DESMEX-REAL Deep Electromagnetic Sounding for Mineral Exploration - Reallabor Rohstofferkundung Oberharz, Teilvorhaben 2: Geologische Bewertung von geophysikalischen 3D Modellen
Land / Region: Deutschland
Projektanfang: 01.04.2021
Projektende: 31.05.2025
Projektstand: 01.09.2023
Anschlussvorhaben zu den BMBF-Verbundvorhaben DESMEX und DESMEX-II, gefördert im Rahmen des BMBF-Programms r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz, Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe im Themenfeld: „Gewinnung von Primärrohstoffen - Entwicklung von Konzepten zur Exploration von Primärrohstoffen“.
Motivation
Die steigende Nachfrage nach mineralischen Ressourcen in den letzten Jahrzehnten erfordert die Entwicklung neuer wettbewerbsfähiger Methoden für die geophysikalische Erkundung. Airborne elektromagnetische Methoden sind gut in der Mineral-Exploration etabliert, weil sie schnell und kostengünstig sind. Dennoch sind reine luftgestützte Methoden wegen der vergleichsweise geringen Sendestärke und der geringen Kopplung mit dem Untergrund nicht für große Eindringtiefen geeignet. Das semi-airborne Elektromagnetik (EM)-Konzept kombiniert die Vorteile von bodenbasierten elektrischen Dipol-Sendern mit neuartigen Entwicklungen von luftgestützten Empfängern.
Im Vorläufer-Projekt DESMEX wurde ein semi-airborne EM-Explorationsverfahren mit zwei verschiedenen Flugsonden entwickelt (Becken et al., 2020) und erfolgreich getestet (Smirnova et al., 2019; Smirnova et al., 2020, Steuer et al., 2020). DESMEX-II baut systematisch auf den Ergebnissen von DESMEX auf. Durch neue technische Innovationen soll das semi-airborne EM-Verfahren deutlich in seiner Leistungsfähigkeit und Effizienz erweitert werden. Desweiteren soll das Anwendungsspektrum der passiven, luftgestützten EM-Tiefensondierung (AFMAG-Verfahren) auf eine breite Basis gestellt werden und Erkundungen auf verschiedenen Skalen ermöglichen.
Gesamtziel von DESMEX-REAL
Schematische Darstellung DESMEX-REAL
Quelle: Uni Münster
In DESMEX-REAL wird mit der Einrichtung eines Reallabors in der „Altbergbauregion Oberharz“ ein Experimentierfeld entstehen, in dem die Erfahrungen und das Wissen aus Archivdaten des bisherigen Bergbaus im Oberharz mit modernsten geophysikalischen Messmethoden zur effizienten Erkundung von tiefen Rohstoffvorkommen verbunden werden.
Die Modellregion wird mit regionalen Hubschrauber- und fokussierten Drohnen-Befliegungen unter Einsatz führender Technologien und Methoden (DESMEX-Systeme) räumlich erkundet und mit lokal hochauflösenden Messungen am Boden ergänzt werden. Erste Befliegungen sind für September 2023 geplant.
Aus den Messergebnissen der semi-airborne EM soll ein 3D-Untergrundmodell bis in Tiefen von 1000 m abgeleitet werden.
Im Teilvorhaben der BGR soll dieses 3D-Leitfähigkeitsmodell in ausgesuchten Teilgebieten, unter Berücksichtigung von Archivmaterial aus dem Altbergbau und gezielt gewonnenen modernen Rohstoffdaten, geologisch und lagerstättenkundlich bewertet werden.
Dieses Reallabor hat das Ziel, die Prozesskette von Erkundung bis Bewertung in der Praxis zu erproben und zu vermitteln.
Projektpartner
Assoziierte Partner
Messkampagne 2022 („Lautenthal”)
DESMEX-REAL-Messgebiete in der Messkampagne 2022
Quelle: BGR
Messkampagne 2023 („Schulenberg”)
DESMEX-REAL-Messgebiete in der Messkampagne 2023
Quelle: BGR
Ausgewählte Veröffentlichungen aus DESMEX und DESMEX-II
Becken, M., Nittinger, C.G., Smirnova, M., Steuer, A., Martin, T., Petersen, H., Meyer, U., Mörbe, W., Yogeshwar, P., Tezkan, B., Matzander, U., Friedrich, B., Rochlitz, R., Günther, T., Schiffler, M., Stolz, R. and the DESMEX Working Group, 2020. DESMEX: A novel system development for semi-airborne electromagnetic exploration. Geophysics, DOI: 10.1190/geo2019-0336.1
Cortés-Arroyo, O., Steuer, A., Preugschat, B., 2021. Principal component analysis as pre-processing stage for self-organized maps. In: Becken, M. & Hölz, S. (Hrsg.), Protokoll über das 29. Schmucker-Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung, Online, 27.-30. September 2021, ISSN 2190-7021, p. 2-10.
Rochlitz, R., Skibbe, N. and Günther, T., 2019. custEM: customizable finite element simulation of complex controlled-source electromagnetic models. Geophysics, 84(2), F17-F33, DOI: 10.1190/geo2017-0582.1
Smirnova, M., Juhojuntti, N., Becken, M., Smirnov, M. and the DESMEX WG, 2020. Exploring Kiruna iron ore fields with large-scale, semi-airborne, controlled-source electromagnetics. First Break, 38, DOI: 10.3997/1365-2397.fb2020070
Steuer, A., Smirnova, M., Becken, B., Schiffler, M., Günther, T., Rochlitz, R., Yogeshwar, P., Mörber, W., Siemon, B., Costabel, S., Preugschat, B., Ibs-von Seht, M., Zampa, L.S. and Müller, F., 2020. Comparison of novel semi-airborne electromagnetic data with multi-scale geophysical, petrophysical and geological data from Schleiz, Germany. Journal of Applied Geophysics, 182, DOI: 10.1016/j.jappgeo.2020.104172
Links
DESMEX (Deep Electromagnetic Sounding for Mineral Exploration): BGR 2015-2019
DESMEX-II (Innovative Technologien, Integration, Anwendung und Verwertung): BGR 2019-2023
