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Near‐surface three‐dimensional multicomponent source and receiver S‐wave survey in the Tannwald Basin, Germany: Acquisition and data processing (2022)

Burschil, Thomas ; Buness, Hermann ; Schmelzbach, Cedric ; [et al.]

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Publication Date: 2022-10-17

Description: Shallow 3‐D reflection seismic surveys using S‐waves have rarely been carried out, even though S‐waves can provide higher resolution subsurface images than P‐waves. We conducted a 3‐D near‐surface multicomponent source and receiver survey in Quaternary sediments. We employed a small electrodynamic seismic source with a horizontal shaking unit operated in two orientations. Three‐component geophones in an orthogonal layout covering an area of 117×99 m2 were used for recording. Changes in weather and ground conditions, including freezing and thawing during acquisition, directly influenced the data quality and resulted in discernible relative time shifts in the data. Our seismic processing flow included a four‐component rotation of the data from the Cartesian acquisition geometry into the ‘natural’ coordinate frame to orient sources and receivers in radial or transverse orientation to separate different S‐wave polarizations. The rotation increased the signal strength and helped, for example, to improve the quality of the images of the basin base. The irregular offset distribution in the common midpoint gathers impedes filtering to suppress surface waves in the f–k domain. We, therefore, applied a common‐reflection surface processing flow. After regularization, we could better remove the energy of the surface waves. Both stacked 3‐D S‐wave volumes of vertical and horizontal polarizations provide images of the Quaternary overdeepened Tannwald Basin that was partly known from previous P‐ and S‐wave 2‐D surveys. Compared to a P‐wave profile adjacent to the volume, however, the S‐wave volumes provide higher resolution images of the basin base and internal structure. The basin base is well mapped in three dimensions and shows undulations that were not obvious from the P‐wave data. Comparing the S‐wave volumes of different polarizations, we find only minor differences in the stacks and interpretations.

Keywords: ddc:622.1592

Language: English

Type: doc-type:article

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S·F·X

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Die Form und Füllung des glazial-übertieften Basadingen-Beckens, abgeleitet aus hochauflösenden reflexionsseismischen Messungen (2021)

Brandt, Anna-Catharina ; Tanner, David Colin ; Buness, Hermann ; [et al.]

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Details

Publication Date: 2022-12-01

Description: Übertiefte Täler in den Alpen ermöglichen uns glaziale Sedimentation und somit einen Teil der quartären Klimageschichte zu verstehen. Reflexionsseimsik kann dabei verwendet werden, um punktuelle Bohrlochdaten in die Fläche zu projizieren oder eine potentielle Bohrlokation vorzuerkunden. Im Rahmen des ICDP-Projekts ‚Drilling Overdeepened Alpine Valleys‘ (DOVE) sollen eine Reihe von Bohrungen in alpinen, glazial-übertieften Tälern abgeteuft werden. Eine der Bohrungen soll 2021 in einem übertieften Tal des Rheingletschers bei Basadingen, nahe der deutsch-schweizerischen Grenze abgeteuft werden. In Zusammenarbeit mit der ETH Zürich, wurden zwei Profile im Abstand von ca. 500 m annähernd senkrecht zum Talverlauf aufgenommen. Das erste Profil ist 1246 m lang und bestand aus einer festen Auslage von 624 Geophonen. Das zweite Profil ist 1120 m lang und wurde mit 200 3-Komponenten-Geophonen im roll-along-Verfahren aufgenommen. Für beide Profile wurde bei jedem zweiten Geophon (zwei Meter Geophonabstand) mit einem hydraulischen 4-t Vibrator ein linearer 12-s-Sweep von 20-240 Hz angeregt. Beide seismischen Profile bilden ein asymmetrisches, übertieftes Becken mit ca. 260 m Tiefe ab, wobei der tiefste Bereich nur einen kleinen Teil des breiteren Hauptbeckens einnimmt. Die Auffüllung ist durch mindestens drei Diskordanzen, deutlichen Onlaps und Erosionshorizonten zwischen den Sedimenteinheiten gekennzeichnet. Wir interpretieren die Talfüllung als das Produkt eines hochdynamischen, sedimentären Systems. Der untere Teil, innerhalb des tiefsten Bereichs des Beckens, ist mit chaotisch abgelagerten Sedimenten gefüllt. Der Teil oberhalb einer Diskordanz enthält steil einfallende Reflektoren, die wahrscheinlich 20-30 m mächtige, progradierende Mäanderbanken einer glazial-fluviatilen Umgebung darstellen. Unterhalb des tiefsten Bereichs des Beckens sehen wir Versätze in Reflektoren, die auf Verwerfungen in der Tertiären Molasse hinweisen und mit bekannten Verwerfungen an der Oberfläche korrelieren. Wir vermuten, dass die Verwerfungen das Gestein geschwächt und somit die verstärkte Erosion an dieser Stelle gefördert haben.

Description: poster

Keywords: ddc:550 ; Seismik ; Geophysik ; Alpen ; Quartär ; übertieft ; Schweiz ; Beckenfüllung ; Sedimentation ; glazial ; Erosion ; Processing ; DMO

Language: German

Type: doc-type:conferenceObject