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Kompen bei geologischer Feldarbeit

In diesem Beitrag aus unserer Grundlagenreihe Bergbau soll die Arbeit mit einem geologischen Kompen erläutert werden. Das kann natürlich kein Grundlagenstudium ersetzen, soll aber einen Anhalt für die richtige Handhabung bieten. Vor allem soll er dazu dienen, Begriffe zu verstehen, die man häufig in geologischen Abhandlungen findet.

Es gibt unterschiedlich Ausführungen dieser Kompen. Allen ist aber gemeinsam, daß man damit eindeutig den Verlauf Flächen und Linearen im Raum festlegen kann.

Im Bild ist ein relativ preiswerter Gefügekompaß abgebildet, den wir für dergleichen Messungen verwenden. Er ist für 82 Euro über die Firma Krantz (www.krantz-online.de) zu beziehen und für unsere Zwecke vollkommen ausreichend. Wer es ganz genau und bequem haben will, muß tief in die Tasche greifen. Geologische Kompen sind Präzisionsinstrumente - Preise ab ca. 400 Euro aufwärts.

Der abgebildete Kompaß besteht aus folgenden Elementen:

  1. einem robusten Gehäuse mit einem Zielstachel
  2. dem Vertikalkreis (linksläufig!!) 360° mit 1° Auflösung
  3. einer Deckel- Anlegeplatte mit Spiegel an der Innenseite und Ableseeinrichtungmit 5°- Teilung
  4. der Nadel mit einem schwarzen und einem weißen Ende sowie dem Inklinations- Ausgleichsgewicht
  5. einer Libelle
  6. einer Arretierung
  7. einem Pendelklinometer mit Arretierung

Der Vertikalkreis ist - im Gegensatz zum Marschkompaß - nicht drehbar. Unter anderem deshalb ist die Teilung auch linksläufig.

Messungen an Flächen

Die Darstellung, was flächige Elemente in der Geologie eigentlich konkret sind, ist einem späteren Beitrag vorbehalten. Uns fehlen dazu noch einige Fotos von praktischen Beispielen.

Es geht darum, die oben grün dargestellte Fläche eindeutig in ihrer räumlichen Lage zu beschreiben. Dazu dienen die ebenfalls eingezeichneten drei Parameter:

Streichen
ist der Winkel zwischen der Horizontalrichtung einer Fläche und magnetisch Nord. Damit kann man für jede beliebig geneigte Fläche das Streichen angeben, nur für eine horizontal liegende nicht. Die hat unendlich viele Streichrichtungen.

Einfallen
ist der Winkel zwischen der Horizontalen und der größten Neigung der Fläche.

Einfallsrichtung
muß bestimmt werden, da eine Fläche bei gleichen Werten zu Streichen und Einfallen in zwei entgegengesetzte Richtungen einfallen kann.

 

Messung der Parameter einer Fläche

Wir bleiben bei obigem Beispiel und wollen nun rein praktisch die Fläche einmessen.

Das Streichen wird wie folgt eingemessen:

Der Kompaß wird an die Fläche angelegt. Dabei ist zu beachten, daß die Libelle eine waagerechte Lage anzeigt. Wir lassen die Nadel einpendeln und lesen die Streichrichtung ab.
An unserer grünen Beispielfläche von oben erhalten wir einen Wert von ca. 10°. In der Praxis sieht das beispielhaft wie folgt aus:


Doch Achtung: Es sind in Europa nur Streichwinkel zwischen 0° und 180° zulässig!

Das Einfallen kann auf mehrere Arten bestimmt werden.

Die einfachste Art ist die Messung mit dem Klinometer. Hierzu wird der Kompaß, wie im Beispielbild gezeigt, an die geneigte Fläche angelegt. Die Ablesung erfolgt am Teilkreis des Klinometers, im Beispiel oben mit der grünen Fläche sind das ca. 60°. In der Praxis sieht das so aus:

Während der Messung muß selbstverständlich darauf geachtet werden, daß der Pendel des Klinometers frei schwingen kann.

Eine zweite Möglichkeit der Messung des Einfallens besteht bei entsprechend ausgerüsteten Kompen (Gefügekompaß) in der Nutzung der Anlegeplatte = Deckel. Hiermit ist es auch möglich, Streichen und Einfallen in einem Meßvorgang zu bestimmen. Die Ablesung des Einfallens erfolgt an der Skala am Scharnier des Deckels. Das Streichen wird wie oben beschrieben bestimmt. Die Skala kann verschieden ausgestaltet sein. Bei einem System nach CLAR ist ein roter und ein schwarzer Ablesesektor im Scharnier vorhanden und der Deckel ist nach oben und unten klappbar. Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Deckel nur bis in die waagerechte Höhe geklappt werden kann und keine zweifarbigen Markierungen vorhanden sind. Für das System nach CLAR gibt es ein spezielles Meßverfahren, das jedoch an dieser Stelle nicht erläutert wird.

Im Beispiel sieht eine Messung mit Anlegeklappe so aus:

Bleibt die Einfallsrichtung zu bestimmen. Eine Fläche, die wie im Beispiel von NE nach SW verläuft, kann sie entweder aus NW oder SE einfallen. Im zeichnerischen Beispiel ist die Einfallsrichtung der Fläche SE. "E" steht in den Bezeichnungen für Ost, um Verwechslungen mit osteuropäischen Bezeichnungen zu vermeiden.

Um bei der grünen Fläche aus der Zeichnung oben zu bleiben, erhalten wir also Werte von 10° für das Streichen und 60° für das Einfallen sowie SE als Einfallsrichtung.

Angegeben werden diese Daten in der Form: 10/60 SE

 

Messungen an Linearen

Auch die genaue Beschreibung dessen, was wir als Lineare in der Geologie verstehen, bleibt einem späteren Beitrag vorbehalten. Als Beispiel für Lineare seien Blasenspuren in magmatischen Gestein oder Gletscherschrammen genannt.

Letztlich geht es auch hier darum, bei den Messungen die genaue Lage der Linearen im Raum reproduzierbar zu beschrieben. Auch hierzu wieder die Beispielzeichnung von vorhin, dieses Mal mit eingezeichneten Gletscherschrammen, deren Lage zu bestimmen ist:

Um die genaue Lage der Gletscherspuren zu bestimmen, sind drei Parameter notwendig: Die Streichrichtung, das Abtauchen und die Abtauchrichtung.

Die Streichrichtung eines Linears ist entsprechend der Zeichnung der Winkel zwischen der Projektion des Linears auf die Horizontale und magnetisch Nord.

Das Abtauchen (der Abtauchwinkel) eines Linears ist der Winkel zwischen der Horizontalen und der größten Neigung des Linears.

Die Abtauchrichtung muß zur konkreten Lagebestimmung ebenfalls angegeben werden und ist in obigem Beispiel SW.

Wie wird nun konkret gemessen?

Die Streichrichtung wird festgestellt, in dem man eine Hilfsfläche auf das Linear stellt und diese Hilfsfläche senkrecht aufrichtet. Als Hilfsmittel hierfür kann das Klinometer oder eine geeignete Libelle dienen.

Dieser Riß, der sich diagonal durchs Bild zieht, dient in den folgenden Abbildungen zur Verdeutlichung eines Linears.

Das Feldbuch wird als Hilfsfläche mit dem Buchrücken auf das Linear gestellt und senkrecht aufgerichtet.

Mit dem Klinometer kann die senkrechte Lage des Feldbuches kontrolliert werden, wenn keine geeigneten Libellen am Kompaß vorhanden sind.

Nun wird der Kompaß an die Hilfsfläche angelegt. Dabei ist die waagerechte Lage zu kontrollieren (Libelle). Nach dem Einpendeln der Nadel kann die Streichrichtung abgelesen werden. Rein praktisch sieht das so aus:

Die Abtauchwinkel wird entweder mit einer Hilfsfläche wie oben oder wenn möglich durch direktes Anlegen bestimmt.

Hier die Messung durch direktes Anlegen:

Falls das nicht möglich sein sollte, muß man auf die Oberkante der Hilfsfläche zurückgreifen. Natürlich ist darauf zu achten, daß die Nadel des Klinometers frei einpendeln kann.

Zum Schluß muß noch die Abtauchrichtung notiert werden.

Bei der Nutzung von Gefügekompen, beispielsweise nach CLAR, zur Einmessung von Linearen ist ein anderes Meßverfahren anzuwenden. Obendrein sind diverse Umrechnungen erforderlich!

So weit unsere kurze Einführung zur Anwendung geologischer Kompen in der Feldarbeit und zu einigen grundlegenden Begriffen. Sicher werden noch Fragen offen sein. Dazu bitte das Forum nutzen.

(c) by Dieter TD/ Annett 08/2003

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