakete wahrscheinlich,
die von der Reflexionsseismik nicht mehr aufgelöst
werden. Da sich die vorliegende Interpretation
(Beil. 6) ausschliesslich auf direkte seismische
Beobachtungen stützt, bleibt die Frage nach der
Struktur im Kernbereich offen. Bei der Interpretation
von Müller et al., NTB 84-25, Beilage 3,
wurden verschiedene zusätzliche Aspekte berücksichtigt,
wie z.B. die Massenbilanz. Der totale
Zusammenschub , der zwi sehen Ruppe rswil und Hornussen
4.5 - 5 km betragen dürfte, wurde abgeschätzt
und in die Gesamtbetrachtung mit einbezogen. Auch
weitere Aspekte, wie das unterschiedliche Materialverhalten
der verschiedenen Fonnationen, der zeitliche
Ablauf der Bewegungen, die Kinematik und die
geologischen Feldaufnahmen aus dieser Region wurden
berücksichtigt. Trotzdem sind verschiedene Strukturinterpretationen
möglich.

NAGRA NTB 84-15 - 111 -
Tafeljura und südliches Schwarzwald-Massiv
Die geologische Situation im Grenzbereich Faltenjura/Tafeljura
ist sehr komplex, wie schon aus den
Arbeiten von Arnsler (1915), Buxtorf (1916) und
Zieg ler (1982) hervorgeht. Die Reflexionsseisrnik
(Fig. 37) zeigt hier, dass die gesamte Schichtserie
(Trias bis Malm) am Südrand des Tafeljura noch
gestaucht, aufgewölbt und z.T. überschoben ist.
Aus den Oberflächen-Kartierungen ist die südliche
Zone als südfallende Schuppe des Zeiher Homberg
bekannt, die nördlich anschliessende AufWölbung
als östlicher Ausläufer der Urgiz-Antiklinale
(vgl. Gsell 1968, p. 123).
Bis nördlich der projektierten Tiefbohrung HORNUS­
SEN (CDP 1790) ist der Tafeljura tektonisch kaum
gestört (Beil. 6). Erst eine mögliche nordvergente
Abschiebung von wenigen Dekametern Versatz an der
Basis des Mesozoikums unterbricht dieses ruhige
tektonische Bild. Ueber diesem Sockelsprung entsteht
aus der Anhydritgruppe heraus eine für den
Jura typische nordvergente Ueberschiebung.
Das Gebiet nördlich dieser Störung liegt bereits
im Einflussbereich der Mandacher Ueberschiebung
(CDP 2100). Diese markanteste Struktur im Tafeljura
(Fig. 38) steht in Zusammenhang mit dem südvergenten
Sockelsprung (CDP 2040/400 ms) an der Basis
des Mesozoikums (Mandacher Basisabschiebung). Hier
wird der alpine Nordschub gestoppt. Dabei wurden
die dukt il en evapori tischen Ge steine de s Mi ttleren
Muschelkalks fast bis zur projektierten Tiefbohrung
HORNUSSEN aufgestaut. Dies geht aus dem
Reflexionsbild der Mittleren Trias hervor. Während
im südlichen Tafeljura eine ungestörte, laminierte
Schicht folge vorliegt, verliert sich die Laminierung
weiter nördlich (ab CDP 1800 bis zur Mandacher
Ueberschiebung), und das Reflexionsbild wird diffuser
und chaotischer. Die Mächtigkeit nimmt zu. Ob
dieser Mächtigkeitszuwachs allein auf Kompression
zurückzuführen ist oder ob er auch primäre Ursachen
hat, ist nicht bekannt (Salzvorkomrnen im Mittleren
Mu scheIkalk , Schrnidt, 1917; Hauber, 1971). Di €:
Mandacher Ueberschiebung entwickelte sich als
listrische Ueberschiebungsfläche aus dem Mittleren
Muschelkalk. Auf Beilage 6 und Figur 38 wird die
Basisabschiebung und die Ueberschiebung vereinfachend
als eine einzige Störungs fläche dargestellt.
Diese Darstellung ist i.m Detail nicht korrekt. Wie
auf der Linie 82-NX-40 (Beil. 14 und Fig. 39)
müssen zwei zwar ursächlich zusammenhängende, aber
getrennte Verschiebungs flächen unterschieden werden.

NAGRA NTB 84-15
- 112 -
CDP
STAT.
1480
I
1440
I
840
1360 1280
I
1240
I
1200
I
1160
I
700
0.2
1.1
Figur 37:
Linie 82-NF-10: Grenzbereich Fa1tenjura/Tafeljura

NAGRA NTB 84-15
- 113 -
CDP
STAT.
214e
I
2 100
I
1180
2040
I
2000
I
1120
1960
I
1920
I
1880
I
1 060
1840
I
1800
I
1020
0 .0 lI ___ ffitl_!miuiij@fi
1.0
1. 1
I. 9 ~~~~~~~~~OIinlillhll~IhffiIIOOW~wtW~ffP1'l~~~~1li'.oIi
...... ' .... 10 .... •
Figur 38:
Linie 82-NF-10: Kompressionszone vor der
Mandacher Ueberschiebung

NAGRA NTB 84-15 - 114 -
Vlei tere interes sante Strukt uren sind über dem
Abscherungshorizont südlich der Mandacher Ueberschiebung
zu erkennen. Der Versatz von Top Lias
und "Top ~1uschelkalk" bei CDP 1940 und 1980 kann
durch zwei gegensinnig einfallende Störungen erklärt
we rden. Wahrscheinlich handelt es sich aber
um eine kofferfaltenartige Struktur.
Die Mettauer Ueberschiebung kann auf der Sektion
bei CDP 2140 lokalisiert werden. Sie äussert sicb
durch das Verschwinden des "Top rv1uschelkalk ll
Reflektors.
Im Grundgebirge unter dem Mesozoikum des Tafeljuras
setzen sich Anzeichen sedimentärer Schichtung bis
in grössere Tiefen fort (Beil. 5). Obwohl diese
Schichtung weniger deutlich, kontinuierlich und
regelmässig ist als im Mesozoikum, unterscheidet
sich der Reflexionscharakter doch erheblich vom
diffusen Ausdruck des kristallinen Sockels nördlich
des Rheins.
Der auf der Sektion (Beil. 6) blassgelb schattierte
Bereich wird als Permokarbon interpretiert und dem
Nordschweizer Permokarbon-Trog zugerechnet. Die
Schattierung, die hier anstelle der präziseren und
eindeutigeren Strichmarkierung gewählt wurde, weist
auf die Schwierigkeit hin, die jungpaläozoische
Beckenfüllung gegen da s umgebende Kr istallin
abzugrenzen. Sie soll deutlich machen, dass die
Trogfonn nicht mit der gleichen Genauigkeit und
Zuverlässigkeit festgelegt werden kann wie die
Lage mesozoischer Grenzflächen.
Im südlichen Tafeljura, d.h. im Bereich der laminierten
mittleren und unteren Triasserie endet das
Mesozoikum mit dem letzten bzw. tiefsten kontinuierlichen
Reflektor. Bei CDP 1430/550 ms und
CDP 1670/500 ms gibt es Hinweise auf eine diskordante
Auflage des Mesozoikums. Unter der weiter
nördlich liegenden Stauzone (CDP 1800 - 2040) ist
die Abgrenzung Mesozoikum/Paläozoikum sChwieriger.
Sie stützt sich hauptsächlich auf die lokale feine
Schichtung der Pe nnsedimente unmittelbar südlich
der Mandacher Basisabschiebung. Sporadisch auftretende
+ horizontale Reflexionsbänder mit geringer
seitlicher Ausdehnung sind für die Trogfüllung
typisch; sie werden aber in grösserer Tiefe seltener
und verschwinden schliesslich in dem durch
die Skalierung verstärkten Signal rauschen. Daneben
erkennt man auch schiefe und gekrümmte Reflexionsbänder,
die sich erstaunlich deutlich abbilden,
deren sedimentologische oder tektonische Deutung
aber schwierig ist.

NAGRA NTB 84-15 - 115 -
Die scharf abgeschnittenen, dem Perm zugerechneten
Reflexionen im Bereich CDP 1350/700 ms und steil
einfallende, auf eine Abschiebungsfläche hindeutende
Reflexionsspuren sind ein Hinweis darauf,
dass die Südgrenze des Troges mit der Zeiher
Homberg-Lägeren-Basisabschiebung zusammenfällt.
Hie erwähnt ist aber ebenso denkbar, dass diese
Verwerfungs fläche Bestandteil eines Systems von
nach Norden einfallenden Bruchstaffeln ist und
dass sich der Trog weiter nach Süden bis zur
Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung fortsetzt.
Di e Fra~e, ob und auf welche Weise der grün markierte
_ geradlinig ("linear") verlaufende und
flach nach Norden einfallende Reflektor mit der
TrogsUdgrenze in Beziehung steht, ist noch völlig
offen. Die horizontalen, hochfrequenten Reflexionen
bei CDP 1540/1600 ms weisen darauf hin, dass auch
unmittelbar südlich des grünen Reflektors noch
Pennokarbon liegt und dass - wenn man die grüne
Reflexion als Verschiebungs fläche deutet - diese
im Troginnern liegt oder den Trog zumindest anschneidet.
Die nördliche Begrenzung des Troges kann mit steil
nach S einfallenden Reflexionen, die möglicherweise
auf gestaffelte Brüche hinweisen, in Verbindung
gebracht werden. Folgt man, von Norden kommend,
dem hier ungewöhnlich deutlichen Top Kristallin
Reflektor, beobachtet man bei CDP 2170/380 ms ein
erstes Abbiegen der Reflexionen nach unten. Eine
von diesem Punkt ausgehende Linie mündet in einen
deutlichen, steilen Reflektor zwischen CDP 2080/
900 ms und CDP 1980/1350 ms, der kristallintypische,
tief fr eque nte Signale (etwa bei CDP 2080/950 ms)
abschneidet. Eine undeutliche Fortsetzung von Top
Kristallin kann andererseits weiter nach Süden
verfolgt werden. Sie biegt unmittelbar nördlich
der Mandacher Basisabschiebung in einem flachen
Bogen nach unten ab und geht in eine steile Reflexion
zwischen CDP 2020/550 ms und CDP 1990/850 ms
über. Ob der Raum zwischen den beiden parallelen,
steil einfallenden Reflektoren dem Kristallin oder
dem Permokarbon zugerechnet werden muss, ist
schwierig zu entscheiden. Die Reflektoren selbst
deuten aber darauf hin, dass der Nordrand des
Troges durch möglicherweise gestaffelte Abschiebungen
bzw. Grabenbrüche gebildet wird.
Zuverläs sige Au ssagen über di e Ti efe de s Pe nnokarbon-Troges
sind auf diesem Profil aufgrund der
Reflexionsseismik allein kaum möglich. SedimenttypisChe,
hochfrequente Reflexionen werden bis
mindestens 1600 ms (3130 m u.SRD) beobachtet (z.B.

NAGRA NTB 84-1 5 - 116 -
CDP 1520/1600 ms). Die hier angenommene Trogbasis
liegt bei 1650 ms (3240 m u.SRD). Dieser Wert
stützt sich auf die Ergebnisse der refraktionsseismischen
Messkampagne 84 (Driessen et al.,
NTB 84-43).
Nördlich der gros sen Grabenbrüche geht der Permokarbon-Trog
in ein flaches Becken über, das unmittelba.r
südlich des Rheins durch eine südvergente
Abschiebung gestört wird (CDP 2430/220 ms). Möglicherweise
handelt es sich dabei um einen Ast der
variskisch angelegten Eggberg-Störung.
Die nach Abschluss der Interpretation niedergebrachte
Bohrung KAISTEN bestätigte die prognostizierten
170 m Pennokarbon und lieferte gleichzeitig
eine interessante Erklärung für die unter dem Seitenbecken
ungewöhnlich deutliche Top Kristallin
Reflexion. Es zeigte sich, dass für diese Reflexion
nicht die Kristallinoberfläche selbst, sondern eine
unmittelbar darüberliegende, 27 m mächtige, verkieselte
Sandsteinbank verantwortlich ist. Diese dem
Perm zugehörige harte Schicht (v p : 5300 m/s) setzt
s ich deutlich gegenüber dem Ton-Siltstein (v p :
4500 m/s) im Hangenden ab, ist aber aufgrund der
seismischen Geschwindigkeit vom Kristallin im
Liegenden (v p : 5300 m/s) nicht zu unterscheiden.
Das krista11ine Grundgebirge ist nördlich des
Rheins aufgeschlossen. Es besteht in diesem Abschnitt
aus Gneisen vom IITyp Murgtal il • Eine Strukturierung
des Grundgebirges anhand der Reflexionsseismik
ka nn ka um sinnvoll durchgeführt we rden.
Einzig im Bereich der Bohrung KAISTEN, unter der
Basis Perm, erkennt man mehrere deutliche Reflexionsbänder
(CDP 2460/450 ms). Aehnliche Reflexionen
konnten im Kristallin von BOETTSTEIN mit Zonen
unterschiedlicher Auflockerung bzw. Verwitterung
kor rel i ert we rd e n (v g 1. Ka P . 7. 2 . 3 ) .
Die markanten Reflexionsbänder bei CDP 2800/1800 ms
und CDP 1920/2400 ms können auf Inhomogenitäten im
Grundgebirge (z.B. Störungszonen oder ältere, ev.
metamorphe, nicht mehr dem Permokarbon-Trog zugerechnete
Sedimente) zurückgeführt werden.

NAGRA NTB 84-15 - 117 -
7.2.2 Linie 82-NF-30 Remigen-Tägerig (Beilagen 2, 11, 12)
Die Sektion 82-NF-30 beginnt im Reusstal bei
Tä ge rig. Si e ve rläu ft r:a rallel zur Reus s über di e
Endmoränen von Mellingen, wo die südliche Jurakette
des Chestenbergs gegen Osten unter das Quartär
abtaucht. Die Linie zieht weiter nördlich über die
Schotterebene von Birrfeld nach Hausen, wo sie den
Faltenjura verlässt. Im Tafeljura führt sie nach
Brugg und an der Bohrung RINIKEN vorbei nach Remigen.
Die Linie verläuft fast ausschliesslich über
Ablagerungen des Quartärs. Dies führt besonders
im Südteil der Sektion, im Bereich der grössten
Quartärmächtigkeiten, zu einem gewissen Qualitätsverlust.
Die Bohrung RINIKEN ist in dieser Sektion
zu weit südlich eingetragen. Die korrekte Position
ist CDP 155.
Auf den Beilagen 11 und 12 ist die Zweiteilung in
Tafeljura (nördlich CDP 520) und Faltenjura (südlich
CDP 520) deutlich erkennbar.
Im Faltenjura wird das Bild (ab CDP 650) vom markanten
Top Malm Reflektor geprägt. Er erlaubt eine
sichere Interpretation der Tektonik im oberen
Stockwerk der mesozoischen Schichten (Malm und
Dogger). Man erkennt, dass die karbonatische Serie
zwei mächtige Gleitbretter darstellt. Die Nahtstelle
zwischen dem südlichen und dem nördlichen
Gleitbrett bildet eine Hochstruktur mit dem Ansatz
einer Ueberschiebung. Bei dieser Kulmination
handelt es sich um die abgetauchte Chestenberg­
Struktur. Unmittelbar nördlich davon ist das obere
Stockwerk synklinal deformiert7 die Malmoberfläche
erreicht bei CDP 650 die Quartärbasis. Der tektonische
Baustil des unteren Stockwerkes kann anhand
von Top Lias und "Top Muschelkalk" studiert werden.
Die karbonatischen Serien zeigen eine intensive
Aufschuppung , die besonders stark im Rücken der
nördlichen Juraüberschiebung (CDP 520) in Erscheinung
tritt. Im angrenzenden Ta fel jura ist di e
Verschuppung weniger ausgeprägt 7 sie setzt aber,
anders als au f der Linie 82-NF-IO, schon ca. 2 km
nördlich der Randüberschiebung ein. Das disharmonische
Verhalten der beiden Stockwerke wird im
allgemeinen durch den Opalinus-Ton ausgeglichen.
In den stark duktil defonnierten, evaporitischen
Gesteinen der Abscherungshorizonte im Keuper und in
der Anhydritgruppe sind im Gegensatz zum Tafeljura
kaum mehr klare Reflexionshorizonte zu erkennen.
Die beiden gros sen Ueberschiebungen bei CDP 520 und
CDP 900, welche sich aus dem basalen Gleithorizont
in der Anhydritgruppe entwickeln und sämtliche

NAGRA NTB 84-15 - 118 -
Jungeren Serien versetzen, können wahrscheinlich
mit den zwei gros sen Ueberschiebungen auf der Linie
82-NF-lO korreliert werden (Kap. 7.2.1). Bei der
nördlichen handelt es sich um die Zeiher Homberg­
Lägeren-, bei der südlichen um die Gisliflue­
Chestenberg-Ueberschiebung. Auffallend ist, dass
sich auf Linie 82-NF-30 der Abstand zwischen den
Störungen vergrössert hat. Während die Zeiher
Homberg-Lägeren-Ueberschiebung die Hauptverkürzung
des Deckgebirges aufnimmt und in ENE-Richtung dem
am weitesten nach Osten vorstossenden Ast des
Faltenjuras folgt, streicht die südliche in den
nach Osten abtauchenden Chestenberg und verkümmert
allmählich unter dem Quartär östlich von Birrhard.
Akzeptiert man die Korrelation der Ueberschiebungen
zwischen den Linien 82-NF-lO und 82-NF-30, so ist
es unter Berücksichtigung der in Kapitel 7.2.1
postulierten Beziehung naheliegend, dass die Korrelation
auch für die Basisabschiebungen gilt (vgl.
Beil. 28 und 29). Der Sprungbetrag der nördlichen
Abschiebung (CDP 590/600 ms) ist zwar deutlich
geringer als we iter westlich (Li nie 82-NF-lO),
beträgt aber immer noch 100 ms oder ca. 200 m.
Demgegenüber ist die hier flacher angeschnittene
Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung (CDP 930/
800 ms) fast völlig verschwunden; der vertikale
Versatz beträgt nur noch 30 - 40 ffi.
Ob die Basisabschiebungen als gestaffelte Bruchränder
des Permokarbon-Troges betrachtet werden können
(wie es in Müller et al., NTB 84-25, Profil 2,
dargestellt wurde) oder ob von einer relativ flach
einfallenden Südgrenze des Troges ausgegangen werden
muss (wie dies hier dargestellt wird) ist eine
noch of fe ne Frage. De r grüne Re fl ektor is t de r einzige
eindeutige seismische Anhaltspunkt. Zusammen
mit der entsprechend markierten Reflexion auf der
Linie 82-NF-lO (Beil. 6) definiert er eine Ebene,
die mit ca. 25 0
nach Nmv einfällt. Die Bedeutung
dieser Ebene bei der Genese des Troges oder ihr
tatsächlicher Zusammenhang mit der Südgrenze ist
aber, wie bereits im letzten Kapitel erwähnt, noch
unklar. Auch südlich des grünen Reflektors, z.B.
bei CDP 360/1600 ms, beobachtet man noch Indikationen,
die auf Sedimente schliessen lassen. Der
grüne Reflektor läuft auf die nördliche Basisabschiebung
zu, biegt dann aber, etwa 200 ms unter
dem Mesozoikum nach Süden ab und mündet in eine
lokale, sehr starke Reflexion bei CDP 690/950 ms.
Es ist nur schwer vorstellbar, dass eine derartige
Reflexion von einer Inhomogenität im Kristallin
hervorgerufen wird. Eine undeutliche Fortsetzung

NAGRA NTB 84-15 - 119 -
sowie mehrere parallel liegende, hochfrequente
Reflexionen können bis unter die projektierte
Sondierbohrung BIRRHARD verfolgt werden und enden
erst an der Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung.
Diese Indizien deuten auf ein relativ flaches,
löffelförmiges Seitenbecken zwischen den beiden
Basisabschiebungen - eine Interpretationslösung,
di e schon im Zusammenhang mi t de r Li nie 82-NF-10
diskutiert wurde.
7 . 2. 3
Linie 82-NX-40 Leuggern-Riniken
(Beilagen 2, 13, 14)
Die Profilspur dieser Sektion verläuft ganz im
Tafeljura. Sie beginnt im Süden, ca. 1 km SS'iil
von Riniken, läuft ca. 500 m E an der Sondierbohrung
RINIKEN vorbei nach Rüfenach und Villigen und
schliesslich westlich an der Bohrung BOETTSTEIN
vorbei bis nach Leuggern, wobei sie kurz vor
Böttstein die rl1andacher Störung überquert.
Das mesozoische Deckgebirge wird sehr deutlich abgebildet.
Einzelne stratigraphische Einheiten wie
beispielsweise der Opalinus-Ton oder Grenzflächen
wie Top Lias oder "Top Muschelkalk" können schon
aufgrund ihres charakteristischen seismischen
Erscheinungsbildes und ihrer Stellung innerhalb der
mesozoischen Abfolge ohne weiteres identifiziert
werden. Das gleiche gilt für die Basis des Mesozoikums,
die diskordant auf Penn-Sedimenten aufliegt.
Besonders deutlich ist die Winkeldiskordanz
zwischen CDP 315/450 ms und CDP 550/600 ms.
Die interpretierte Sektion (Beil. 14) zeigt im
Tafeljura eine grössere Anzahl von lokalen Ueberschiebungen.
Diese können anhand der Top Lias und
"Top r-1uschelkalk" Reflektoren präzise lokalisiert
werden. Sie entwickeln sich aus der Anhydritgruppe,
dem duktilen Gleithorizont. Einige werden bereits
im Keuper und im Opalinus-Ton kompensiert.
Wie die gleichartigen Ueberschiebungen auf den
Linien 82-NF-10 und 82-NF-30, bestätigen diese
lokalen Störungen, dass auch der Tafeljura vom
alpinen Nordschub erfasst wurde. Prominent in
Erscheinung tritt die bekannte Mandacher Ueberschiebung
(CDP 280, Beil. 14 und Fig. 38 und 39).
Ihr Erscheinungsbild entspricht erstaunlich genau
demjenigen auf der Linie 82-NF-10 (vgl. Kap. 7.2.1).
Die regionale Entwicklung der Mandacher Ueberschiebung
wird in Kapitel 7.3 dargestellt.

NAGRA NTB 84-15 - 120 -
CDP
STAT.
261
I
240
281
I
301
I
260
321
I
341
I
361 381
I
I
300
401 421 441 461
I I I I
320 340
481 501
I
I
360
521 5
I
38(
0.0
0.1
0 .2
0 .3
0.4
0.5
0.6
0 .7
0 .8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
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Figur 39:
Linie 82-NX-40: Mandacher Uebersch i eb ung üb er dem
Nord rand des Pe rmoka rbon-Troge s

NAGRA NTB 84-15 - 121 -
Unter dem mesozoischen Deckgebirge können interessante
Strukturmerkmale im kristallinen Sockel ausgemacht
werden, andererseits liefert diese Sektion
aber auch die vielleicht aufschlussreichsten Hinweise
auf die Tiefe und die innere Struktur des
Pe nnoka rbon-Troges.
Ueber nur 7.5 km Horizontaldistanz, zwischen BOETT­
STEIN und RINlKEN, fällt die Kristallinoberfläche
von 315 m u.T. auf mindestens 1800 m u.T. (erbohrt),
wahrscheinlich aber auf ungefähr 3500 m u.T. (prognos
tizi ert) ab. Di e No rdgr enze de s Tr oge s li egt
zwischen der Mandacher Basisabschiebung und CDP 215
/350 ms, ca. 1000 m südlich der Bohrung BOETTSTEIN.
An diesem Punkt verschwinden - von Norden her
kommend - zwei markante, tieffrequente Reflexionsbänder,
die Stufen im Scha11härteprofi1 des krista11inen
Socke1s zugeordnet werden können. Die
Bohrlochseismik in BOETTSTEIN (und die meisten
geophysikalischen Logs) zeigen (Nagra NTB 85-01),
dass sich im granitischen Sockel 3 Zonen mit
generell unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften
unterscheiden lassen: der relativ weiche,
angewi tterte bzw. hydrothennal zersetzte Granit I
(315 - 495 m U.T.i v p : 4680 m/s), der weniger
stark umgewandelte Granit 11 (495 - 1075 m u.T. i
v p : 5240 m/s) und schliesslich der vergleichsweise
frische Granit 111 (1075 m u.T. - Endteufei v p :
5740 m/s). Anhand synthetischer Seismogramme und
VSP-Daten (vgl. Kap. 6.2.4 und 6.2.5) konnte die
obere Kristallinreflexion in BOETTSTEIN (bei
CDP 133/365 ms) zwe ifels frei als Uebergang von
Granit I zu Granit 11 identifiziert werden. Die
schwächere untere Reflexion bei CDP 133/450 ms
entspricht dem Uebergang Granit lI/Granit 111
(Nagra NTB 85-01, Kap. 6.5). Es ist nicht bekannt,
ob diese Tiefenzonierung nur lokale oder auch
regionale Bedeutung hati man darf aber davon
ausgehen, dass sie mindestens dort gilt, wo die
entsprechenden Reflexionen auf den reflexionsseismischen
Sektionen sichtbar sind.
750 m nördlich der Bohrung BOETTSTEIN (CDP 70/
300 ms, Beil. 13) kann mit Hilfe der Granitreflektoren
eine erste markante Verwerfung im kristallinen
Sockel lokalisiert werden. Die Abschleppung
der zwei Reflektoren deutet an, dass sich entlang
der nach Süden einfallenden Verschiebungs fläche
eine stark beanspruchte (kakiritisierte?) Zone
ausgebildet hat, die ähnliche mechanische Eigenschaften
aufweist wie der Granittyp I. Es gibt
Anzeichen, dass diese Zone in BOETTSTEIN bei ca.

NAGRA NTB 84-15 - 122 -
1500 m u.T. eben noch angebohrt wurde. Der wahrscheinlich
geringfügige Versatz an der Sockeloberfläche
reicht aus, um im Deckgebirge eine dem
Mandacher-Enststehungsmechanismus folgende Ueberschiebung
auszulösen (CDP 60/150 ms, Beil. 13). Sie
konnte auch aufgrund von Bohrungen nachgewiesen
werden (Haldimann et al., NTB 84-16).
Die Kristallinreflektoren können bis 1000 m südlich
von BOETTSTEIN verfolgt werden. Dort deuten
schwach sichtbare, steil einfallende Reflexionen
(CDP 210/350 ms bis CDP 260/750 ms) den Beginn der
etwa 700 m breiten Zone von Abschiebungen an, die
den Nordrand des Permokarbon-Troges bilden. Inwieweit
diese Randzone schon dem Trog zugerechnet
werden muss ist ungewiss. Klar auszumachen ist
dagegen ihr Abschluss nach Süden. Eine Begrenzungslinie
zwischen CDP 290/500 ms und CDP 390/1400 ms
trennt das unstrukturierte Reflexionsbild in der
Uebergangszone von der deutlich sichtbaren, nach S
einfallenden sedimentären Schichtung des Permokarbons.
Diese Schichtung ist im Inneren des Troges
kaum noch erkennbar. Dass es sich bei den obersten
1000 m des Rotliegenden um eine äusserst monotone
Serie handelt, bestätigen u.a. die in der Bohrung
RINIKEN gemessenen seismisch relevanten Logs. Im
gesamten Intervall zeigen das Dichte- und das
Sonic-Log praktisch konstante Werte: Da sprunghafte
Aenderungen der seismischen Impedanz und damit alle
Voraussetzungen für eine reflexionsseisrnische
Strukturabbildung fehlen, ist der Reflexionscharakter
im oberen, zentralen Teil des Permokarbon­
Troges kaum von demjenigen des kristallinen Sockels
zu unterscheiden. Deutliche Reflexionen, wahrscheinlich
sedimentären Ursprungs, finden sich
erst wieder in der Nähe der vermuteten Trogbasis.
Unter der Bohrung RINIKEN (CDP 740) erkennt man
eine deutlich laminierte, 220 ms mächtige Reflektorabfolge
zwischen 1580 und 1800 ms. Das muldenartig
gebogene Paket kann (am besten auf der uninterpretierten
Sektion, Beil. 13) bis in die Nähe des
nördlichen Trograndes verfolgt werden. Obwohl der
lithologische Ursprung dieser basalen Reflektorserie
nicht bekannt ist, ist sie aus mindestens zwei
Gründen bedeutsam: Zum einen liefert sie einen
Minimalwert für die grösste Tiefe der Trogbasis
(1870 ms, entsprechend ca. 3600 m u.SRD), zum anderen
erlaubt sie Rückschlüsse auf gewisse Strukturen
im Bereich des Troges. So glaubt man, entlang der
Linie CDP 560/1400 ms - CDP 510/1600 ms eine
Ueberschiebung des nördlichen auf das südlich
davon liegende Sedimentpaket ausmachen zu können.

NAGRA NTB 84-15 - 123 -
Dies würde auf Kompressionstektonik im Troginnern
hindeuten. Andererseits ist nicht auszuschliessen,
dass diese Strukturen sedimentäre Erscheinungen
darstellen, z.B. sich überlagernde Alluvialfächer.
Interessant ist auch der ausserordentlich starke
Reflektor unbekannten Ursprungs (Kohle?) bei
CDP 480/1820 ms mit einer diskordanten Auflage
(Onlap) von feinlaminierten Basisreflexionen.
Ob die Untergrenze dieses flachliegenden, von oben
gesehen leicht konkaven Bandes tatsächlich die
Trogbasis darstellt, ist nicht sicher (Beil. 14).
Auch unterhalb des gelb schattierten Bereiches
sind noch deutliche, allerdings wesentlich steiler
einfallende Reflexionen erkennbar (grüne Markierung).
Zwei sich kreuzende bzw. überlagernde
Gruppen können unterschieden werden: Mit ca. 25°
nach S einfallende Bänder und eine mit 20 - 35°
nach N einfallende Serie, die sich im oberen Teil
fingerförmig auffächert. Zahlreiche Migrationstests
(Kap. 3.4) haben gezeigt, dass es sich bei diesen
Reflexionen nicht um Artefakte, d.h. Ueberreste
eines synklinalen "Fishtail"-Musters (Fig. 6,
unten) handelt. Die wirkliche Ursache dieser
Reflexionen ist unbekannt. Eine befriedigende
Erklärung würde aber wahrscheinlich wesentlich
zum Verständnis der Entstehungsgeschichte des
Permokarbon-Troges beitragen.
7.2.4
Linie 82-NF-50 Reuenthal-Untersiggenthal
(Beilagen 2, 15, 16)
Die Profillinie verläuft von Lagerloo (nördlich
von Unte.rsiggenthal) über Steinenbüel nach Hürenlingen,
dann über die Sondierbohrungen BOETTSTEIN
und LEUGGE RN nach Str ick und über da s Fullerfeld
an den Rhein bei ReuenthaI.
Di e Sekt ion, di e ga nz im Ta fel jura li egt, li efert
einige neue Erkenntnisse über bekannte Antiklinalen
und Flexuren im mesozoischen Deckgebirge.
Bei der deutlichen lokalen Aufwölbung des mesozoischen
Schichtpaketes arn Südende der Sektion
(ca. CDP 20 - CDP 140) handelt es sich um die
asymmetrische Siggenthaler Antiklinale mit einern
verdickten Kern aus mitteltriadischem Material.
Der steiler einfallende Südschenkel bildet die
Ifluh-Flexur (Arnsler, 1915), die an der "Flue" arn
Iberig aufgeschlossen ist. Die Aufschlüsse deuten
auf ein vJSW-ENE Streichen (ca. 70°). Markante Dip­
Hechs el las sen am Südrand der Antiklinale eine

NAGRA NTB 84-15 - 124 -
Verwerfung vermuten, deren Verschiebungssinn und
Verschiebungsbetrag aber aufgrund der Randlage im
Profil nicht mehr zuverlässig ermittelt werden
kann.
Die Endinger F1exur konnte an der Oberfläche durch
neue geologische Feldaufnahmen für das Kartenblatt
Baden auch im Bereich der Linien 82-NF-50 und
82-NS-70 lokalisiert werden. Die Schichten fallen
in diesem Gebiet mit max. 10° - 20° nach S ein und
streichen, wie auch die seismischen Daten zeigen,
in E-W Richtung (Bader, 1925). Dies steht im Gegensa
tz zu der SW-NE Richt ung auf der "Geologi schen
Ka rte de s Ka ntons Zür ich ill1d seiner Nachbargebi ete"
(Hantke, 1967). Die seismische Sektion zeigt die
Flexur im Dogger zwischen CDP 330 und CDP 390.
Nördlich CDP 350 wird die Reflexion undeutlich.
Aus dem Verlauf der tieferliegenden Reflexionen
(Top Lia sund 11 Top Mu sch el kalk ") kann ge schI os sen
werden, dass sich die Endinger Flexur möglicherweise
aus dem Südschenkel einer Kofferfalte entwickelte
(CDP 375/330 ms), die im Norden an der
Mandacher Störung überschoben ist.
Im Bereich der Depression zwi schen der Endinger
Flexur im Norden und der Siggenthaler Antiklinale
im Süden beobachtet man eine auffällige Verdickung
der Basis Mesozoikum Reflexion. Dieser veränderte
Reflexionscharakter ist ebenfalls auf der kreuzenden
Linie 82-NS-70 zwischen CDP 1300/600 ms und
CDP 2600/620 ms festzustellen. Er folgt dort einem
strukturellen Hoch der mesozoischen Basis (Reflexionszeit
ca. 600 ms).
Die Mandacher Ueberschiebung (CDP 440) hat noch
beinahe denselben tektonischen Charakter wie auf
der Li nie 82-NX-40 (Be il. 14), die in N-S Richtung
dem Westrand des Aaretales folgt. Seismische Hinweise
auf eine Basisabschiebung finden sich auf
dieser Sektion bei CDP 400/500 ms und möglicherweise
bei CDP 310/520 ms.
vlie der Verlauf des "Top Muschelkalk" Reflektors
zeigt, liegt die Bohrlokation BOETTSTEIN auf dem
Kulminationspunkt einer flachen Antiform, deren
Achse nach Haldimann et ale (Nagra NTB 84-16,
Beil. 1) in NE-SVv Richtung verläuft. Nördlich der
Bohrung erkennt man, allerdings weniger deutlich
als auf der Sektion 82-NX-40, eine nordvergente
Ue be rsch iebung im De ckgebi rge (vgl. Kap. 7.2. 3 ) .

NAGRA NTB 84-15 - 125 -
Im Bereich der Hochterrassen-Schotter des untersten
Aaretales ist die Sektion kaum mehr interpretierbar.
Etwa 700 m nördlich der Bohrlokation LEUGGERN wird
die Mettauer Ueberschiebung vermutet.
Auch au f di eser Sekt ion ka nn de r No rdrand de s
Penmokarbon-Troges mit dem Verschwinden der Granit
I/Granit lI-Reflexion im krista11inen Sockel,
etwa 750 m südlich der Bohrung BOETTSTEIN in Verbindung
gebracht werden (vg1. Kap. 7.2.3). Ab
CDP 520/320 ms erscheinen unter der mesozoischen
Basis hochfrequente, relativ steil nach S einfallende
Reflexionen (Beispiel CDP 470/800 ms), die
wahrscheinlich einer Uebergangszone, möglicherweise
aber auch bereits dem Trog zuzurechnen sind. Diese
Randzone tritt vor allem auf der (hier nicht gezeigten)
unmigrierten Sektion durch eine Massierung
von Diffraktionen (Kap. 3.4, Fig. 6) sehr deutlich
in Erscheinung. Südlich einer Linie zwischen
CDP430/500 ms und CDP 270/1150 ms ändert sich der
Reflexionscharakter erneut7 die Sedimente im
eigentlichen Troginneren sind, wie schon auf der
Sekt ion 82-NX-40, seismisch we nig strukt ur iert.
Eine Ausnahme bilden die auffälligen Reflexionsbänder
zwischen CDP 270/1100 ms und CDP 50/1450 ms.
Sie entsprechen den grün markierten, flach nach WS\'v
einfallenden Reflexionen auf der Linie 82-NS-70
(CDP 1610/1100 ms), die dort nahe der Trogbasis
sichtbar werden und bis in gros se Tiefen weiterverfolgt
werden können (vgl. Kap. 7.2.6). Ihr
Ursprung ist unbekannt. Abgesehen von diesen
Refl exionen, die auf noch ungeklärte V/eise mit
der Un tergrenze des Troges in di esem Gebiet zusammenhängen
könnten, ergeben sich keine weiteren
Hinweise auf die Tiefe der Trogbasis im südlichen
Teil der Sektion. Die untere Begrenzung des hier
gelb schattierten Bereiches wurde in Uebereinstimmung
mit Resultaten der refraktionsseismischen
Messkampagne 84 festgelegt (Driessen et al.,
NTB 84-43).
7 .2. 5
Li nie 82-NX-60 Wasterkingen-Di e1sdorf
(Beilagen 2, 17, 18)
Die seismische Sektion 82-NX-60 beginnt im Süden
ca. 1 km SSV' von Die1sdorf, überquert zwischen
Regensberg und Dielsdorf den letzten Ausläufer der
nach Osten abtauchenden Lägerenkette und setzt sich
nach Norden via Ober-Steinmaur und Stadel über den
Rhein bis Wasterkingen fort. Die Bohrung vvEIACH
liegt ca. 1 km westlich der Linie.

NAGRA NTB 84-15 - 126 -
Ausgangspunkt der Interpretation (Kap. 6,
Fig. 30 - 34) ist die gut erkennbare Top Malm
Reflexion, welche das seismische Bild (siehe
Beil. 17) dominiert. Die obersten Malmkalke sind
im Norden der Sektion bekannt durch die Nagra­
Tiefbohrung \-VEIACH (Beil. 32) und Aufschlüsse am
Rhein nördlich der Bohrung. Sie wurden dort als
"Quaderkalke" und "Massenkalke ll
beschrieben und
gehören zum Kimmeridgien. Gegen Süden gehen die
oberen Malmkalke in die weniger mächtigen, ungebankten
Badener Schichten und Hettinger Schichten
über.
Das Reflexionsbild zeigt, dass die über dem Malm
liegenden Molassesedimente weitgehend konkordant
zum Malmreflektor gelagert sind. Eine mögliche
Ausnahme bilden die Molasse Reflexionen bei
CDP 390/320 ms.
Südlich der abtauchenden Lägerenkette (CDP 1-100)
ist nahe der Oberfläche ein Band kohärenter Energie
zu beobachten, das die steil nach Süden einfallenden
Schichten scheinbar diskordant abschneidet.
Dabei handelt es sich wahrscheinlich nicht um eine
Reflexion, sondern um Ersteinsatzenergie, die durch
zu wenig einschneidendes "Muting" (siehe Kap. 3.9
und 5.2) nicht genügend unterdrückt wurde.
Die Lägerenkette ist im Süden der Linie unter die
Oberfläche abgetaucht, bleibt aber als Struktur
vollständig erhalten. Das Bauschema dieses Ausläufers
der nördlichen Randkette enthält die gleichen
grundlegenden Elemente, die bereits weiter im
Westen beobachtet wurden: Eine Abschiebung im
Grundgebirge führt zu Ueberschiebungen, die sich
aus evaporitischen Gleithorizonten im Deckgebirge
entwickeln (Zeiher Homberg-Lägeren-Ueberschiebung
auf den Linien 82-NF-IO und 82-NF-30, s. Kap. 7.2.1
bzw. 7.2.2). Die Lägeren-Struktur deutet aber auf
einen charakteristi schen Unterschied. Während sich
die grossen Ueberschiebungen auf den westlichen
Dip-Linien aus der Anhydritgruppe der mittleren
Trias entwickeln und das gesamte darüberliegende
Deckgebirge entlang einer einzigen Hauptstörungsfläche
überschoben wird, gibt es Hinweise, dass
sich in der Lägerenkette übereinander liegende ,
nicht zusammenhängende Ueberschiebungen entwickelt
haben: Eine an der Oberfläche sichtbare Hauptstörung
, die vom Gleithorizont im Keuper oder vom
Opalinus-Ton ausgeht und Dogger und Malm versetzt,
sowie von de r Anhydritgruppe au sgehende Ueberschiebungen,
welche die kompetenten Trias- und
möglicherweise die Liassedimente versetzen und im

NAGRA NTB 84-15 - 127 -
plastischen Opalinus-Ton kompensiert werden. (Die
Basisabschiebung bei CDP 150/700 ms zieht sich
nicht, wie auf Beil. 18 eingezeichnet, bis in die
Trias, sondern müsste dort durch eine Ueberschiebung
ersetzt werden). Uebereinanderliegende, entkoppelte
Ueberschiebungen könnten erklären, weshalb
hier eine steile, mehr oder weniger symmetrische
Antiklinalform entsteht, die sich deutlich von
den asymmetrischen Ueberschiebungsstrukturen im
westlichen und zentralen Teil des Untersuchungsgebietes
unterscheidet (vgl. z.B. die Chestenberg­
Struktur auf der Linie 82-NF-30, Beil. 12). Es
spricht zwar einiges für diese Interpretation,
ein eindeutiger Nachweis ist aber nicht möglich,
da die steilstehenden und wahrscheinlich intensiv
verfalteten Schichten in der Kernzone nicht mehr
deutlich abgebildet werden.
Etwa 3.5 km nördlich der Lägeren quert die Linie
eine unauffällige, aber in diesem Zusammenhang sehr
aufschlussreiche Struktur, die auf exemplarische
Weise zeigt, wie die gros sen Ueberschiebungen im
östlichen Kettenjura und insbesondere Strukturen
vorn "Typ Lägeren" entstanden sein könnten (Fig. 40).
Da es sich hier um ein Frühstadium einer Jurafalte
handelt, sind die Schichten noch relativ ruhig
gelagert und werden daher detailliert abgebildet.
Die 11 erribryonale" Falte entstand aufgrund einer
Abschiebung an der Basis des Mesozoikums mit einern
Sprungbetrag von etwa 90 m (CDP 400/800 ms). Nördlich
der Abschiebung verschwindet die feine Laminierung
der Anhydritgruppe, was darauf hindeutet,
dass die duktilen Sedimente der Trias auf den
Zusammenschub plastisch reagiert haben. Lediglich
der IITop Muschelkalk ll
Reflektor zeigt Unterbrechungen,
die möglicherweise als beginnende Aufschiebungen
interpretiert werden könnten (z.B.
CDP 445/650 ms). Unabhängig davon entwickelte sich
darüber, aus dem Gleithorizont des Keuper, eine
Ueberschiebungsfläche bis ins unterste Tertiär.
Der plastische Opalinus-Ton unmittelbar nördlich
der Ueberschiebung wurde zu einern Kissen gestaut,
das Dogger, Malm und die darüberliegenden tertiären
Schichten aufwölbt. Zusammen mit der Aufwölbung im
Süden ergibt sich das Bild einer flachen, im Kern
überschobenen Antiklinale, das wahrscheinlich für
die heute weiterentwickelte Lägeren-Struktur
Modellcharakter hat.
Im nördlichsten Sektionsabschnitt auf der rechten
Rheinseite biegen die nach Süden einfallenden
Schichten um und verlaufen bis zum Ende der Sektion

NAGRA NTB 84-15 - 128 -
i
CDP 579 559 539 519 499 479 459 439 419 399 379 359 339 319 2'
I I I I I I I I I I I I I I
STAT. 400 390 380 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260
0 .0
0.1
0.2
0.5
0.6
0 .7
0.8
1.0
1.1
1.5
1.7
1.8
Figur 40:
Linie 82-NX-60: Frühstadium einer Jura­
Ueberschiebung

NAGRA NTB 84-15 - 129 -
horizontal. Bei dieser Flexur handelt es sich
möglicherweise um die östlichste Manifestation
der Mandacher Basisabschiebung.
Unter dem mesozoischen Deckgebirge ist im Zentrum
der Sektion eine schwach angedeutete Schichtung zu
erkennen, die auf Sedimente hinweist. Die Abgrenzung
dieser permokarbonischen Trogfüllung gegen das
umliegende kristalline Gestein ist nicht leicht und
auf keinen Fall eindeutig. Den einzigen sicheren
Anhaltspunkt auf der nördlichen Grabenseite liefert
die Bohrung ~mIACH, die ca. 2 km westlich des Profils
abgeteuft wurde. Sie durchbohrte ab 991 m Perm
und Oberkarbon (Stephanien) und traf in einer Tiefe
von 2020 m u.T. (1203 ms) auf Gneise des kristallinen
Grundgebirges. Mit dieser Information aus
der Bohrung und dem strukturierten Reflexionsbild
lässt sich die nördliche Tiefenbegrenzung des
Troges recht gut erfassen.
Die S-Begrenzung des Permokarbon-Troges kann allein
aufgrund dieser reflexionsseismischen Sektion nicht
eindeutig festgelegt werden. Für die hier angenommene
Lösung sprechen die zwar undeutlichen aber
dennoch erkennbaren Reflexionsbänder, die zwischen
CDP 320 und CDP 600 nach S gegen die mesozoische
Basis ansteigen und die angedeutete sedimentäre
Schichtung im Troginnern abschneiden. Die Abschiebung
bei CDP 400/800 ms könnte mit dem Südrand in
Zusammenhang gebracht werden. Auch die neue ren
refraktionsseismischen Resultate (Driessen et al.,
NTB 84-43, Profil B4) deuten darauf hin, dass der
Kristallinreflektor unmittelbar nördlich von Steinmaur
relativ flach gegen Norden abtaucht.
Andererseits gibt es mehrere Hinweise für einen
weiter südlich liegenden Trogrand. Dazu gehören
die deutlich sichtbaren horizontalen Reflexionsbänder
b~i CDP 260/1200 ms und CDP 260/1400 ms.
Sie schmiegen sich im Süden an steil einfallende
Reflexionen, die mit der Zeiher Homberg-Lägeren­
Basisabschiebung in Verbindung gebracht werden
können. Diese Lösung ist besser mit den gravimetrischen
Daten verträglich (Klingele & Schwendener,
NTB 84-22) und wird von Müller et ale (Nagra
NTB 84-25, Profil 1) bevorzugt.

NAGRA NTB 84-15 - 130 -
7.2.6 Linie 82-NS-70 Fricktal-Glattfelden
(Beilagen 2, 19, 20)
Die Sektion 82-NS-70 ist das längste zusammenhängende
Profil und erstreckt sich beinahe über die
ganze Länge des Untersuchungsgebietes der Nagra von
~v nach E. Sie liegt ausschliesslich im Tafeljura.
Eine Schlüsselposition unter den im Streichen zum
Faltenjura geschossenen Profilen nimmt sie deshalb
ein, weil sie auf ihrer ganzen Länge im Permokarbon-Trog
verläuft. Damit kann die längsstruktur
des Troges studiert werden.
Das Profil beginnt im Westen südlich von Oberfrick.
Es führt dann südlich der projektierten Bohrung
HORNUSSEN vorbei nach Effingen und weiter zur
Bohrung RINIKEN. Bei Stilli quert es die Aare
und führt weiter über Endingen und Fisibach nach
WEIACH. Das östliche Ende liegt bei Glattfelden.
Die charakteristischen Leitreflektoren des Mesozoikums
erlauben eine verlässliche Interpretation
des Profils. Die stratigraphische Zuordnung der
Reflektoren konnte anhand der abgeteuften Bohrungen
\'lEIACH und RINIKEN verifiziert werden (siehe dazu
Kap. 6.3, Fig. 30 - 34).
Die Sektion zeigt im mesozoischen Tiefenbereich
ein ruhig gelagertes, kaum gestörtes Bild. Dies
ist aber vor allem darauf zurückzuführen, dass
die meisten im Tafeljura beobachteten Störungen in
Ost-West Richtung, d.h. parallel zu dieser Linie
streichen und darum auf dieser Sektion kaum ausgemacht
werden können. Im Westteil werden einige
wenige kleinere Störungen mit geringem Versatz
beobachtet, die auf ein ~ N-S streichendes System
schliessen lassen. Es kommen sowohl Abschiebungen
(CDP 370) wie Ueberschiebungen (CDP 240, CDP 710
und CDP 1240) vor, die nur die triadischen und
eventuell noch die liadischen Schichten betreffen.
Im Dogger und Malm fehlen deutlich sichtbare Verstellungen.
Dies wird durch die vorliegenden geologischen
Oberflächenaufnahmen bestätigt.
Die einzige markante Störung im Deckgebirge ist
eine flach nach Westen einfallende Abschiebung bei
CDP 1930/500 ms (Hochscholle). Sie versetzt die Basis
des Mesozoikums um etwa 100 m. In den jüngeren
Schichten verringert sich der Sprungbetrag bis zur
vollständigen Kompensation im Keuper. Das flache
Einfallen (35 - 40°) deutet an, dass die Basisabschiebung
nicht senkrecht zur Linie streicht,

NAGRA NTB 84-15 - 131 -
sondern, ein wahres Fallen von 60 0
vorausgesetzt,
di e seismische Li nie unter einem Hinkel von etwa
25 0 schneidet. Die Streichrichtung wäre dann ungefähr
E-H oder, alternativ, NE-SW. Trifft die
erste Annahme zu, könnte die Verwerfung mit der
Mandacher Basisabschiebung auf den Linien 82-NX-40
und 82-NF-50 korreliert werden. Ueber der Basisabschiebung
ist die hier ebenfalls schief angeschnittene
Endinger Flexur zu erkennen (Top Malm, bei
CDP 1880).
Von ihrem westlichen Ende bis zum Aaretal folgt die
Linie recht genau der Achse des Permokarbon-Troges.
Oestlich der Aare nähert sie sich in einem schleifenden
Schnitt dem Nordrand. Trotzdem vermittelt
die Sektion einen repräsentativen Eindruck der
Längsstruktur des Troges. Schon bei flüchtiger
Betrachtung fällt auf, dass aufgrund des unterschiedlichen
Reflexionscharakters ein westlicher
und ein östlicher Trogabschnitt unterschieden werden
kann. Die Grenze steht im Zusammenhang mit den bei
CDP 1650/1200 ms flach nach Westen abtauchenden,
grün markierten Reflexionsbände=n, möglicherweise
auch mit der Basisabschiebung in der Verlängerung
dieser Reflektoren. Im Osten beobachtet man unter
dem Mesozoikum markante, zum grössten Teil tieffrequente
und bis in eine Tiefe von 1350 ms reichende
Reflexionen, die westlich der Grenzlinie fehlen.
Da als sicher gelten kann, dass diese Reflexionen
sedimentären Ursprungs sind, legen sie die minimale
Trogtiefe fest. Klare seismische Hinweise auf die
Gesamttiefe fehlen dagegen. Abgesehen von einigen
fraglichen Indizien im Ostteil des Troges (z.B. bei
CDP 2200/1450 ms) beobachtet man keine direkten
Reflexionen der Kristallinoberfläche. Der Ost-West­
Verlauf der Trogbasis, wie er hier wiedergegeben
ist (untere Begrenzung der gelben Schattierung),
stützt sich auf die Interpretation der kreuzenden
Dip-Linien (82-NF-lO, 82-NF-30, 82-NX-40 und
82-NF-50), vor allem aber auf die Resultate des
refraktionsseismischen Messprogramms 84 (siehe
Driessen et al., NTB 84-43; Profile Al - A3). Diesen
Daten gemäss erreicht der Trog seine grösste
Tiefe von etwa 3600 m u.SRD unmittelbar westlich
der Ost-West-Gr enz zone, ungefähr be i CDP 1260 im
Gebiet Rü fenach/St illi.
Nachgewiesen wurde die Trogbasis (2020 m u.T.) nur
in der Bohrung VlEIACH am östlichen Ende des Profils.
Da in HEIACH die gesamte, ca. 1000 m mächtige
Trogfüllung gekernt und eingehend untersucht wurde,
ist die Bohrung der naheliegende Ausgangspunkt für
den Versuch, die auffälligen Permokarbonreflexionen

NAGRA NTB 84-1 5 - 132 -
im Ostteil der Sektion zu erklären. Die Trogfüllung
in WEIACH wird aufgrund von Bohrkernanalysen
in Oberrotliegendes (991 - 1170 m u.T.), Unterrotliegendes
(Autunien, 1170 - 1450 m u.T.) und
in kohleführendes Oberkarbon (Stephanien A - D,
1450 - 2020 m u.T.) gegliedert (Hochuli, 1985).
Diese stratigraphische Gliederung tritt auch seismisch
in Erscheinung (Fig. 41, vgl. auch Fig. 25,
28 und 34). Der obere, reflexionsarme Abschnitt
zwischen 660 und 900 ms entspricht dem Rotliegenden
(Penn); der untere, durch markante Reflexionsbänder
strukturierte Tiefenabschnitt zwischen 900 und
1200 ms dem kohle führenden Oberka rbon.
Eine Gliederung in zwei Tiefenzonen lässt sich nach
Westen bis an den Uebergang vom Ost- zum lvesttrog
we iterführen.
Die ungefähre Tr ennlinie folgt der Obergrenze der
starken, unruhigen Reflexionen, die von der Perm/
Ka rbongrenze in HEIACH ausgehend flach nach \Vesten
absinken und bei CDP 1650/1050 ms von den grün
markierten Reflexionen abgeschnitten werden. Darüber
liegt eine vergleichsweise reflexionsarme
Zone, die durch spo radi sch au ftretende, nach Osten
einfallende Reflexionen charakterisiert ist. Die
westlichste dieser markanten, gekrümmten Reflexionen
wird bei CDP 1850/730 ms von der verlängerten
mesozoischen Basisabschiebung abgeschnitten.
Insgesamt erscheint das Reflexionsbild des Osttroges
chaotisch und eine Deutung ist dementsprechend
schwierig. Geht man von \'VE lACH aus, so ist es naheliegend
zu folgern, dass es sich bei den starken
Reflexionen der unteren Zone um Kohleflöze handelt.
Das Erscheinungsbild ist zwar nicht mehr so hochfrequent
wie in der unmittelbaren Umgebung der
Bohrung; dieser Verlust an Auflösung westlich von
CDP 2500 ist aber generell auf der ganzen Sektion
zu beobachten und dürfte auf terrainbedingte Restfehler
der statischen Korrekturen zurückzuführen
sein. Für den unruhigen Verlauf einzelner Reflexionsbänder
sind wahrscheinlich komplexe Ablagerungsbedingungen
der Kohleserie, eventuell aber
auch tektonische Verstellungen verantwortlich.
Die nach Osten einfallenden Reflektoren der oberen
Zone deuten auf eine von Westen nach Osten gerichtete
axiale Beckenschüttung. Für die starken Kontraste,
die einzelne dieser Reflexionen prominent
hervortreten lassen, gibt es eine Vielzahl möglicher
Erklärungen. Denkbar wären Kohleflöze oder

NAGRA NTB 84-1 5 - 133 -
!
CDP ~ 2680 2700 2?20 27~ 27'60 2790 2800 2820 2S4e 2860 2880 2900 2920 2940
I I I I I I I I I I I I I I I
STAT. 1~00 1~20 1~60 1~80 1500 II
I I I I
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIJ 111111111
SBWEIACH
8:
MI
Figur 41:
Linie 82-NS-70: Region WEIACH

NAGRA NTB 84-15 - 134 -
Vulkanite wie sie im südlichen Schwarzwald auftreten.
Von der Basisabschiebung bis CDP 2500
werden die Reflektoren von der Basis des Mesozoik
ums di sko rda nt ab ge schni tten. Be sonde rs deutlich
ist die vvinkeldiskordanz bei CDP 2450 und CDP 2350;
sie manifestiert sich aber auch im sägezahnartigen
Versatz der Basisreflexion zwischen CDP 1980 und
CDP 2080. Oestlich von CDP 2500 bis in das Gebie·t
der Bohrung WEIACH und darüber hinaus liegt das
Mesozoikum dagegen konkordant auf subhorizontalen,
feinlaminierten Permreflexionen. Dies deutet auf
ein eigenständiges, in die obere Zone eingelagertes
Sedimentationsbecken. Die Basis des Beckens wird
von einem kontinuierlichen Reflektor markiert, der,
von WEIACH (950 ms entspr. 1550 m u.T.) ausgehend,
ca. 1 km nach Osten und bis mindestens 3.5 km nach
Westen (CDP 2560/850 ms) verfolgt werden kann.
Mög licherwei se setzt er s ich weiter nach Westen
fort und erreicht bei CDP 2350 die Basis des
Mesozoikums. Die Beckenfüllung lässt sich weiter
unterteilen. Eine untere ca. 50 rns mächtige Serie
liegt konkordant auf der Beckenbasis und wird dem
obersten Stephan zugerechnet. Die darüberliegenden
permischen Sedimente sind oberhalb 800 ms mehr oder
weniger horizontal geschichtet und überlagern die
untere Serie wahrscheinlich diskordant (siehe
CDP 2720/800 ms).
Falls die These einer ostwärts gerichteten axialen
Beckenschüttung zutrifft und ein eigenständiges,
di skorda nt eingelagertes Sedimentationsbecken im
Gebiet um Weiach tatsächlich existiert, bedeutet
dies, dass Perm im östlichen Trogabschnitt nur
in diesem Becken vorkommt und dass westlich davon
bis zur Basisabschiebung das Mesozoikum direkt
auf älteren, oberkarbonischen Sedimenten liegt.
Neben dem sedimentologischen Modell sind auch
tektonische Erklärungen denkbar; beispielsweise
eine Verdoppelung der unteren Kohleserie durch eine
E-~v ger ichtete Aufschuppung oder N-S ger ichtete
Ueberschiebungen.
Die Annahme von Karbon unmittelbar unter dem Mesozoikum
im Osten der Basisabschiebung und die Tatsache,
dass in RINIKEN 985 m Oberrotliegendes
erbohrt wurde, führen zum Schluss, dass zwischen
Ost- und Westtrog eine StöruDgszone erster Grössenordnung
existieren muss. Die Natur der Störungszone
kann allein aufgrund dieser Strike-Linie nicht
weiter präzisiert werden. Geologische Ueberlegungen
deuten aber darauf hin, dass es sich um eine im
Perm aktive Abschiebung, eine Blattverschiebung
oder um eine Kombination dieser Verwerfungstypen

NAGRA NTB 84-15 - 135 -
handeln muss. Horizontalverschiebungen diesen
Alters sind aus dem Schwarzwald bekannti von besonderer
Bedeutung ist die Vorwald-Störung, deren
Verlängerung genau auf die Grenzzone zwi sehen Ostund
Westtrog zuläuft (vgl. Beil. 29). Mindestens
ein Punkt der Störungszone kann mit Hilfe der
abrupt abgeschnittenen Kohleserie des Osttroges
recht genau lokalisiert werden (CDP 1650/1200 ms).
Möglicherweise stehen die von dort aus nach Westen
einfallenden, grün markierten Reflexionen und auch
die Abschiebung an der Basis des Mesozoikums mit
der Störungszone in Zusammenhang.
Der Westtrog als ganzes ist äusserst reflexionsarm.
Westlich von CDP 1000 beobachtet man im oberen
Teil des Troges deutlichere Anzeichen horizontaler
Schichtung. Sie werden in der Nähe der projektierten
Sondierbohrung HORNUSSEN durch eine AufWölbung
unbekannter Ursache gestört. Im tieferen Teil des
Troges tritt zwischen CDP 4/950 ms und CDP 260/
1300 ms ein markanter, doppelt gekrümmter Reflektor
in Erscheinung, der sich als undeutlich erkennbares
Band bis in grosse Tiefen fortsetzt. Diese Reflexion
kann als komplementäres Element des gegensinnig
einfallenden, grün markierten Reflexionsbandes
angesehen werden. VJie im Falle der Diplinien gibt
es auch hier fHr diese IIlinearen Reflektoren ll
noch
keine befriedigende Erklärung.
7.2.7
Linie 82-NS-00 Oberweningen-Höri (Beilagen 2 - 4)
Dieses kurze Profil verläuft parallel zur Lägerenkette
von Oberweningen über di e Endmoränenlandschaft
von Schöfflisdorf - Neerach bis nach Höri
(Höriberg). Unter einer teilweise geringmächtigen
Quartärbedeckung liegen im Westen des Profils
Gesteine der Oberen Süsswassermolasse und im Osten
Untere Süsswasser- und Obere Meeresmolasse.
Die mesozoischen Sedimente liegen in diesem kurzen
Profil praktisch horizontal. Im oberen Malm können
zwei frag liehe, flach einfallende Ueberschiebungen
identifiziert werden. Es scheint, dass sich diese
Störungen auf den Malm beschränken, da weder im
liegenden Dogger noch in den hangenden Molassesedimenten
eine Fortsetzung festzustellen ist.
Für die Existenz permischer Sedimente unter dem
Mesozoikum gibt es auf dieser Linie keine eindeutigen
Anzeichen. Die Permmarkierung ist eine
Konsequenz der Interpretation auf der kreuzenden
Linie 82-NX-60.

NAGRA NTB 84-15 - 136 -
7 . 2. 8 Linie 82-NX-2l Lenzburg-Dättwil (Beilagen 2, 9, 10)
Die Sektion beginnt südlich von Lenzburg und führt
über Othmarsingen und Birrhard nach Dättwil. Sie
verläuft in SS~J-NNE-Richtung, schief zum allgemeinen
Streichen der Juraketten, über z.T. sehr
mächtige quartäre Endmoränen und würmeiszeitliche
Schotter. Das Oberflächenrelief ist flach.
Die dominierende Struktur im Mesozoikum ist die
Chestenberg-Kette, die an dieser Stelle schon vollständig
unter die Quartäroberfläche abgetaucht ist
(Fig. 42). Ihre äussere Form wird durch die starke
Malmreflexion scheinbar genau nachgezeichnet.
Betrachtet man diese Reflexion etwas eingehender,
fällt allerdings auf, dass sich ihr Charakter im
Kulminationsbereich, d.h. zwischen CDP 310/200 ms
und CDP 430/200 ms, ändert. Die Gesamtsignatur der
Formation, die wahrscheinlich zum Teil durch Wavelet-Ueberlagerung
zustande kommt (vgl. Kap. 6.3.2),
verschmälert sich und zeigt besonders im Bereich
von CDP 380/100 ms ein völlig anderes Interferenzmuster.
Dies lässt den Schluss zu, dass Top Malm
fehlt und statt dessen eine Erosionsoberfläche
ab ge bi 1 de t wi rd . Si e wi ed e rs pi eg e 1 t di e al te
Morphologie und nicht eine der Struktur konforme
Schichtfläche. Es ist daher sChwierig, die bekannten
Ueberschiebungen im Kern der Chestenbe'rg-Kette
zu identifizieren; umsomehr als auch die tiefer
liegenden mesozoischen Leitreflektoren in diesem
Abschnitt undeutlich abgebildet werden und nur
vage Anhaltspunkte liefern.
Ursache und Grundlage der Struktur ist auch hier
eine Störung im Grundgebirge. Sie kann zwanglos mit
dem südlichen grossen Sockelsprung auf der Linie
82-NF-lO und mit einer Störung in gleicher Lage auf
de r Li nie 82-NF-30 korreliert we rden. Dies we ist
darauf hin, dass es sich um die schon mehrfach
erwähnte "Gi sli flue-Chestenberg-Basisabschiebung 11
handelt. Der Abschiebungscharakter wird hier besonders
deutlich, wenn man den untersten noch sichtbaren
Reflektor verfolgt, der ab CDP 340/700 ms
rarnpenförmig nach NNE einfällt. Ueber der Basisabschiebung
beobachtet man eine Häufung von tie:: freque
nten chaot ischen Re flexionen. Sie erinnern an
eine ähnliche Abbildung von plastischen Sedimenten
der Anhydritgruppe auf der Linie 82-NF-lO südlich
der Mandacher Ueberschiebung. Hier bilden die
gleichen Sedimente offenbar den kissenförmigen
Kern der Aufwölbung.

NAGRA NTB 84-15
- 137 -
COP
STAT
521 5131
I
I
360
481 461
I I
340
441 421 4131 381
I I I I
300
361 341
I I
280 J
I
301 2817!,1 2
I I I I
260 I 2 I :
IllilllmIllllli 111111111111
0.0 ~~WM~MMoom~$I~~~~~~IS~B~BI~R~R~H}
Figur 42:
Linie 82-NX-21: Chestenberg-Struktur

NAGRA NTB 84-15 - 138 -
Das mesozoische Schichtpaket als ganzes fällt flach
nach S~V ein, wobei die Molassemächtigkeit rasch
zunimmt. Abgesehen von einigen Malm-Schuppen im
Rücken der Chestenberg-Struktur und einer sehr
flach angeschnittenen, wahrscheinlich mit einer
Grundgebirgsstufe assoziierten Ueberschiebung sind
keine weiteren tektonischen Störungen erkennbar.
7 . 2. 9
Linie 82-NS-20 Suhr-Ammerswil (Beilagen 2, 7, 8)
Die ca. 10 km lange Sektion beginnt zwischen Oberentfelden
und Suhr südlich der Autobahn und verläuft
über die Bohrung SCHAFISHEIM bis zu einem
Punkt nördlich von Ammerswil.
Wie in Kapitel 5.2.6 erwähnt, ist die Qualität dieser
Sektion im zentralen Teil (ca. CDP 200 - ca.
CDP 640) unbefriedigend. Die undeutliche Abbildung
und die mangelnde Kontinuität der mesozoischen
Leitreflektoren deuten darauf hin, dass das für
die statischen Korrekturen verwendete Modell der
oberflächennahen Lockergesteinsschichten nicht
überall zutrifft (vgl. Kap. 3.8). Ob die statischen
Korrekturen allein für den unruhigen Verlauf der
Reflektoren verantwortlich sind oder ob einige der
Malm-Kulminationen und -Unterbrechungen strukturgeologisch
gedeutet werden könnten, ist kaum zu
entscheiden. Es wurde deshalb darauf verzichtet,
den zentralen Teil im Detail zu interpretieren.
Schon das allgemeine Erscheinungsbild der Sektion
zeigt aber, dass das Mesozoikum im wesentlichen
ruhig gelagert ist und dass keine auffälligen
Strukturen oder Störungen von regionaler Bedeutung
auftreten.
7.2.10
Linie 82-NS-80 Mandach-Hörndli (Beilagen 2, 21, 22)
Das nur etwas mehr als 7 km lange, \'JSV'l-ENE verlaufende
Profil liegt im nördlichen Tafeljura und
schneidet den unteren Aarelauf auf der Linie
Mandach-Böttstein-Döttingen-Hörndli (nördl. Tegerfelden)
.
Auf der Profilspur ist im Westen bei Mandach
Dogger und im Osten bei Tegerfelden Dogger und
Malm aufgeschlossen. Das bis auf die Trias reduzierte
Mesozoikum im zentralen Teil liegt unter
Quartärab lage rungen.

NAGRA NTB 84-15 - 139 -
Der "Top Muschelkalk" Reflektor deutet auf eine
schwache generelle AufWölbung der Trias unter dem
Aaretal und einige lokale Ondulationen westlich
der Sondierbohrung BOETTSTEIN. Das lokale Hoch
bei CDP 450 liegt auf einer Antiform, die über
BOETTSTEIN nach Klingnau zieht (siehe Linien
82-NX-40, 82-NF-50 und Haldimann et al., NTB 84-16).
Unter dem mesozoischen Deckgebirge erkennt man
im Zentrum der Sektion die kristallintypischen,
tieffrequenten Reflexionsmuster, die, wie auf den
Linien 82-NX-40 und 82-NF-50, als Stufen im Schallhärteprofil
des Granits gedeutet werden (vgl.
Kap. 7.2.3). Diese Muster verschwinden östlich von
BOETTSTEIN bei CDP 260 und werden von steil zum
Profilende hin einfallenden Reflexionen abgelöst.
Möglicherweise beginnt bereits jenseits der Linie
CDP 260/300 ms - CDP 120/1250 ms die randliche
Bruchzone, die in den Permokarbon-Trog führt. Der
eigentliche Trogrand wurde mit einem flacheren
Reflektor in Verbindung gebracht, der die wahrscheinlich
zerscherte Uebergangszone nach Osten
abschliesst.
Auch am westlichen Ende des Profils gibt es gewisse,
allerdings weniger deutliche Anzeichen, die
auf Permokarbon schliessen lassen. Das kristallintypische
Reflexionsmuster endet bei CDP 400/320 ms.
Ei n von diesem Punkt nach Hesten einfallender, bis
CDP 510/650 ms sichtbarer Reflektor könnte darauf
hindeuten, dass die Linie noch einmal in eine nach
Norden gerichtete Ausbuchtung des Troges hineinstreicht.
Für sich allein genommen sind die Indizien
aber kaum schlüssig. Die Interpretation folgt
hier der Grobkartierung der Trogform (Beil. 29),
die sich, wie erwähnt, nicht allein auf die in
diesem Bericht diskutierten Daten, sondern auch
auf gravimetrische Resultate und erste Ergebnisse
der reflexionsseismischen Messungen 83 abstützt
(Kap. 6. 4. 1 ) .
7.2.11
Linie 82-NS-90 Eiken-Rietheim (Beilagen 2, 23, 24)
Diese Linie liegt im nördlichen Tafeljura und verläuft
in ihrer ganzen Länge über geringmächtige,
teilweise quartärbedeckte triadische Sedimente.
Sie beginnt im Westen bei Eiken (Göttisloo) und
führt südlich an den Bohrungen KAISTEN und LEUGGERN
vorbei nach Rietheim (Laubberghof) im Osten.

NAGRA NTB 84-15 - 140 -
Auf dem Profil sind keine über längere Strecken
korrelierbaren Horizonte auszumachen. Zum einen
liegt dies daran, dass hier die meisten guten mesozoischen
Reflexionshorizonte fehlen. Andererseits
gibt es für die enttäuschende Qualität aber auch
technische Gründe, auf die bereits im Kapitel 5.2.6
eingegangen wurde. Mit einiger Sicherheit kann nur
die Kristallinoberfläche festgelegt werden; alle
anderen hier vorgenommenen Interpretationsversuch_e
sind spekulativ. Dies gilt besonders für die eingezeichnete
Lage der Mettauer Ueberschiebung (bei
CDP 920) und die östliche Begrenzung der Permokarbonsedimente
von KArSTEN durch einen Ast der
Eggberg-Störung (bei CDP 1340).
7. 3
7. 3. 1
Neue Erkenntnisse zur Strukturgeologie
der Nordschweiz
Falten- und Tafeljura
Obschon der Jura eines der bestuntersuchten Gebirge
darstellt, gingen die Ansichten über seine Entstehung
weit auseinander. Die Kenntnisse bis zum Jahre
1982, als die Nagra mit ihren Untersuchungen in der
Nordschweiz begann, reichten nicht aus, um die
Struktur im ganzen zu erfassen. Unumstritten war
schon damals, dass die mesozoische Sedimentdecke
oberhalb des Grundgebirges stark zusammengeschoben
ist. Die maximale Verkürzung beträgt im westlichen
Jura bis zu 25 km, nimmt aber gegen Osten bis zu
den Lägeren sukzessive ab. \'Jo die entsprechende
Verkürzung im kristallinen Grundgebirge zu suchen
ist (unter dem Jura oder unter den Alpen), war
lange Zeit eine Streitfrage.
Die vorliegenden geophysikalischen Untersuchungen
und die Ergebnisse aus den Nagra-Tiefbohrungen
(Beil. 32), speziell aus der Bohrung SCHAFISHEIM,
ergaben eine Menge neuer Erkenntnisse bezüglich
der Entstehung des Juragebirges. Viele der offenen
Fragen konnten gelöst werden, wobei andererseits
aber auch wieder neue Fragenkomplexe auftauchten.
Die Untersuchungen der Nagra betrafen jedoch nur
den östlichen Jura, weshalb auch die Aussagen nur
für dieses Gebiet gelten.
Es kann heute als nahezu gesichert angenommen werden,
dass der Kettenjura, weitgehend im Sinne von
Buxtorf (1916), eine Abscherungsdecke darstellt,
die durch Schub aus den Alpen entstanden ist.
Buxtorf kam zu dieser Erkenntnis, weil er feststellte,
dass im Kern der Juraketten oder an

NAGRA NTB 84-15 - 141 -
Ueberschiebungen nie etwas älteres angetroffen
wird als Sedimente der Anhydritgruppe. Er schloss
daraus, dass das kristalline Grundgebirge an der
Gebirgsbildung des Juras nicht beteiligt war, und
dass die Anhydritgruppe, welche weitgehend aus
weichen, plastischen Gesteinen (Anhydrit, Gips,
Salzton) besteht, vom Unteren Muschelkalk abgeschert
wurde. Den für die Abscherung und Faltung
des Kettenjuras benötigten Schub bezieht Buxtorf
au s den Alpen.
Aubert (1945) versuchte, die Entstehung der Juraketten
durch unter dem Jura liegende Ueberschiebungen
im Grundgebirgs sockel zu erklären.
Auch Umbgrove (1948) war der Ansicht, dass die Entstehung
des Juras im Zusammenhang mit der alpinen
Orogenese steht. Er vermutete jedoch, dass die dazu
notwendige Verkürzung des Sockels zwischen Jura und
Alpen unter der Molasse stattfand.
Laubscher (1961), ein Vertreter des Fernschubes,
versuchte als erster die Juraüberschiebung quantitativ
zu erfassen. In seinem damaligen Modell benötigte
er keine Verkürzung des kristallinen Sockels.
Den Abscherungshorizont bildete eine konkave Gleitbahn
zwischen Alpen und Jura. Durch die ungleiche
Ve rteilung der über der Gleitbahn li egenden Hassen
(grosse Massen in den Alpen, kleine Massen im
Jura), kam es durch di e Gravitation zur Rotation,
welche im Norden dann die Faltungen des Juras auslöste.
Als Gleitmaterial im Abscherungshorizont
vermutet Laubscher Anhydrit. Die benötigte geringe
Fliessfestigkeit dieses Gesteins versuchte er mit
einem hohen Porendruck zu erklären.
Eine weitere interessante Hypothese schlug Pavoni
(1961) vor, wobei auch Hegmann (1961) ähnliche
Ideen verfolgte. Er erweiterte einen Gedanken von
verschiedenen früheren Autoren (z.B. Vonderschmitt,
1941) und postUlierte eine Serie von
Blattverschiebungen im Sockel, welche für die lien
echelon"-Anordnung der Jurafalten im Deckgebirge
verantwortlich waren. Durch die Abtrennung Deckgebirge
- Grundgebirge benötigte auch er einen
Abscherungshorizont. Die eigentliche Sockelverkürzung
vermutete Pavoni unter dem Jura.
Trümpy (1960) und später auch Hsü (1979) postulierten
eine Ueberschiebung des Aar- und Gastern­
Massivs auf das Grundgebirge, wodurch die mesozoischen
und tertiären Sedimente über dem Abscherungshorizont
nach Norden geschoben wurden. Dies stellt
im Prinzip nur eine Variante des Fernschubes dar.

NAGRA NTB 84-15 - 142 -
Die Publikation Müller & Briegel (1980) beschäftigt
sich vorerst mit den Problemen des Abscherungshorizontes.
Sie konnten erstmals, dank zahlreicher
Triaxialexperimente, die günstigen Fliesseigenschaften
von Anhydrit nachweisen und qualitativ
beschreiben. Mittels Modellstudien (Finite Element
r-1ethode) vergleichen sie verschiedene Hypothesen._
Laubscher (1980) wies nach, dass alle autochthonistischen
Hypothesen (d.h. Sockelverkürzung autochthon
unterhalb des Juragebirges) an der Hürde der
Mas senbilanz scheitern. Das Kriterium der Has senbilanz
erlaubt nur verschiedene Typen von Schub
aus den Alpen. Am plausibelsten scheint ihm dabei,
dass der aktive Schub aus dem Bereich der europäisch-afrikanischen
Plattenkonvergenz stammt.
Zieg ler (1982) stellt aufgrund eines seismischen
Profils durch den östlichen Jura fest, dass das
kristalline Grundgebirge am S-Rand des Faltenjuras
höher liegt als weiter nördlich im Inneren des
Kettenjuras. Er schloss daraus, dass unter dem
S-Rand des Juras eine grosse, nordvergente Ueberschiebung
im Kristallin (siehe Fig. 43) liegt.
Diese Sockelverkürzung bewirkte nach Ziegler die
Auffaltung des autochthonen Juras.
N
JURA
MOLASSEBECKEN
HELVETIKUM
AAR­
MASSIV
S
LEGENDE:
AUTOCHTHON
D TERTIÄR
ALLOCHTHON
o
IOkm
1='=_ .....'
1·:

NAGRA NTB 84-15 - 143 -
Der historische Abriss hat gezeigt, dass die Ansichten
der verschiedenen Jurageologen bezüglich
der inneren Struktur und der Entstehung des Faltenund
Tafeljuras bis in allerjüngste Zeit noch extrem
kontrovers waren. Mit den hier dargelegten Daten
aus dem Untersuchungsprogramm der Nagra konnten
einige der strittigen Punkte geklärt werden, wobei
aber andere Fragenkomplexe neu geschaffen wurden.
Die Beobachtungen betreffen nur den östlichen
Falten- und Tafeljura, also das Gebiet zwischen
den Sektionen 82-NF-lO und 82-NX-60.
Der Falten- und auch der Tafeljura erhält seine
Strukt ur im wesentlichen durch drei Elemente - die
postpermiscben Versetzungen im Grundgebirge. das
unterschiedliche mechanische Verhalten der Sedimente
und den Schub aus den Alpen.
Beilage 29 zeigt eine vereinfachte Isohypsenkarte
der Grundgebirgsoberfläche (unter SRD). In groben
Zügen verläuft Top Kristallin südlich der nordvergenten
Z .Homberg-Lägeren-Basisabschiebung, d'ie
vermutlich den Südrand des Permokarbon-Troges
bildet und nördlich der Mandacher Basisabschiebung,
d.h. nördlich des Troges, mehr oder weniger konform
zur Basis Mesozoikum (Beil. 28). Die Sockeloberfläche
zeigt hier eine den bisherigen Erkenntnissen
entsprechende, mit rund 4 0
nach SE abtauchende
Fläche (z. B. Rybach et al., 1980).
Auf die Fonn der Kristallin-Oberfläche im Bereich
des Permokarbon-Troges wird im folgenden Kapitel
7. 3. 2 näher eingegangen.
Die postpermischen Versetzungen ~ Grundgebirge.
Die markanteste nordvergente Abschiebung, die
Z.Homberg-Lägeren-Basisabschiebung, folgt der
Linie Densbüren-Hausen b. Brugg-Lägeren (siehe
auch Fig. 45 und Beil. 28). Diese Abschiebung
konnte in den drei Sektionen 82-NX-60, 82-NF-30
und 82-NF-10 bestimmt werden. Zwischen diesen
Bestimmungspunkten wurde sie dem Verlauf des
Faltenjuras angepasst. Inwieweit dies auch tatsächlich
zutrifft, ist nur mittels weiterer
Untersuchungen zu klären. Die Abschiebung fällt
generell nach Norden ein. Der Versatz der Basis
Mesozoikum beträgt bei Dielsdorf am Ende der
Lägeren einige Dekameter, bei Hausen ca. 200 m
und bei Densbüren über 200 m (Beil. 28).

NAGRA NTB 84-15 - 144 -
Der Verlauf der zweiten nordvergenten Hauptabschiebung,
der Gis1if1ue-Chestenberg-Basisabschiebung
(siehe Fig. 45 und Beil. 28, 29), kann
anhand der Sektionen 82-NF-30, 82-NX-21 und
82-NF-IO festgelegt werden. Der Versatz beträgt
unter dem Chestenberg ca. 100 m und unter der
Gisliflue über 200 m.
Neben diesen zwei Hauptabschiebungen können aus
den Linien 82-NX-60, 82-NF-30 und 82-NF-IO noch
weitere nordvergente Sockelsprünge bestimmt werden,
deren Versatz jedoch eher bescheiden ist.
Diese können aber trotzdem lokal die Struktur
des Faltenjuras beeinflusst haben.
Als Mandacher Basisabschiebung bezeichnen wir
die unter der Mandacher Ueberschiebung liegende
südvergente Abschiebung. Ihr Verlauf läs st sich
aus den Sektionen 82-NF-IO, 82-NX-40 und 82-NF-50
bestimmen. Oestlich der Linie 82-NF-50 kann sie
streckenweise noch anhand von Strukturen in den
mesozoischen Sedimenten im Raum Rekingen-Baldingen-Mellikon
und weiter bis N Rheinsfelden verfolgt
werden, wo in der Sektion 82-NX-60 eine
Flexur auf ihre Existenz hinweist.
Klare Hinwe ise auf den Zeitraum der Reaktivierung
der variskisch angelegten Trogränder bzw.
der Basisabschiebungen lassen sich aus den hier
diskutierten Profilen nicht erkennen. Dagegen
lassen sich in der geologischen Literatur (z.B.
Naef et al., NTB 85-14) verschiedene Hinweise
finden, die au f Hebungen im Einzug sbereich de r
festgestellten Basisabschiebungen hindeuten. So
muss, nach Hofmann & Gygi (1961), der Chestenberg
schon vor der Ablagerung der Oberen Meeresmolasse
ein Hochgebiet dargestellt haben. Die Ausbildung
der Lägeren-Schwelle begann nach von Braun (1953)
vor dem Aquitan (siehe auch Büchi & Hofmann,
1960) .
- Das mechanische Verha1ten der verschiedenartigen
mesozoischen Sedimente (Beil. 32) wird neben der
mineralogischen Zusammensetzung durch den Ueberlagerungsdruck
(p), die herrschende Temperatur
(T) und die Verfonnungsrate UE:) bestimmt. Für
die Zeit der Juraüberschiebungen gelten im
Gebiet des Faltenjura für die mesozoischen
Sedimente die folgenden Bedingungen: ein kleiner
Ueberlagerungsaruck (P < 30 MP), eine geringe
Temperatur (T < 100°C) und eine Verformungsrate
von ca. 10-13 sec-I. Diese Verformungsrate ergibt

NAGRA NTB 84-15 - 145 -
sich wenn man annimmt, dass die Juraüberschiebung
vor mindestens 8 - 10 Millionen Jahren begann und
bis heute andauert (Müller & Briegel, 1980).
Neueste Bestimmungen der Verformungsrate an
deformierten Anhydrit-Ton-Kernen der Bohrung
SCHAFISHEIM (Jordan et al., 1986) geben Hinweise,
dass diese Gesteine im Abscherungshorizont
mit einer Verformungsrate zwi schen 10-13
und 10-14 sec-l deformiert wurden.
Unter diesen Bedingungen verhalten sich Karbonate
(Müller et al., 1981) durchwegs spröde. Mögliche
Deforrrationsmechanismen sind Drucklösung, schichtparalleles
Gleiten r Kataklase und Bruchbildung.
Die Tone werden ebenfalls spröde deformiert
(Nüesch, 1986), we isen aber eine bedeutend geringere
SCherfestigkeit als die Karbonate und
Sandsteine auf. Sie können deshalb relativ
leicht Verformungen au fnehmen.
~Jirklich duktil verhielten sich bei den oben
erwähnten Bedingungen nur die evaporitischen
Gesteine der Trias (Müller et al., 1981), wie
dies auch aus den Beobachtungen an den Kernen
der Tiefbohrung SCHAFISHEIM nachgewiesen werden
konnte (Müller et al., NTB 84-25).
Dieses ungleiche mechanische Verhalten der verschiedenen
Gesteine führte zu dem für den Jura
typischen Deformationsstil. Die karbonatischen
Serien, welche zwischen oder auf leicht verformbaren
Gesteinen liegen, bilden bei Beanspruchung
zuerst spröde Ueberschiebungsflächen und werden
dann gleitbrettartig übereinandergeschoben. Die
Länge eines solchen "Glei tbretts 11 ist abhängig
von der Mächtigkeit der karbonatischen Serie.
Diese Art von Deformation ist am besten aus der
Sektion 82-NF-30 (Beil. 12) ersichtlich. Deutlich
ist darin erkennbar, wie der karbonatische Muschelkalk,
welcher zwischen den duktilen Serien
der Anhydritgruppe und des Gipskeupers liegt,
brettartig übereinander geschoben wurde. Der
Abstand von Ueberschiebung zu Ueberschiebung ist
beim Muschelkalk deutlich kleiner als bei den
viel mächtigeren karbonatischen Serien des oberen
Dogge rs und de s Malms. Di eser De forrna tions stil,
welcher mit der Seismik gut erfasst wurde, bildet
die Grundlage für das Verständnis der noch
stärker deformierten Juraketten.

NAGRA NTB 84-15 - 146 -
- Dass der Jura durch Schub aus den Alpen im Sinne
von Buxtorf (1916) entstanden sein muss, wurde
noch bi s vor kurzem in Frage gestellt (z. B.
Ziegler, 1982). Seit der Abteufung der Bohrung
SCHAFISHEIM , in welcher alle in Frage kommenden
Abscherungshorizonte gekernt wurden, hat man
eindeutige Beweise, die die Existenz von Abscherungs-
bzw. Gleithorizonten in der Trias bestätigen.
Der oberste :nögliche Abscherungshorizont ist der
Opalinus-Ton. In der Bohrung SCHAFISHEIM konnten
im Opalinus-Ton jedoch nur ge ringfügige De formationserscheingungen
erkannt werden. Als eigentlicher
Abscherungshorizont hat er kaum gewirkt,
denn ähnliche kleinere Verformungen konnte man
im Opalinus-Ton auch in den Bohrungen im Tafeljura
(RINIKEN, \JE lACH) beobachten. Auch auf den
seismischen Sektionen werden nur selten grössere
Verformungen im Opalinus-Ton beobachtet. Eine
ist jedoch besonders deutlich. Es handelt sich
um die Anhäufung von Opalinus-Ton unterhalb
Stadel, nördlich der projektierten Sondierbohrung
STEINMAUR (Sektion 82-NX-60, Beil. 18 und
Fig. 40).
Der nächste tieferliegende mögliche Abscherungshorizont
ist der Gipskeuper. Dieser zeigt auch
in SCHAFISHEIM intensive Deformationen in den
anhydritischen Partien. Eindeutig konnte man
feststellen, dass sich der Anhydrit gegenüber
den tonigen Partien viel inkompetenter verhielt.
Tonige Horizonte innerhalb der anhydritischen
Partien sind zerrissen und boudiniert. Einzelne
Tonkomponenten schwimmen förmlich im Anhydrit.
Diese Beobachtungen stehen auch in Uebereinstimmung
mit den experimentellen Untersuchungen an
Tonen (Nüesch, 1986). Auch wird verständlich,
warum de r Opalinu s-Ton keinen Abscherungshorizont
darstellen konnte. ,Auch in der Bohrung ALTISHOFEN
wurde festgestellt, dass der Keuper starke Verformungen
aufweist (Fischer & Luterbacher, 1963),
nur wurden di ese De fonna tionen damals anders
gedeutet.
Den grössten Teil der Verformung, welche durch
die Ueberschiebung verursacht wurde, hat der
Mittlere ~1uschelkalk aufgenommen. Erstaunlich
war dabei die Feststellung (Bohrung SCHAFISHEIM),
dass trotz der Anwesenheit von über 30 m des
sehr duktilen Salzes auch der Anhydrit intensiv
verfonnt ist (siehe Müller et al., NTB 84-25,

NAGRA NTB 84-15 - 147 -
Fig. 75). Möglicherweise ist Salz nur lokal vorhanden
(lokale Becken), sonst müsste man annehmen,
dass es den grössten Teil der Verfonnung
hätte aufnehmen müssen. Aus den vibroseismischen
Unters uchungen (siehe dazu 82-NF-IO, 82-NX-21,
82-NF-30, 82-NX-40 und 82-NF-50) kann man sehr
schön beobachten, dass der Gipskeuper und vor
allem die Anhydritgruppe oft tektonisch gestört
wurden und z.T. aufgestaut und angehäuft vorliegen.
Dies ist nicht nur im Faltenjura und
südlich davon zu beobachten, sondern auch im
Tafeljura, besonders in der Nähe der Mandacher
Basisabschiebung. Die vibroseismischen Untersuchungen
bestätigen damit einerseits den Abscherungscharakter
des Kettenjuras und zeigen andererseits,
dass selbst der Tafeljura noch von der
alpinen Orogenese beeinflusst wurde.
Die für den Zusammenschub im Deckgebirge notwendige
Sockelverkürzung muss nach den vorliegenden
Daten also südlich der Bohrungen SCHAFISHEI~l
und ALTISHOFEN zu suchen sein. Das von der BEB
Gewerkschaften Brigitta und Elwerath, Hannover,
publizierte Profil zwi sehen dem Jura und den
Alpen (vgl. auch Fig. 43), das auf vibroseismisehen
Untersuchungen und Ergebnissen der Bohrung
ENTLEBUCH beruht, zeigt, dass das Grundgebirge
stetig gegen die Alpen zu abfällt bis auf eine
Kote von ca. - 7 km am nördlichen Alpenrand. Der
steile Abfall des Aar- und des Gastern-Massivs
am Alpennordrand kann am besten mit einer Ueberschiebung
dieser Massive auf das Grundgebirge
(siehe Fig. 43) erklärt werden, womit auch der
Ort der Sockel verkürzung gefunden wäre.
Es gibt verschiedene Hinweise, dass dieser Nordschub
auch rezent noch akt iv ist (Diebold &
Müller, NTB 84-26); so z.B. die heutige Erdbebentätigkeit
(Mayer-Rosa et al., NTB 83-08), das
rezente Spannungsfeld (Pavoni, NTB 84-45; Becker
et al., NTB 84-37; Meier, 1984), die relativen
Höhenänderungen, analysiert aus dem Landesnivellement
(Gubler et al., NTB 84-17), morphologische
Hinweise (Haldimann et al., NTB 84-16) und
schliesslich die in Kapitel 7.2.1 (Sektion
82-NF-10) diskutierte Ueberschiebung südlich von
SCHAFISHEIM, die vennutlich noch im Quartär aktiv
war.

NAGRA NTB 84-15 - 148 -
TERTIAER
5 km
Figur 44:
Uebersicht der tektonischen Elemente im
östlichen Juragebiet
Die nördlichste Jurakette ~ öst1ichen Fa1tenjura
kann zusammenhängend von Densbüren über Hausen und
Baden nach Dielsdorf verfolgt werden. In allen den
Faltenjura querenden Sektionen kann man beobachten,
dass diese Kette nur bedingt durch Faltung entstanden
ist, sondern dass sie vielmehr durch eine oder
mehrere nordvergente Ueberschiebungen ihre Stuktur
erhielt (siehe dazu auch Müller et al., NTB 84-25,
Profil 1 - 3). Unter dieser Kette liegt die markante
Z.Homberg-Lägeren-Basisabschiebung, welche
diese nördlichste Jurakette au f ihrer ganzen Länge
begleitet (Beil. 28). In der Sektion 82-NF-IO
weist sie eine Versetzung von mehr als 200 m auf.
Unter der zweiten, weiter südlich liegenden Kette
(Gisliflue-Chestenberg) ist eine weitere nordvergente
Abschiebung (Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung)
erkennbar, welche unter der Gi sli flue
einen Versatz von beinahe 200 m aufweist. In der
Sektion 82-NF-IO sind weiter südlich noch zwei
weitere nordvergente. Abschiebungen ersichtlich,

NAGRA NTB 84-15 - 149 -
jedoch mit geringerem Versatz. Die Thalheimer Mulde
mit ihrer nördlichen Aufschiebung wie auch die
Gisliflue (siehe auch Müller et al., NTB 84-25,
Profil 3) stellen von der Anhydritgruppe abgescherte
Sedimentpakete dar, welche durch den
Nordschub auf ihren nördlich liegenden Nachbarn
aufgeschoben wurden. Warum gerade an dieser Stelle
jeweils eine Aufschiebung stattfand, kann vielleicht
anhand der Sockelstruktur erklärt werden.
Offensichtlich ist, dass jeweils unter den Hauptaufschiebungen
die gros sen Abschiebungen zu finden
sind. Dies ist wahrscheinlich kein Zufall, denn
durch die Abschiebungen wurden jeweils auch die
Abscherungshorizonte versetzt. Die kontinuierliche,
nordwärts gerichtete Bewegung in den Gleithorizonten
wurde an di esen St ellen abrupt un terbrochen.
Die duktilen Evaporite wurden an den neu entstandenen
Hindernissen aufgestaut, ähnlich wie dies bei
der Mandacher Störung (Fig. 40) beobachtet werden
kann. Dabei entwickelte sich aus den Abscherungshorizonten
eine zur Oberfläche reichende Ueberschiebungsfläche.
Dass Basisabschiebung und Ueberschiebung
nicht überall ideal übereinander liegen,
ist verständlich, wenn man sich die mächtigen,
3-dimensionalen Abscherungspakete vorstellt. In
diesen riesigen Gleitbrettern werden die Ueberschiebungen
nur stellenweise auf ihrer ganzen
Länge den Basisabschiebungen folgen. Hinzu kommt,
dass über die zeitliche Entwicklung der Abschiebungen
und über den Verlauf der Juraüberschiebung
noch wenig bekannt ist.
Gegen Osten, in Richtung der Gisliflue-Kette,
verschmälert sich die Thalheimer Mulde. Die Fortsetzung
der Chestenberg-Kette gegen Osten ist
vermutlich die Neuenhof-Antiklinale (siehe auch
Sc h i nd le r , 1 9 77) .
Die südlichste Ueberschiebung im Profil 82-NF-IO
liegt südlich der Tiefbohrung SCHAFISHEIM. Sie hat
wahrscheinlich noch die risseiszeitlich ausgekolkte
Molasse versetzt. Dies würde bedeuten, dass postrisseiszeitliche,
möglicherweise sogar rezente
Bewegungen an ihr stattfinden. Eine westliche
Fortsetzung dieser Struktur könnte man in der
Born-Engelberg-Antiklinale vermuten.
Bis zur Mandacher Ueberschiebung wurde der Tafeljura
noch durch den Nordschub, verursacht durch
die alpine Orogenese, beansprucht. Der Abscherungshorizont
hat noch dieselbe Funktion wie südlich des
Faltenjuras. Der nordwärts gerichtete Verschiebungsbetrag
war hier jedoch nur noch ein Bruchteil
der Gesamtverkürzung. Mit Ausnahme der Mandacher

NAGRA NTB 84-15 - 150 -
Basisabschiebung fehlen dem Tafeljura markante
Basisabschiebungen mit Versatzbeträgen im Dekabis
Hektameterbereich. Dies und das Fehlen grosser
Ueberschiebungen erklärt auch das Fehlen grosser
Kettenstrukturen, wie sie aus dem Faltenjura bekannt
sind. Allerdings lösten auch die kleineren
Abschiebungen im Permokarbon-Trog Ueberschiebungen
in den mesozoischen Sedimenten aus, wie wir dies
vom Faltenjura her kennen.
Die wichtigsten Störungen im östlichen Tafeljura
sind die Mandacher Ueberschiebung, die Endinger
Flexur und die Ifluh-Flexur, sowie die ausserhalb
des alpinen Einflusses liegende Mettauer Ueberschiebung
(Fig. 44).
Die Mandacher Ueberschiebung wird durch eine nach
Süden einfallende Abschiebung an der Basis des
Mesozoikwns, über dem Pe nnoka rbon-Trog, initiiert
(siehe Fig. 38 und 39). Verursacht durch das nach
Norden gleitende Sedimentpaket werden an diesem
Sockelsprung die duktilen Sedimente des Abscherungshorizontes
in der Anhydritgruppe aufgestaut.
Aus dieser Formation entwickelt sich dann eine
Ueberschiebungsfläche, welche sämtliche jüngere
Schichten versetzt. Die Kompressionszone vor der
Mandacher Basisabschiebung (siehe Fig. 38) ist
einer der eindrücklichsten Beweise für den Nordschub.
Die Mandacher Ueberschiebung beginnt im Westen bei
Frick und behält ihren Ueberschiebungscharakter
bis an die Aare südlich von Böttstein bei (siehe
auch Brändlin, 1911). Oestlich der Aare lässt sich
die Störung noch über einen Kilometer nachweisen
(Haldimann et al., NTB 84-16). Sie ändert dann
vennutlich ihren Charakter und geht in eine Flexur
über, welche man weiter nach Osten bis N-Rheinsfelden
verfolgen kann.
Die Endinger F1exur hat generell ein H-E Streichen.
Sie vereinigt sich vermutlich im Gebiet südlich
Böttstein mit der Mandacher Ueberschiebung. In der
Sektion 82-NF-50 sieht man schwach erkennbar das
Bild einer Kofferfalte mit überschobenem Nordschenkel
(Mandacher Ueberschiebung). Nach Osten lässt
sich die Endinger Flexur durch die Firsthalden nach
Endingen und weiter bis nach Vogelsang verfolgen,
wo die Schichten der Oberen Meeresmolasse ein
Fallen von ca. 10 - 20 0 nach Süden aufweisen.

NAGRA NTB 84-15 - 151 -
Die I fluh-Flexur , eigentlich der Südschenkel einer
leichten Auffaltung, verläuft über den Bruggerberg
und östlich der Aare über die Flue von Iberig. Sie
kann in der Sektion 82-NF-50 noch unterhalb von
Steinenbüel erfasst werden.
Die Mettauer Ueberschiebung ist eine im Norden des
Tafeljuras liegende SW-NE streichende Störung im
triadi sehen Schichtpaket (Brändli n, 1911). Au f den
seismischen Sektionen (82-NF-IO, 82-NF-50 und
82-NS-90) ist sie, z.T. allerdings undeutlich, zu
erkennen. Es wird angenommen (Vlildi, 1975), dass
die Mettauer Ueberschiebung durch gravitativ bedingtes
Abgleiten eines dünnen Sedimentbrettes vom
Schwarzwald-Massiv entstanden ist. Die Anhydritgruppe
bildete dabei den Abscherungs- und Gleithorizont
(Baumann, 1984), sowie den Antiklinalkern
im Liegenden dieser Ueberschiebung.
7.3.2
Der Nordschwe ize r Pennoka rbon-Trog
und die Kristallinoberfläche
Zur Entdeckung des Nordschweizer Permokarbon-Troges
Bis zum Beginn der regionalen geophysikalischen
Untersuchungen im Jahre 1981 und dem Anlaufen
des Nagra-Tiefbohrprogramms im Herbst 1982 war
der Ke nntnisstand über di e Strukt ur de r Kr istalli n­
oberfläche in der Nordschweiz bescheiden. Die
wichtigsten Da ten gingen au f di e Suche nach dem
"Steinkohlegebirge" zurück, die im zentralen Teil
der Nordschweiz vor ungefähr hundert Jahren begonnen
hatte. Dazu kamen in jüngerer Zeit einige
Thermalwasserbohrungen. Die Kohlebohrungen von
HINTERSINGEN und ZUZGEN stiessen zwar auf Perm
(ca. 410 m Rotliegendes in WINTERSINGEN und 177 m
bzw. 167 m Rotliegendes in ZUZGEN 1 und 2, nach
Schmassmann & Bayrarngil, 1945). Karbonablagerungen
wurden dagegen keine nachgewiesen. Zudem konnten
die Koten der Kristallinoberfläche in allen diesen
Bohrungen zwanglos in eine mit etwa 4 0
nach SE
einfallende Fläche eingepasst werden (vgl. Rybach
et al., 1980).
In der Bohrung DINGELSDORF am Bodensee wurde erstmals
neben 569 m Perm auch 156 m Oberkarbon gefunden
(Lemcke & Wagner, 1961). Diese und andere
Indizien brachten Lemcke und Wagner dazu, als erste
die Vermutung zu äussern, dass in der Nordschweiz,
zwischen dem Bodensee und dem Kohlebecken von
Roncharnp, ein zusammenhängender Permokarbon-Trog
existieren könnte.

NAGRA NTB 84-15 - 152 -
Konkrete Anhaltspunkte lieferten dann ab 1981 die
geophysikalischen Abklärungen der SGPK und der
Nagra. Die refraktionsseismische Messreihe 1981
(Sierro et al., NTB 83-21) und die gravimetrischen
Aufnahmen der Jahre 1981 und 1982 (Klingele et al.,
NTB 84-22) wiesen unter dem Tafeljura Laufzeitbzw.
Schwereanomalien nach, die als Effekt eines
mächtigen, submesozoischen Sedimenttroges gedeutet
werden konnten (Kap. 1, Fig. 2). Dass diese mögliche
Interpretation auch tatsächlich zutraf,
zeigten die seit Herbst 1982 vorliegenden, in
diesem Be rich t di skutierten reflexions se i sm i schen
Daten.
Auf der Linie 82-NS-70 waren östlich des Aaretals
und insbesondere im Gebiet der vorgesehenen Bohrung
v'lEIACH unter dem Mesozoikum klare Anze ichen sedimentärer
Schichtung zu erkennen. Die Schwierigkeit
bestand darin, diese Pennokarbonsedimente gegen
den kristallinen Sockel im Liegenden abzugrenzen.
In HEIACH wurde - wie sich herausstellen sollte
fälschlicherweise - der tiefste deutliche und noch
über eine grös se re Strecke ve rfo 19bare Re flektor
(950 ms) als Top Kristallin interpretiert und
darauf basierend eine totale Pennokarbonmächtigkeit
von 560 m (bis 1550 m u.T.) vorausgesagt. Die Bohrung
zeigte später, dass die Pennokarbon-Prognose
zwar zutraf, dass es sich aber bei dem Reflektor
um ein Kohleflöz handelte und dass die tatsächliche
Trogbasis tiefer, nämlich bei 2020 m u.T.
entspr. 1185 ms lag. Mit Hilfe der Bohrung konnten
nun auch die markanten Reflexionen der "unteren
Tiefenzone" (Kap. 7.2.6) identifiziert werden, die
sich nach \'1esten bis zum Rand des Aaretales fortsetzen.
Es war naheliegend, sie ebenfalls als
Kohleflöze zu deuten, die am Ostrand des Aaretales
eine Tiefe von mind. 2500 m u.T. erreichen. Dort
werden die Reflexionen von einer gros sen Störungszone
abrupt abgeschnitten. Die Frage, ob sich der
Permokarbon-Trog über das Aaretal hinaus nach
~'vesten fortsetzt, blieb deshalb lange ungeklärt.
Westlich der Störungszone sind auf der Linie
82-NS-70 keine submesozoischen Reflexionen mehr
erkennbar. Auf der anderen Seite zeigte aber die
im Gebiet von Riniken kreuzende Diplinie 82-NX-40
in grosser Tiefe deutliche feinlaminierte, flachliegende
Reflexionen. Auch die Form der Schwereanomali
e (F ig. 2) schien au feine v'1est fort setzung
des Troges hinzudeuten. Wenn man die tiefliegenden
Reflexionen auf der Diplinie 82-NX-40 als Sedimente
interpretierte, so implizierte dies einen Abfall
der Kristallinoberfläche von 315 m u.T. in BOETT­
STEIN auf ca. 3500 m u.T. unter RINIKEN. Dieses

NAGRA NTB 84-15 - 153 -
gewaltige Relief über eine Horizontaldistanz von
nur 7.5 km lief aber allen bisherigen Vorstellungen
zuwider und erschien kaum glaubhaft. Da überdies
bis in eine Tiefe von ca. 2800 m auch auf der
Diplinie keine sedimenttypischen Reflexionen auszumachen
waren, wurde schliesslich für die Bohrung
RINIKEN kein Permokarbon prognostiziert. Wie sich
bald zeigen sollte, war diese konservative Prognose
falsch. In RINIKEN stiess man in 816 mTiefe unter
dem Mesozoikum auf rötliche Permsandsteine und Konglomerate.
Damit war nicht nur die Frage der Westfortsetzung
des Troges geklärt, es zeigte sich nun
auch, dass die tiefen Reflexionen wahrscheinlich
auf Sedimente an oder nahe der Trogbasis zurückzuführen
waren, und dass damit gerechnet werden
musste, dass der "Westtrog" (Kap. 7.2.6) in diesem
Gebiet tatsächlich eine Tiefe von etwa 3500 m u.T.
erreicht. RINIKEN erwies sich als eigentliche
Schlüsselbohrung, die wesentlich zum Verständnis
der unterschiedlichen seismischen Erscheinungsformen
der Permokarbonsedimente beitrug und zu einer
weitgehenden Neuinterpretation der seismischen
Sektionen im submesozoischen Tiefenbereich führte.
Auf der Basis dieser Interpretation und unter
Verwendung von neueren reflexionsseismischen und
refraktions seismischen Daten konnteschliesslich
die Trogform in ihren groben Umrissen kartiert
werden (Beil. 29).
Die Struktur der Grundgebirgsoberfläche und
die Form des Permokarbon-Troges
Zunächst sei nochmals auf die gros sen Schwierigkeiten
hingewiesen, die einer geologischen Interpretation
tiefer, submesozoischer Reflektoren entgegenstehen
und die es verunmöglicht haben, abschliessende
Aussagen über die Form und interne Struktur
des Permokarbon-Troges zu machen:
- der Mangel an sicher korrelierbaren Leitreflektoren,
wie sie das mesozoische Deckgebirge mehrfach
zeigt,
- die Unsicherheit der stratigraphischen Zuordnung
der nicht korrelierbaren Reflexionen oder Reflexionsbänder
(z.B. Verbreitung der Kohleflöze),
- die Vieldeutigkeit bei der Beurteilung des Ursprungs
und der Bedeutung gewisser tiefer,
aber markanter nicht identifizierter (z.T. grün
markierter) Reflektoren.

NAGRA NTB 84-15 - 154 -
In den Gebieten, wo Mesozoikum (Buntsandstein) das
Kristallin direkt überlagert, ist das Aussetzen der
für das Deckgebirge typischen und seismisch gut
abgebildeten Schichtung oft ein Indiz für die
Kristallinoberfläche. Die An- oder Abwesenheit submesozoischer
Schichtung kann aber auf den Seismikprofilen
oft nicht eindeutig bestimmt werden. Aus
diesem Grunde ist die seismische Kartierung der
Ausdehnung des Permokarbons - insbesondere im
Bereich des südlichen Trograndes - mit grossen
Unsicherheiten behaftet.
Es darf aufgrund des Reflexionsbildes einzelner
Seismikprofile angenommen werden, dass der Permokarbon-Trog
eine kleinräumige strukturelle Gliederung
aufweist. Bei der zur Verfügung stehenden
Maschenweite der Seismikprofile sind daher dem
räumlichen Auflösungsvermögen einer Interpretation
Beschränkungen auferlegt.
Die groben Umrisse des Permokarbon-Troges lassen
sich aus der Isohypsenkarte Top Kristallin erkennen
(Beil. 29). Die vereinfachte Darstellung basiert im
wesentlichen auf der Annahme einer im Oberkarbon
und Perm vorherrschenden Zerrungstektonik, bei der
sich ein Trog an gros sen randlichen Abschiebungszonen
eingesenkt hat und gleichzeitig mit den
Abtragungsprodukten der angrenzenden Hochgebiete
aufgefüllt wurde. Die Komplexität, besonders der
nördlichen Trograndzone wird auf Beilage 29 und
Figur 46 schematisch angedeutet.
Die komplexe Struktur am nördlichen Trogrand wird
von einer Anzahl tektonischer Elemente bestimmt,
die sich z.T. ins Deckgebirge durchpausen und/oder
in nördlich angrenzenden Gebiet aufgeschlossen sind.
Im NH Teil des Kartengebietes (Beil. 29) reichen
die Sedimente des oberen Rotliegenden über den
eigentlichen tiefen Permokarbon-Trog hinaus nach
Norden, wie z.B. die Linie 82-NF-IO und einige
Bohrungen (KAISTEN, 172 mi ZUZGEN ca. 170 mi MUMPF
207 m) sowie Aufschlüsse im Rheintal belegen
(Schmassmann & Bayramgil, 1945i Lutz, 1964).
Der eigentliche Nordrand des tieferen, inneren
Troges wird von der zur Trogachse parallel verlaufenden
Mandacher Basisabschiebung abgezeichnet
(vgl. Linie 82-NF-IO, Kap. 7.2.1). Die tektonische
Beziehung zwischen dieser WSW-ENE verlaufenden
Abschiebung und den beiden nördlich davon im
Südschwarzwald aufgeschlossenen Eggberg- und
Vorwald-Störungszonen ist noch nicht abgeklärt.

NAGRA NTB 84-15 - 155 -
Diese letzteren streichen WIDv-ESE und sind variszi
sch angelegt. Für die Vorwald-Störung kann eine
spätvariszische, dextrale Verstellung des ~lbtalgranites
von rund 4 km nachgewiesen werden. Der auf
Beilage 29 und in Figur 45 dargestellten Struktur
liegt die Annahme zugrunde, dass diese Störungszonen
bis in den Trog hineinstreichen und dabei
den nördlichen Rand ebenfalls dextral versetzen.
METTAUER ÜBERSCHIEBUNG
MAÜ MANDACHER ÜBERSCHIEBUNG
MABAS MANDACHER BASISABSCHIEBUNG
ZHL-BAS Z.HOMBERG- LÄGEREN-BASISABSCHIEBUNG
GCH-BAS GISLI FLUE -CHESTENBERG- BASISABSCH.
Figur 45:
Schematisches Blockbild: Kristallines
Grundge bi rge, No rdschwe ize r Pe rmoka rbon­
Trog, Deckgebirge

NAGRA NTB 84-15 - 156 -
Oestlich der Sondierbohrung BOETTSTEIN, im Bereich
des nördlichen Trograndes, zeichnet sich auf neueren,
noch unveröffentlichten reflexionsseismischen
Prof ilen, ein in SV/-NE Richtung verlaufender Nebentrog
ab (Fig. 45, Beil. 29).
Der südliche Trogrand folgt im wesentlichen
der zwischen den Linien 82-NF-lO, 82-NF-30 und
82-NX-60 korrelierten, unter der nördlichen Jura­
Randüberschiebung liegenden Z.Homberg-Lägeren­
Basisabschiebung.
Bei der Diskussion der genannten Profile wurde auf
die Unsicherheit der südlichen Begrenzung der Permokarbonvorkommen
hingewiesen. Im Fall der Linien
82-NF-I0 und 82-NF-30 kann ein Uebergreifen von
Jungpaläozoikum (wenigstens eines Teilbeckens) bis
zur südlichen Gisliflue-Chestenberg-Basisabschiebung
durchaus möglich sein (vgl. Kap. 7.~.2).
Im übrigen scheinen detaillierte Aussagen über den
regional-tektonischen Bau dieser vermutlich komplexen
südlichen Trograndzone unter dem östlichen
Kettenjura angesichts der gros sen Abstände der
drei Querprofile noch wenig sinnvoll.
In axialer Richtung kann der Trog entsprechend der
Befunde der Sondierbohrungen WEIACH und RINIKEN
und der Linie 82-NS-70 in einen Ost- und einen
Westtrog geliedert werden. Diese Teiltröge unterscheiden
sich hauptsächlich in der Mächtigkeit
ihrer SedimentfÜllung und damit auch in ihrer Tiefe.
Der westliche Teiltrog weist mit rund 2700 m
gegenüber dem östlichen Teiltrog (ca. 1500 m) eine
um über 5.0 % mächtigere Sedimentserie auf.
Die im Osttrog abgeteufte Sondierbohrung WEIACH hat
zwischen 991 und 2020 m eine dem Kristallin aufliegende,
Oberkarbon (Stephanien) und Perm umfassende,
scheinbar vollständige jungpaläozoische Schichtserie
erbohrt. Das Oberrotliegende erreicht dabei
eine Mächtigkeit von 179 m. Die Linie 82-NS-70
zeigt im Osttrog, westlich von WEIACH, die Existenz
einer eigenständigen diskordanten Schicht serie , bei
der möglicherweise Oberkarbon unter einer Winkeldiskordanz
direkt von Mesozoikum überlagert wird
(vgl. Kap. 7.2.6). Der Ursprung dieser Serie kann
entweder als Folge einer axialen Beckenschüttung
oder einer tektonischen Verdoppelung (Ueberschiebung)
interpretiert ·werden. Beide Fälle setzen
bedeutende vertikale und/oder horizontale tektonische
VersteIlungen im Troginnern voraus. An der
Grenze zum West trog wird dieses Schichtpaket in
der Prof ilebene abge schnitten.

NAGRA NTB 84-15 - 157 -
Im west1ichen Tei1trog wurde in der Sondierbohrung
RINIKEN eine Abfolge von 985 m Oberrotliegendem
nachgewiesen, die den 179 m Oberrotliegend in
vffiIACH entsprechen dürften. Allerdings gelingt
es nur mit Hilfe lithologisch/sedimentologischer
Kriterien, die obersten 100 m in vVEIACH mit den
obersten 170 m der Rotliegend Serie in RINIKEN
gesichert zu korrelieren (Nagra, NTB 86-01 und
NTB 86-02). Aufgrund des Reflexionsbildes der Linie
82-NS-70 im Abschnitt zwischen vveiach und Riniken
kann als Grenze zwischen Ost- und v'lesttrog eine
tektonische Störungszone vermutet werden, die auf
Figur 45 als Transversalverschiebung mit einer
Abschiebungskomponente interpretiert wurde (Vorwald-Störung,
vgl. Beil. 29). Der Mächtigkeitsunterschied
zwischen WEIACH und RINIKEN und das
mögliche Fehlen pe nni scher Sedimente im Abschnitt
östlich der Störungszone weisen darauf hin, dass
s ich der \vesttrog im Oberrotliegenden absetzte,
während der Osttrog der Erosion ausgesetzt war.
Die strukturelle Bedeutung der im westlichen Trogteil
im Raume Riniken-Hornussen auf den Linien
82-NS-70 und 82-NF-IO auftretenden tiefen nicht
identifizierten Reflektoren ist noch unklar.
Die oben dargelegte Evidenz, die sich aus den seismischen
Profilen durch den Permokarbon-Trog ergibt,
deutet weitgehend auf Zerrungstektonik. Diese verursachte
ein synsedimentäres Absenken des Troges
an steilstehenden (Basis-) Abschiebungen, die die
Trogränder bilden.
Während Hinweise auf Zerrungstektonik scheinbar
überwiegen, gibt es doch gewichtige Indizien für
eine troginterne Kompressionstektonik. Diese äussert
sich hauptsächlich an Ueberschiebungen (z.B.
Linie 82-NF-40, Kap. 7.2.3; Linie 82-NS-70, Kap.
7.2.6). Für diesen tektonischen Stil spricht auch
das Auftreten von spätvariszischen Blattverschiebungen
im unmittelbar angrenzenden S-Schwarzwald.
Die interne Struktur und die Sedimentfüllung des
Permokarbon-Troges ist wahrscheinlich vergleichbar
mit derjenigen ähnlicher jungpaläozoischer Sedimenttröge,
wie sie insbesondere aus dem französischen
Zentralmassiv bekannt sind (BRGM, 1984). Eine
mehrphasige Bildung und/oder Deformation scheint
die Regel, wobei eine Frühphase der Entstehung
dieser Tröge mit der im oberen Westphalien beginnenden
und im Stephanien kulminierenden Zerscherung
Westeuropas zusammenfällt (z.B. Ziegler 1982,
Encl. 11 und 12).

NAGRA NTB 84-15 - 158 -
Auch im Nordschweizerischen Permokarbon-Trog gibt
es Hinweise für eine Mehrphasigkeit, auf die schon
Schmassmann & Bayramgil (1945) hingewiesen haben.
Die Sedimentfüllung des Troges lässt sich mit grosser
Hahrscheinlichkei t in mindestens zwei Zyklen
unterteilen. Hährend sich eine ältere Schichtfolge
(Stephanien bis Unterperm) auf den eigentlichen,
inneren Trog beschränkt, greift die ins Oberrotliegende
zu stellende jüngere Serie z.T. weit über
den inneren TrCXJ hinaus und liegt direkt auf Kr i­
stallin (Bohrungen KAISTEN, ZUZGEN, RHEINFELDEN,
PFAFFNAU) .
Der scheinbare Hiderspruch zwischen der auf Reflexionsseismik
basierenden Evidenz sowohl für
Zerrungstektonik (Grabenbildung) als auch für Kompressionstektonik
(Ueberschiebungen) erklärt sich
möglicherweise aus der mehrphasigen Trogbildung.
In analoger Heise zeigen die Tröge im französischen
Zentralmassiv ebenfalls beide Erscheinungen.
Die Abklärung der schwierig zu lösenden Frage nach
der internen Struktur des Pennokarbon-Troges muss
weiteren Untersuchungen vorbehalten bleiben. Bei
der weiteren Bearbeitung wird auch dem Studium gut
erforschter Analogiefälle sicher vermehrte Bedeutung
z ukomrnen.

NAGRA NTB 84-15 - 159 -
8 SCHLUSSFOLGERUNGEN
Nachdem frühere geophysikalische Messreihen in der
Nordschweiz (Refraktionsseismik 81, Gravimetrie
81/82) eindeutige Hinweise auf ein unerwartet
komplexes Relief der Sockeloberfläche lieferten,
wurde 1982 von der Nagra eine erste grossräumige
reflexionsseismische Messkampagne geplant und in
Zusammenarbeit mit der SGPK (Schweizerische Geophysikalische
Kommission) durchgeführt. Ziel war
die Abklärung der Struktur des Grundgebirges und
der darüberliegenden Sedimentdecke.
Insgesamt wurden 11 Profillinien mit einer Gesamtlänge
von 182 km vermessen. Die seismischen Sektionen
waren noch vor Beginn des Tiefbohrprogramms
der Nagra verfügbar. Es zeigte sich, wie erwartet,
dass der strukturgeologische Informationsgehalt
nicht allein von der Datenqualität, sondern in
hohem Mass auch von den Reflexionseigenschaften
des Untergrundes abhängt. Die günstigen Bedingungen
im kontrastreichen mesozoischen Deckgebirge ermöglichen
generell eine differenzierte und detailgetreue
Abbildung der Schichtstruktur. Ausgenommen
sind besonders komplexe Strukturen, wie sie etwa
im Kernbereich der Jura-Ueberschiebungen vorkommen.
Die wichtigsten mesozoischen Grenzflächen können
ohne Schwierigkeiten aufgrund ihres charakteristischen
seismischen Erscheinungsbildes und der
bekannten Schichtabfolge identifiziert und entlang
der seismischen Sektion verfolgt werden. Vier
stratigraphische Grenzen wurden durchgehend interpretiert
und als regionale, der Maschenweite des
Messnetzes angepasste Isohypsenkarten dargestellt.
Die Ueberprüfung der seismischen Tiefenprognose an
den Bohrlokationen ergab im Bereich des Mesozoikums
Abweichungen von max. 30 m. Als bedeutend schwieriger
erwies sich die Interpretation im submesozoischen
Tiefenbereich. Das Grundgebirge ist
äusserst kontrastarm. Eindeutige reflexionsseismische
Hinweise auf jungpaläozoische Sedimente
sind nur lokal vorhanden; so z.B. in der Umgebung
der Sondierbohrung WEIACH, wo die Existenz einer
mächtigen Permokarbonabfolge später bestätigt wurde.
Sporadisch erkennbare, tieferliegende Reflexionen
im zentralen und westlichen Teil des Untersuchungsgebietes
wurden dagegen zunächst nicht richtig
gedeutet. Erst als die Bohrung RINIKEN unter dem
Mesozoikum ca. 1000 m seismisch nicht indizierte
Perm (Rotliegend)-Sedimente durchbohrt hatte, wurde
klar, dass die tieferen Reflexionen in diesem
Gebiet wahrscheinlich ebenfalls auf Sedimente
zurückzuführen sind, und dass der jungpaläozoische

NAGRA NTB 84-15 - 160 -
Permokarbon-Trog nicht nur bedeutend tiefer ist als
bis anhin angenommen wurde, sondern sich auch bis
weit über das untere Aaretal hinaus nach Westen
erstreckt. Seismisch erfassbare Kontraste oder
Anzeichen von Schichtung in den monotonen massigen
Permsedimenten der Trogfüllung sind selten. Im allgemeinen
werden keine direkten Reflexionen der
Kristallinoberfläche beobachtet. Trotzdem wurde
versucht, die Kristallinoberfläche unter Einbezug
von gravimetrischen, refraktions seismischen und
neueren reflexions seismischen Daten in gros sen
Zügen zu kartieren. Der Tiefenlinienplan wird aber
im Bereich des Permokarbon-Troges als weniger zuverlässig
eingestuft als die Isohypsenkarten der
mesozoischen Horizonte. Neben z.T. recht subtilen
Anzeichen sedimentärer Schichtung erkennt man im
tieferen Grundgebirge charakteristische, flach
einfallende Reflexionsbänder, die wahrscheinlich
mit der Trogstruktur zusammenhängen. Für diese
"linearen" Reflektoren fehlt bis heute eine befriedigende
geologische Erklärung.
Auch wenn mehrere, die Form und Entstehungsgeschichte
des Permokarbon-Troges betreffende Fragen
zur Zeit noch offen sind, bleibt festzuhalten,
dass die Messkampagne einige grundlegend neue
Erkenntnisse zur Strukturgeologie der Nordschweiz
geliefert hat. Sie sind im folgenden noch einmal
kurz zusammengefasst.
Die Struktur des Grundgebirges ist weit komplizierter
als bisher angenommen wurde. Im Untersuchungsgebiet
wird das Relief des kristallinen Sockels
von einem 10 - 12 km breiten und bis zu 3 km tiefen
Trog oder Graben geprägt, der Perm- und Oberkarbonsedimente
enthält (Nordschweizer Permokarbon-Trog).
Er erstreckt sich in ENE-WSW Richtung bis über das
Messgebiet hinaus. Die axiale Ausdehnung ist nicht
bekannt. Seine Südgrenze liegt unter der nördlichsten,
auf den Tafeljura überschobenen Jurakette
(Zeiher Homberg-Lägeren-Kette). Nicht auszuschliessen
ist, dass sich permische Sedimente, möglicherweise
in flacheren Randbecken, weiter nach Süden
erstrecken und erst unter der südlichen Gisliflue­
Chestenberg-Kette einen Abschluss finden. Die Nordgrenze
folgt ungefähr der Mandacher Ueberschiebung,
ihr Verlauf ist aber komplizierter. Seismisch und
z.T. gravimetrisch belegte Ausbuchtungen nach
Norden zwischen Böttstein und Wil (AG) und im
Gebiet von Sulz (AG) deuten an, dass der Nordrand
durch die in \'JNH-ESE Richtung in den Trog hineinstreichende
Vorwald- und Eggberg-Störung dextral

NAGRA NTB 84-15 - 161 -
versetzt sein könnte. Ein rechtssinniger Versatz
durch die Vorwald-Störung (ca. 4 km) ist am Albtal­
Granit im südlichen Schwarzwald nachgewiesen. In
axialer Richtung kann zwischen einem östlichen und
einem zentralen bzw. westlichen Trogteil unterschieden
werden. Es scheint, dass eine nach Westen
einfallende permische Abschiebung im Gebiet von
Endingen (AG) den tieferen Westtrog (985 m oberes
Perm in RINIKEN) von dem etwas flacheren Ost trog
(1 79 m oberes Pe rm in \vEIACH) absetzt.
Zwischen dem heterogen aufgebauten Grundgebirge,
seiner unregelmässigen, abgestuften Oberfläche und
den im mesozoischen Deckgebirge manifesten tektonischen
Störungen, namentlich den Jura-Ueberschiebungen,
besteht ein ursächlicher Zusammenhang.
Unter allen grösseren Ueberschiebungen im östlichen
Falten- und Tafeljura beobachtet man Abschiebungen
im Grundgebirge (Basisabschiebungen, IISockelsprünge").
Diese Abschiebungen folgen in \V"SH-ENE Richtung
ungefähr den Rändern des Permokarbon-Troges
und fallen gegen die Trogachse ein (nordvergente
Abschiebungen im Süden und südve rgenteAbschiebungen
im Norden des Troges). Zwei dieser Störungen
unter den mehrfach überschobenen Hauptästen des
Faltenjuras erreichen Sprunghöhen von bis zu 300 m
(Zeiher Homberg-Lägeren-Basisabschiebung und Gislifl
ue-Chestenbe rg-Basi sabschi ebung). \-'Ja hrscheinlich
handelt es sich um paläozoisch angelegte Randbrüche,
die im Tertiär vor der Jurafaltung reaktiviert
wurden. Bei der Entstehung der Abschiebungen dürfte
aber auch die grössere Kompaktion der Trogfüllung,
die durch die mesozoische Auflast in Gang gebracht
wurde, eine Rolle gespielt haben. Dies gilt besonders
für die südvergente Störung unter dem Tafeljura
(Mandacher Basisabschiebung).
'Hährend der alpinen Kompressionsphase wurden die
Basisabschiebungen im Süden zum Keim- und Ausgangspunkt
der gros sen Jura-Ueberschiebungen. Das Deckgebirge
auf der jeweiligen Nordscholle lag tiefer
und der Gleithorizont (Anhydritgruppe und Keuper),
auf dem mesozoische und kaenozoische Sedimente aus
dem Mittelland durch Schub aus den Alpen nach Norden
transportiert wurden, war versetzt bzw. unterbrochen.
Es kam zu einem Rückstau der duktilen
Sedimente im Abscherhorizont und zur Entwicklung
einer Verwerfungsfläche durch die jüngeren Sedimente,
auf der dann die kompetenten Schichten auf
die Nordscholle überschoben wurden.

NAGRA NTB 84-15 - 162 -
Auch der Tafeljura wurde noch vom Nordschub erfasst.
Ein ähnlicher Mechanismus führte über dem nördlichen
Rand des Permokarbon-Troges zur Ausbildung
der Mandacher Ueberschiebung. Auslösendes Element
war in diesem Fall eine südvergente Abschiebung,
durch die das Hesozoikum über der Trogfüllung
tiefergesetzt wurde. Dadurch kam es zum Stau gegen
die mesozoischen Sedimente auf der kristallinen
Hochscholle im Norden und - ausgehend vom Gleithorizont
- zur Entwicklung einer Ueberschiebungsfläche.
Das Messprogramm 82 hat gezeigt, dass die moderne
Reflexionsseismik auch in unserem Untersuchungsgebiet
mit Erfolg zur regionalen Strukturabklärung
eingesetzt werden kann. Die Programmziele wurden
im wesentlichen erreicht. Mit Folgeprogrammen in
den Jahren 1983 und 1984 wurde das regionale Messnetz
in der Zwischenzeit ergänzt und bis in die
Kantone Solothurn und Schaffhausen erweitert.
Ueber die Ergebnisse dieser Messreihen wird an
anderer Stelle berichtet.

NAGRA NTB 84-26 - 163 -
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/4/ Wochen- und Monatsberichte des Truppleiters.
- Nagra-Dokumentation.

710 720 730 740 ?SO 760 770 780 790 800 810 820 830 840 8S0 870 880 8S0 900 910 920 930 940 9S0 960 970 980 1000 1010 1020 1030 1040 10S0 1070 1003 1100 1110 1120 1130 1140 1190 1200
100
000
200
400
600
800
1000
1200
1400
t STATION
100-
000-
200-
400-
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1000-
1200-
1400-
1600-
1800-
2000-
Linie 82- NS-70:
oben: provisorische gestapelte Sektion vor der Anwendung residualer statischer Korrekturen.
unten: gleiche Sektion nach der Anwendung residualer statischer Korrekturen die aus Ersteinsätzen
der Vibroseis-Daten abgeleitet wurden (first break analysis).
1600
1800
2000
CD?
5TAT!CJ<
1300 1320 1340 1360 1380 \0400
I I I I I I
700 720 7"0
"20
I
760
1"40 1460
I I
780
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I I
800
I I
820
1560 1583
I I
8"0
1600
I
1620
I
16

o
1:100000
5 10km
Reproduziert mit Bewilligung des Bundesamtes für Landestopographie vom 21.11.1983
BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
GEOGRAPHISCHE LAGE DER MESSLINIEN,
MASSSTAB 1:100000
Reflexionsseismische Messungen 82 IBEILAGE 2 I

6m 350m/s 3m 250m/s
7,6m BOOrnls 4,7mBSOm/s
19.2 m 2500m/s 9,7m ZOOOm/s
3700m/s 27QOm/s
35rn350m/s 2,6m350m/s
37,6m2000m/s 3, 1m l000m/s
• Z700m/s 2300m/s
l.BmSOOm/s 3,Bm400m/s
9,ZmXlOOm/s 17,5m1400m/s
Z3QOm/s 2500mls
ELEVATION
5,2m350m/s 2,7m 350m/s
7 ml000m/s 6,5m 1400m/s
lB,6m2400m/s 10mZl00m/s
3500rn/s 2500m/s
AU PT 101
700
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550r--------7~~----------~~--~~-------------------------------------------------------~
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55m 3OO0m/s
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7.6 m 8oomt, l..1m 850mh
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ß100m/5 17oom/5
35m3501l\ls 2,6m350m/s
1.8mSOOrn/~ 3,8ml.OOmIJ
l7,6m2000mls l,lml000rn/1
9.2m'OOO m/5 17.5,"11,00,"/1
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- 1200
14€lO
1600 -
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SGPK/NAGRA
Reflexionsseismik Programm 82
Legende
LINIE
82NSOO
MIGRATION
=mlJ Basis stat. Korrekturen
22139 .-
c:J Basis Quartär
c=:J Top Malm
c:::::J Top «Dogger»
2400 - Top Lias
c=::J Top «Muschelkalk»
2600 -
2800 -
Anhydritgruppe
r==J Mögliches Permo-Karbon
Top Kristallin
- 16€lO
.- lS00
.- 200€l
.- 2200
2 4 €lO
.- 2600
- 2800
BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR. 23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NS-OO INTERPRETATION
Reflexionsseismische Messungen 82
lBEILAGE
4

750
700
&50
550
500
350
JOO
ELEVATION
·1.8m4S0mls 4mloom/s 2,S m4SOmis 2.4mloomls l,2mlSOmis 2m4oom/s l,6m4oom/s l,9mlSOmis 4.9m3S0m/s 3,lm lSOmis 2.9mlSOm/s 3.6m3S0mls 4.8ml50m/s Um l50m/s 72m4oom/s 6m 300mls Um lSOmis 2,6 m l50mls 4,7m400m/s 3,2m4oomls Um 3OOm/s 7m lOOmis 3,9m4OOmls 3,Sm4oom/s 3.8m450mls 3,1m450 IM
16.8m26oom/s S2oom/s 19OOm/s lO,lm16oomls l8oom/s 5.8m600m/s4.2m 7oomls. lZ.5In900mls lSOOmls 3200mls 12.9m 2loomls 2l m 2400m/s
10.Sm 1200mls 6.Sm 1500 m/s 4500mls l700m/s 46.8m2700m/s 8.1m 1400 m/s 12,2m800m/s 10,7m IlOOmis l1'sm800mls 21oom/s 15,lml600m/s 7,7ml400m/s 1900m/s S'ml100mls
72oom/s
!tC)OOmls
24.lm~~~ 27,6 m~'~~~ lOOOmls 3200mls 36ilOmis 2900mls 2lOOm/s
Sloomls 28,3m 3200mls 1700mls 96,9m lS111mls 2000m/s 403m 16oom/s S02 m 1800mls 1900m/s
4200m/s lOOOm/s 2SOOm/s 2S00m/s
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2,6m SOOm/s ',7m'-OQm/s 2,3m400mß 6,3m 3S0m/s 4,8N" 350m/S l.,,7m350 m/s S,6m 350 m/s 4,'1 m 300 m/s
23.9rn1500mls 20,7ml100m/s 2400m/S 3100m~ 31.9m 1800m/S 1.2,Brn1600m/5 19,5m1300m/s 2200m/s
2400m/s
3000m", 2900m/s >7.6m 2~~~:::": 35,em~~~~r;;~
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3m 300m/s
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150m
1700m/S
2400m/'
3300m/.s
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J
BOrn I 2700ffi/'
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I
GEOPHONE CORRECrrON
639 619 S99 579 559 S39 519 433 4178 458 ~38 -419 399 379 359 339 319 293 279 2S9 238 219 199 178 159 139 119 8'.3 79 59 33 i9 3
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
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200
413
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
--
-
2200
2400
--
--
2600
--
- --
2800
BEITRAGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NS-20
Reflexionsseismische Messungen 82
I BEILAGE
7 1

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I I I
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8ZNF IO COP 278
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INTERPRETIERT: C. SPRE CHE R, :JuL:. 81t
82 nx 2 1 CDP88D
I
399 379 359 339 31. 299 Z79 CS9 239 Z I.9 199 179 159 139 119 99 79 59 39 19 CDP
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
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3 STATIOI
0 130
200
4 00
6130
801l
113 00
12eo
14 1313
2413
SGPK/NAGRA
Reflexionsseismik Programm 82
Legende
LIN IE
82NS20
MIGRATION
Basis stat. Korrekturen
Basis Quartär
c:::=J Top Malm
c::::J Top «Dogger»
TopUas
c::::J Top «Muschelkalk»
Anhydritgruppe
2613
c:::J Mögliches Permo-Karbon
2 61'113
Top Kristallin
16 0 1'1
18 00
2 0 00
2 200
2 4 013
2 8 00
BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NS-20 INTERPRETATION
Reflexionsseismische Messungen 82 I BEILAGE 8

&50
4,9m Z50m/s Z.4m400m/s 2.6m 350mls 4,Sm 350mls 4,5m350ml.5 S,sm400m/s
9,8 m 1S00m/s Z3.6rn 1600m/s It,ZmlO(tOm/s t.Om1400m/s 20m 1400m/s 11523mm21~8g:;::;:
25m 93 m1600 nVs 33m 2300m/5 2100mls
19,5mZ600m/s
3400m/s
2S00mA:
3400m/s 2600m/s 3300m/s 2600mJs
LEVATION
1\
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~ AZ 203 AZ204 AZ 205 AZ206
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'Om 2700m/
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82HseO-CDP109
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979 t 961 941 921 9211 881 851 841 821 001 781 761 7"11 721 ?el 681 661 641 621 601 581
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
180m
3000mr.
8eHF30-CDP871
l
541 521 501 481 461 441 421 401 381 361 341 321 3211 281 261 241 221 201 181 161 141 121 101 81 61 ~1 21'
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
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GrP
STRT1Cri
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200
200
400
600
800
1000
1200
1200
1400
1400
1600
1600
1800
1800
2000
2200
2200
2400
2400
2600
2600
BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NX-21
Reflexionsseismische Messungen 82 I BEILAGE 9 1

'-9m 250mls 24m400m/s 2,6m lS0mls 1,,5mJ50m/s 1o,'.imlSOml's S,Sm400m/s
9,8mlSOOm/ s H,6m1600m/s 4.2mlOOOm/s 40ml400m/s 20m 1400m / s IS, 3mllOOrnls
",'im 2600m/s ?Sm 2500ml\ 91mI600m/, Hm 2300m/s llOOmh 162 m 2000m/s

ELEVATION
3.Sm350m/5 5.7m 350 rn/s 2.6 m350 m/s l,Bm500m/s S.6m500m/s
33,Sm2300m/s 53.2m2700m/s 30Jm1400m/s 17,Sm1l00m/s 3100m/s
loSOOm/s 4800m/s L.100m/s lo000rn/s
L.7m350m/s 3.2m400m/s
13,3m600m/s 10,lm1400mlS
2700mls 2100m/s
2.7 m3S0mls
12mZOOOmls13.Srn1800m/s
l600m/s noom/s
~m400m/s
109m1900m/s
3200m/s
Sm300m/s 3.2m300m/s
9mBOOmls ,700m/s
1800m/s
6,Bm4S0m/s
19.6ml100mA:
1100m/s
Bm3S0m/!i
112.5m2000m/s
3000m/s
OATU~
PLANE
--
~\ 100m/s ~
2 m/s
~2500mJs
=::J
AZ 714 AZ 302
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30m
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1500m/s
10m Laoom/s
--.r
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l
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Al303
11m '.:[,m/s BOOm/s
40m
2500mJs
~
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Al304
2::1::,
10mL600m/s
AZ305
-!wm s
78m 1Boom/s
AZ205
2m 300m/s
39m lSOOm,s
~
~
~
AZ306
2
10m l000mls
;-
I
140m
112m
ZZDOrn/s
4000m(s
153m 2100m/s
180m 30X1m/s
12:2m 2000m/s
150m 2BOOm/s
l
STRTlCI'I 1
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I I I
82I1X",O-CDP783
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8211570-CDP1099
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4 00
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600
800
8 0 0
1000
100 0
1200
12 00
1400 -
- 1400
16013
1800
2 1300
2 200
2 4 130 -
26130
2800
SGPK/NAGRA
Reflexionsseismik Programm 82
LINIE
82NF30
MIGRATION
Legende
lllTIllllllilll Basis stat. Korrekturen
Basis Quartär
c:::J Top Malm
c:::::::J Top «Dogger»
Top Lias
c:::::::J Top «Muschelkalk»
Anhydritgruppe
c=J Mögliches Permo-Karbon
Top Kristallin
16 00
18 00
- 20 00
22 00
- 2 400
2 6 00
28 00
BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
SERIE GEOPHYSIK
NA. 23
Nagra Cedra Cisra
Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NF-30 INTERPRETATION
Reflexionsseismische Messungen 82
I BEILAGE
12

____
700 ELEV A TI ON
6.4m400m/s
24,lml100m/!>
Z7(){1m/s
8,6m450mls.
2500m/s
7,Sm4S0m/s
Z6,9m2Z00m!s
3400m/s
2,Bm600m/s
2500m/s
3m 350m/s 3,6m400m/s
Hm1500m/s 12,5mHOOmJs
29QOm/s 3900m/s
2m300m/s 2.5m300m/s
9,3m700m/slZ,3ml1OOm/s
30DOm/s
3500mJs
2,8m250rn/s
12.Bm1400m/s
2400m/s
5,lm4DOmfs 2,9 rn 300m/s
4500m/sl1,7m2100mls
lt700m!s
5,8m(.SO~1s 3,7m300m/s
20.3m1200n:/s 3500m/::.
6500nVs
LSm300m/s
20.5ml000m/s
3700m~
1,8m300m/s 3.8m300m/s
17m1300mls lBm2200mA
3000m/.s 3000m/s
~.l 402
AZ 503
Al 507 AZ 504
AZ 1.01
Al704
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1lo ,2m11OOm / )
l1(X\m/ s
' ,6mlo!JOmA
2500m /,
1,5mlo!JOmlJ
lUm22OOm1s
)loOOm/ lo
2'm 600 m/ ,
lSOOm / s
1m HOm /" J,6mloOOmA
l1mI500m /~ ll.'ilfllloom/)
2m Joom / , l,'imlOOmls
9,1m1OOm/\ l2,Jm Imm /~
1900rn" )9OOm / , JOOOm / , )5OOm"
l 'm2!JO m ls
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11.OOm /~
51mloOOm ,o\ 2.9m)OOm/ 5
lo500m/,n ,7 ",2100mA
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11.7 S(n 1, /504
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00'''' 1 21(,011'1 : \
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96", 1800m·' j
82HS8Q-CDP376
I
82HfSD-CDP602
I
82HS7Q-COPl173
I
I INTERPRETIERT: C. SPRECHER , J'~ ~'t
82Hf30-CDP211
I
b l BI 1"1 IZ I 1-1\ 16 1 18 1 ~ I ~Z \ " .. \ i.'b \ .:'11 \ ,;)\ ,j,'1 .....,1 ,'ItB ·14\ 4(. 1 -IoH1 50..\ 1 'XI Sbl 5fH 0(1 1 t.21 b -l' l lbl bat 7.2 1 74\ 7'61 761 001 8.?1 B ~1 861 88\
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8e8
200 -
280
400 -
488
600
608
808 --
800
1888 -
- 1888
1288 -
1288
1400
1688 ~
1488-
1800 -
2888-
2288 -
2480-
2688 -
2880-
SGPK/NAGRA
Reflexionsseismik Programm 82
LINIE
82NX40
MIGRATION
Legende
lIITmIITIIID
Basis stat. Korrekturen
Basis Quartär
[=:J Top Malm
c::J Top «Dogger»
TopUas
c::J Top «Muschelkalk.
Anhydritgruppe
c:::J Mögliches Permo-Karbon
Top Kristallin
Nicht identifizierter
Reflektor
1600
1888
2888
2288
2488
2688
2888
BEITRÄGE ZUR GEOLOG IE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR. 23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NX-40 INTERPRETATION
Reflexionsseismische Messungen 82
I BEILAGE
14

~
&50
450
4,1m 350 m/s
Z700m/$
~Zs01
0
Zm 300m«;
,
6rn800~
35m 2S00rrv's:
10m 3300mls
3,3m 300mls
10,1m 300 m/~
52 m 1Z00m/'S
31m 2000mh
25001T1/<
4100mls
Als02
~om;.
Al 907
45m 1600m/5
,-/<
./ 70mlzBoorrV' 35m ±:400mls
ItBm 3500rTVs
6.4m I..QOm,s
Z4.2m 1100m,s
2700 m/S
AZs03/ ~ AZ 507
27mtUoonVs
mlzzuuml«
m
34m 1300
96m
Ornis
Z800tM
Um 300 mls
23.6m 1200 m/s
2300 m/s
AZ SOS
35m 20]:oom" 1400m15
60rn
Z800rn"
.L
7J; m 600m~ Z,1m700m/S
2Z.8m 1600tM I,6Jom1600ml'
SOm 2700rn;'!;104m 2AOOm/S
lOOOm 5
3400mA
Al706
/
2m ("fOD m/~
~7600m/'
6Bm
1600m/s
90m 3900m"
ELEVATION
..r-
OLANE
1070
I
nnw
•
I
82HS90-CDP""lS
82H>< 40 CDP114 82nS80-CDP:324
82HS70-CDP1S08
1
1 J
1
le20 10öe 980 960 940 sze 900 880 860 940 S20 000 790 ?60 740 72e 700 600 660 640 62QI 600 S80 S6eI 54e 520 500 400 -"160 440 420 400 380 360 340 32e 300 280 260 240 220 200 100 160 140 120 100 B0 60 40 20
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
S5E
•
COP
13013
2130
41313
6130
8013
11300
1200
1413
14130
1600
18130
2130
213130
22130
2400
26013
280
28~e
BEITRAGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NF-50
Reflexionsseismische Messungen 82
I BEILAGE
15

700
Io .1 m 350m/ ,
nOO m/,
J. 1m 300 m"
52m 1200m/,
15001r'1h
10 ,1m ) 00 rn/ i
17 m 2 000 m/ 1
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR. 23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NX-60
Reflexionsseismische Messungen 82
I BEILAGE
17

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Reflexionsseismik Programm 82
Legende
LINIE
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
LINIE 82-NS-80 INTERPRETATION
Reflexionsseismische Messungen 82 r BEILAGE 22

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NICHT KORRELIERBARE ÜBERSCHIEBUNG AUF DER PROFILSPUR
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
SERIE GEOPHYSIK
NR.23
Nagra Cedra Cisra
Technischer Bericht NTB 84-15
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Reflexionsseismische Messungen.82
BEILAGE 25

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O. SONDIERBOHRUNG (GEPLANT / GEBOHRT BIS 1.5.84)
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
SERIE GEOPHYSIK
NR.23
ISOHYPSENKARTE," TOP DOGGER 11
Reflexionsseismische Messungen 82
Nagra
Cedra
Cisra
Technischer Bericht NTB 84-15
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BEILAGE 26

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................ ...... AUSBISSLINIE
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SEISMISCHE
LINIE MIT COP-NUMMERN
SONDIERBOHRUNG (GEPLANT / GEBOHRT BIS 1.5.84 )
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
Nagra Cedra Cisra
SERIE GEOPHYSIK
NR.23 Technischer Bericht NTB 84-15
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Reflexionsseismische Messungen 82 BEILAGE 27

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ABSCHIEBUNG
NICHT KORRELIERBARE ABSCHIEBUNG AUF DER PROFILSPUR
ÜBERSCHIEBUNG
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..................... AUSBISSLINIE
WII\Il/\III\IlJ ÜBERDECKTE AUSBISSLINIE
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SEISMISCHE
LINIE MIT COP-NUMMERN
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BEITRÄGE ZUR GEOLOGIE DER SCHWEIZ
SERIE GEOPHYSIK
NR.23
Nagra Cedra Cisra
Technischer Bericht NTB 84-15
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Reflexionsseismische Messungen 82
BEILAGE 28

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KURZREFRAKTIONSLIN IEN
AUFZEITBOHRUNGEN
•
Hinweis:
Genaue Koordinaten der Aufzeitbohrungen in: «Vibroseis-Programm
82: Geologische Dokumentation der
Aufzeitbohrungen», interner Nagra-Bericht, Sept. 1982.
Die Lage der Kurzrefraktionsprofile und der Aufzeitbohrungen
ist zudem aus den Profilen Beil. 3 - 24
ersichtlich.
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