DIE
NATURWISSENSCHAFTEN
H E R A U SG E G E B E N VON
A R N O L D B E R L I N E R
U N T E R B E S O N D E R E R M I T W I R K U N G V O N HANS SPEMANN IN F R E I B U R G I. B R . ORGAN DER GESELLSCHAFT DEUTSCHER NATURFORSCHER UND ÄRZTE
U N D
ORGAN DER KAISER W ILHELM-GESELLSCHAFT Z U R FÖRDERUNG DER WISSENSCHAFTEN V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
H EFT 47 (S E IT E 921— 936) 25. N O V E M B E R 1927 FÜNFZEH NTER JAHRGANG
I N H A L T : Über das Grundproblem, der angewandten Geo
physik und den elektrischen Nachweis von Erdöl.
Von He i n r i c h Lö w y, W i e n ...921 Be s p r e c h u n g e n :
Na e g e l i, O., Allgem eine Konstitutionslehre in naturwissenschaftlicher und medizinischer B e
trachtung. (Ref.: K . Touton, W iesbaden) . 928 Ko b o l d, H., Stellarastronomie. (R ef.: R olf
Müller, B e rlin -P o ts d a m )...931 We g e m a n n, Ge o r g, Grundzüge der m athe
matischen Erdkunde. (R ef.: O. Baschin, B e r l i n ) ... 932 Hi r s c h, J . Se t h, Physikalisch-technische Grund
lagen der Röntgentherapie. (R e f.: R. Glocker, S t u t t g a r t ) ...932 Ma r k, H ., Die Verwendung der Röntgenstrahlen
in Chemie und Technik. (Ref.: P. P. Ewald, Stuttgart) ...932
Bü l t e m a n n, A., Dielektrisches Material. (Ref.:
W. O. Schumann, M ü n c h e n ) ... 933 He s s, Vi k t o r F., Die elektrische Leitfähigkeit
der Atm osphäre und ihre Ursachen. (R ef.:
W erner Kolhörster, B e r l i n ) ... 933 De Th i e r r y, G., und C. Ma t s c h o s s, D i e W ässer
kraftlaboratorien Europas. (R e f.: L. Prandtl, G ö t t i n g e n ) ...934 Hi b s c h, J. E ., Erläuterungen zur Geologischen
Übersichtskarte des Böhmischen Mittelgebirges und der unm ittelbar angrenzenden Gebiete.
(R e f.: W . Eitel, Berlin-Dahlem) ... 935 Be y s c h l a g, F . , und IW. Sc h r i e l, Kleine geo
logische K a rte von Europa. (R e f.: S . v. Bub- noff, B r e s la u ) ...935 Ju v e t, G., Mecanique analytique et theorie
des quanta. (R e f.: H. A. Kram ers, Utrecht) 936 Fö p p l, A ., Vorlesungen über Technische Mecha
nik. 3. Bd. R ef.: Th. Pöschl, Prag) . . . 936
V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
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Erscheint Ende 1927
V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W 9
DIE NATURWISSENSCHAFTEN
Fünfzehnter Jahrgang 25. November 1927 Heft 47
U ber das Grundproblem der an gew an d ten G eoph ysik und den elektrischen N achw eis vo n E r d ö l1.
V o n He i n r i c h Lö w y, W ie n . D ie p h y sik a lisc h e E rfo rsc h u n g des E rd in n ern
h a t die A u fg a b e , m it H ilfe v o n In stru m en ten , die sich ü b e r d em E rd b o d en b efin d en , d ie B e sc h a ffe n h e it des d a ru n te r b efin d lich en G estein s b is zu m ö g lich st gro ß en T iefe n zu e rm itteln . D a s In s tru m ent, d as b e i d er elektrodynam ischen Erderfor- schung b e n ü tz t w ird , is t ein Sen d er e le k trisch er W ellen u n d ein e A n te n n e, die au s h o rizo n ta l ü b er d em E rd b o d en a u sg esp a n n ten D rä h te n b e ste h t.
W erd en in ein er solch en B o d e n a n te n n e e le k trisch e S ch w in gu n g e n erregt, so e reig n e t sich e tw a s Ä h n liches, w ie w en n m an in der F in ste rn is eine L a m p e a n z ü n d e t: E s w ird h ell in den u n terird isch en R ä u m en und m an sieh t die d arin b efin d lich en S u b sta n zen : nicht m it den A u g e n n atü rlich , die fü r e le k tr i
sch e W e llen b lin d sind, u n d a u ch nicht alle S u b stan zen , sondern n u r jen e, die fü r ele k trisch e W e l
len u n d u rch lä ssig sind. E s is t gen au so w ie b eim g ew ö h n lich en L ic h t : a u ch d a seh en w ir n u r die u n d u rch sich tig e n S u b sta n zen , w äh ren d die L u ft, d ie d o ch den g rö ß ten T eil unseres S eh rau m s a u s
fü llt, w egen ih rer D u rc h sic h tig k e it u n sich tb a r b le ib t. D ie erste F ra g e , d ie sich h ier erh eb t, is t a lso : W e lch e v o n den in d er E rd k ru ste a u ftr e te n den S u b sta n zen sind fü r ele k trisch e W e llen d u rc h lä ssig u n d w elch e sind es n ic h t? D a s w a r denn a u c h die erste F ra g e , die ich stu d ierte, als ich im J a h re 19 10 d as P ro b lem d er e le k tro d yn a m isc h en E rfo rsc h u n g des E rd in n ern a u fro llte. Ic h h abe die A u fg a b e a u f in d ire k tem und d irek te m W e ge g e lö st:
A u f in d irektem , indem ich die elek trisch en M a te ria l
k o n sta n te n (D ie le k triz itä ts k o n s ta n te und L e it fäh ig k e it) d er G estein e und E rz e b e stim m te ; und a u f d irek te m W ege, in d em ich vo n B e rg w e rk e n a u s die A u s b re itu n g ele k trisch er W ellen d u rch G estein stu d ierte. D a s E rg eb n is d ieser V ersu ch e, d ie ich in d er P h y sik a l. Z eitsch r. 1910, S. 697;
1 9 1 1 , S. 1001 und 19 12 , S. 397 und in den A n n . d.
P h y s. 19 1 1 , S. 125 besch rieb en habe, la u te t: D ie G estein e sind, sofern sie kein W a sser od er E rz e n t
h a lten , fü r e le k trisch e W e llen d u rch lä ssig und
— tro tz der großen p etro g rap h isch en M a n n ig fa ltig k e it — v o m e lek trisch en S ta n d p u n k te so äh n lich , d a ß sie in sg esa m t als ein e in h eitlic h er Iso lato r, ein h om ogenes D ie lek trik u m , angeseh en w erd en kön nen . In den u n terird isch en R ä u m en , die w ir m it e lek trisch en W ellen erhellen, sp ie lt also das tro ck en e G estein eine an alo ge R o lle w ie die L u ft im Seh rau m . T ra g e n w ir uns die W e rte der in H E A V is iü E s c h e n c-gr-s-Einheiten g e m e s s e n e n
1 Nach einem, am 18. März 1927 im Berliner Bezirksverein Deutscher Ingenieure gehaltenen Fest- vortrag.
e lektrisch en L e itfä h ig k e ite n (ö) a u f einer A ch se (F ig. 1) auf, so fallen säm tlich e G estein e in das In te r v a ll v o n o bis 1 o3, w äh ren d die w asser- und erzfü h ren d en G estein e in dem w eit abliegen d en In te rv a lle i o 8 bis i o 18 liegen. D e r in O h m gem essene
jO^ . M
VViclerstcin.cl zu — --- is t fü r ällo G estein e grö ß er o
a ls i o 10 O hm , also ein Iso lierw id ersta n d , w äh ren d W a sser und E rz eine m eta llisch e L e itfä h ig k e it h ab en . D ie h ier und im folgen d en b e n u tz te U n te r
sch eid u n g v o n ,,G estein “ und „ E r z “ is t nicht m it der in d er P e tro g ra p h ie ü blich en id e n tisch : U n te r
„ G e s te in “ versteh en w ir v o n unserem e lek trisch en S ta n d p u n k t aus n u r trockenes G estein , d. h. G e stein , dessen P o ren und Z w isch en räu m e m it L u ft
Wasser Gestein _____________________ . Epz ,
0 103 108 1° 13 ß
Fig. 1. Pauschalanalyse.
a n g e fü llt sind, und rech n en h ierzu a u ch alle M ine
ra lien und E d e lste in e und ein ige in d er P e tro g rap h ie als „ E r z e “ b e zeich n ete S to ffe : z. B . B rau n - und R o teise n stein . A ls E r z bezeich n en w ir hier n u r die elektrisch leitfähigen E rze , z. B . die M a gn et
eisenerze, K u p fererze , B le ig la n z, M o ly b d ä n g la n z.
D ie T a tsa ch e , d a ß säm tlich e in d er E rd k ru ste a u f
treten d en G estein e u n d E rz e e n tw ed er in d as sehr tie f liegen d e In te r v a ll 0 = 0 bis i o 3 od er in das sehr h o ch liegen d e In te r v a ll 0 = i o 8 bis i o 13 fallen , m u ß m an als einen glü ck lich e n Z u fa ll b e trach ten , a u f d em die M ö g lich k eit ein er e le k tro d yn a m isc h en E rfo rsch u n g des E rd in n ern b eru h t. W ä re au ch das g ro ß e Z w isc h e n in te rv a ll 0 = i o 3 bis i o 8 m it G e
stein en od er E rz e n b e se tzt, d an n m ü ß te m an vo n A n b e g in n an einem G elin gen der A u fg a b e zw eifeln .
So a b er is t schon v o n d iesem S ta n d p u n k te aus eine p ra k tis c h ga n z b ra u ch b are Pauschalanalyse des E rdin nern in trockenen Gebieten m öglich . D ie M essu ng kan n a u f zw ei versch ied en e A rte n v o r gen om m en w erd en : M an b e n ü tz t den Sen d er e n t
w ed er n u r zu m E rh ellen der u n terird isch en R ä u m e und b e tr a c h te t die d arin b efin d lich en S u b sta n zen m it einem k ü n stlich e n A u g e , e tw a ein em R a d io em pfän ger, d er die v o n jen en S u b sta n zen re fle k tierte n W ellen a u fn im m t. O d er aber, m an b e n ü tz t den S ender au ch zu m N a ch w eis der u n terird isch en S u b sta n zen . M an v e rw e rte t hierb ei die b ek a n n te p h y sik a lisch e T a tsa ch e , d a ß die S ch w in gu n gen eines e lek trisch en O szillato rs v o n d er M a te ria l
b e sch affen h e it d er U m g eb u n g b e e in flu ß t w erd en . D erselb e O szilla to r (Sender) sc h w in g t ra sch er o d e r
Nw. 1927 69
9 2 2 L ö w y : Grundproblem der angewandten Geophysik und elektr. Nachweis von Erdöl, f Die Natur
wissenschaften la n g sa m er, stä rk e r od er sch w äch er, je n a ch der
B e sc h a ffe n h e it d er S u b sta n zen , d ie sich in seiner U m g e b u n g oder ,,Reichw eite“ b efin d en . M an kan n also d u rch M essu ng sein er Eigenfrequenz (E ig en w ellen län g e), sein er zeitlich e n D äm p fun g od er sein er Schw ingungsam plitude (bei u n g e d ä m p ften S c h w in gu ngen) A u fs c h lu ß ü b er d as M a te ria l d er U m g e b u n g e rh a lten . D a s o p tisch e A n a lo g o n w ü rd e d arin b esteh en , d a ß ein e L a m p e ih re F a rb e od er H e llig k e it ä n d e rt, w en n sie in ein e an d ere U m g eb u n g g e b ra c h t w ird . W e n n dieses o p tisch e A n a lo g o n n ic h t jed erm an n , sondern n u r den F a c h le u te n b e
k a n n t ist, so is t d er G ru n d : d a ß die „ U m g e b u n g “ od er „ R e ic h w e ite “ , d. i. die D ista n z , au s w elch er ein e B e ein flu ssu n g n och b e m e rk t w erd en kan n , vo n d er G rö ß e n o rd n u n g d er W ellen län ge, also bei L ic h tw e lle n su b m ik ro sk o p isch ist. B e i e le k tri
sch en W ellen län gen v o n 100 u n d io o o m h in gegen is t jen e T a ts a c h e eine gleich sa m gro b sich tb a re.
Im fo lgen d en b e n u tzen w ir a u ssch ließ lich die zw e ite M eth od e, w o b ei die E ig e n w e lle n lä n g e oder D ä m p fu n g d er B o d e n a n te n n e b e stim m t w ird . In tro c k en en G eb ieten , w o in fo lg e des M angels an N ied ersc h läg en die E rd k ru ste n orm alerw eise vo n R e g e n w ässern frei ist, w ird also je d e sta rk e V e r g rö ß eru n g d er E ige n w e lle n lä n g e od er D ä m p fu n g a u f d as A u ftr e te n v o n G ru n d w asser o d er E r z d eu ten . D e r v o n m ir b ish er ein gen om m en e S ta n d p u n k t w a r d er fo lg en d e : E s w erd en p rin zip iell n u r seh r s ta rk e Ä n d e ru n g en d er zu m essenden G röß en in te rp re tie rt, d. h. w ir b esch rä n k en uns d ara u f, n u r seh r au sg ed eh n te u n d n ic h t zu tie f liegen d e L e ite rflä c h e n n ach zu w eisen , w o b ei die A u sg e d e h n t
h e it u n d T ie fe im m er re la tiv z u r W e llen län g e zu b eu rteilen is t und m it dieser, d u rch Ä n d e ru n g der A n te n n en län g e , b e lie b ig v a r iie r t w erd en kan n.
F ern e r w ird p rin zip iell u n en tsch ied en gelassen, v o n w elch e r B e sc h a ffe n h e it die L e ite rflä c h e ist, ob W a sse r od er E rz . — D a s is t d er Stan dp unkt der Pauschalanalyse, den ich v o n m einer e rsten P u b lik a tio n b is zu m einer 1920 ersch ienenen S c h rift
„ E le k tr o d y n a m is c h e E rfo rsch u n g des E rd in n ern und L u fts c h iffa h r t“ (m it einem V o rw o rt vo n R i c h . v . M i s e s , W ien , M an zsch e V erla g s- und U n iv e rsitä tsb u c h h a n d lu n g , S. 7 u n d 8) ein ge
nom m en h ab e. In sb eson d ere h a b e ich se it m einer ersten P u b lik a tio n im m er w ied er d a ra u f h in ge
w iesen, d a ß ein e e le k tro d y n a m isc h e E rfo rsch u n g des E rd in n ern n u r in trockenen G eb ieten m ö glich ist, d . h. d o rt, w o nicht sch on in gerin ger T iefe ein w e it au sg ed eh n tes und zu sam m en h än gen d es G ru n d w asse rsy ste m v o rh a n d e n ist. D ie E r d k ru ste, a ls G an zes, k a n n m an a ls eine K u g e l
sch ale b e tra c h te n , die fü r e lek trisch e W ellen eb en so d u rch lä ssig ist w ie eine G lask u g e l fü r L ic h t.
D iese K u g e l ist a b er vo n ein er seh r dünnen, u n d u rch sich tig en L a c k sc h ic h t b e d e c k t: d as sind die ob ersten , v o m R egen w asser d a rc h trä n k te n B o d e n sch ich te n . In m anch en G egen den , den S tep p en un d W ü sten , is t die u n d u rch sich tige S c h ic h t a b gesp ru n gen : H ie r ist der A u s b lic k n ach unten frei;
die M eth od e d er e lek trisch en S ch w in g u n g en k an n
h ier an g ew en d et w erd en . N u r n eb en b ei sei d aran erin n ert, d a ß in solchen W ü ste n g e b ie te n ein ige d er w ic h tig ste n E rd ö lla g e rs tä tte n d er E rd e sich v o r fin d e n : n ä m lich die E rd ö lla g e r in B a k u und im Embagebiet, sow ie jen e im Irak.
K urze Zeit nach meinen ersten Veröffentlichun
gen (19 10 — 1912) begann eine größere Zahl von Physikern und Geologen sich ebenfalls m it der elektrischen Erforschung des Erdinnern zu be
schäftigen. Ich will nur die wichtigsten Nam en au f
zählen und benutze hierbei das kürzlich erschie
nene B uch von R. Am b r o n n, „M ethoden der an
gewandten G eophysik“ (Dresden und L eipzig 1926, bei Steinkopff). A ls erster ist C. Sc h l u m- b e r g e r zu nennen, der 1912 m it seinen Arbeiten begann, während G. Le im b a c h und R . Am b r o n n in ihren ersten Veröffentlichungen lediglich R efe
rate m einer Arbeiten geben und erst später eigene W ege einschlagen. Sc h l u m b e r g e r ist der erste Vertreter des sog. „Strom linienverfahren“, das in der Folge so viele Bearbeiter gefunden hat. Hier
bei wird ein Strom feld in der Erdkruste erregt, das bei homogenem Untergründe einen bestim m ten normalen V erlauf h at und bei Vorhandensein von Inhom ogenitäten (z. B. von Erzlinsen) von dem normalen Verlauf abw eicht und hierdurch eben die In h o m o g e n itä t anzeigt. W ährend Sc h l u m b e r g e r m it Gleichstrom arbeitet, schlägt Be r g s t r ö m (1913) die B enutzung von W echselstrom vor. M it d em S tro m lin ien ve rfa h ren beschäftigen sich ferner: Lu n d b e r g (1918), Na t h o r s t (1919), Ge l l a (1921), Su n d b e r g (1922) u. a. M it dem GELLAschen „ El b o f“ -V erfahren befassen sich J. Ko e n ig s b e r g e r und R. Kr a h m a n n, dessen Schrift über „D ie A nw endbarkeit der geophysi
kalischen L agerstätten -U ntersuchungsverf aliren' ‘ (H alle 1926) ich kürzlich in der Zeitschr. f. angew.
Mathem. (1927) besprochen habe. D as Strom linienverfahren ist im Gegensatz zu der von m i r angegebenen M ethode der elektrischen Schwin
gungen in feuchten G eg en d en a n w en d b a r, da j a ein elektrisch gu t leiten d es M ilieu die Vorausset
zung für die Ausbildung des Stromfeldes ist.
W ä h ren d ich a b er den S ta n d p u n k t der P a u sch a l
analyse ein n ah m , tra te n jen e A u to re n m it dem A n sp rü ch e au f, E r z u n d E rd ö l, ja so ga r K o h le n ach w eisen zu kön nen . N u n is t k la r, d a ß eine D etailanalyse im feu ch ten M ilieu eine v ie l sch w ieri
gere A u fg a b e d a rs te llt als im tro ck en en . W ill m an z. B. E rz n ach w eisen , so h e b t sich dieses vo n ein em feu ch ten U n terg ru n d v ie l u n d e u tlic h er a b als v o n ein em tro ck en en . D a s gleich e g ilt, w en n m an E rd ö l in d ire k t au s d em V e rla u f d er S a lzw a sse r
h o rizo n te n ach w eisen w ill, die sich v o n d em sü ß w asserfü h ren d en G estein v ie l w en iger d e u tlich u n tersch eid en w ie v o m tro ck en en G estein . W ä h ren d m an in tro ck en en G eg en d en zw isch en S u b stan zen zu u n tersch eid en h a t, deren e le k trisc h e L e itfä h ig k e ite n in die w eit au sein an d erlieg en d en In te rv a lle a = o b is i o 3 b zw . 0 = i o 8 b is i o ia fallen, m uß m an im feu ch ten M ilieu zw isch en S u b stan zen u n tersch eid en , die in dem g leich en In te r -
Heft 47. ] L ö w y : Grundproblem der angewandten Geophysik und elektr. Nachweis von Erdöl.
25.11. 1927J 923
v a ll o = i o 8 bis i o 13 liegen. M an sieh t n atü rlich sch lech ter im feu ch ten M ilieu, w eil die K o n tu ren
— w ie b e i N e b el — u n sch a rf w erden . L ä ß t m an sich d a ra u f ein, seh r k lein e U n tersch ied e der zu m essend en G röß en zu in terp retieren , so e rh eb t sich die F ra g e , o b denn das ü b e rh au p t a u f e in deutige W eise m ö glich ist? B e i der a u ß e ro rd en t
lich en K o m p lizie rth e it der geologischen V e r h ä lt
nisse is t d as ja g a r n ich t sicher. D iese F ra g e nun, u n ter w elch en B ed in g u n gen eine e in d eu tig e A n a ly se des E rd in n ern m ö glich ist, k a n n m an das Grundproblem der p hysikalischen Erderforschung nennen. Seine L ö su n g b ild e t die erste V o ra u s s e t
zu n g fü r eine D etailanalyse des E rd in n ern und der A n sp ru ch , E rz od er E rd ö l oder g a r K o h le n ach w eisen zu kön nen , h ä n g t in der L u ft, solan ge jen e F ra g e n ic h t b e a n tw o rte t ist. In W ir k lic h k e it h a b en a b er die gen an n ten F o rsch er dieses P ro b lem nicht gelöst, ja sie h a b en sich ü b e rh a u p t n ic h t ern stlich d a m it a u sein an d erg esetzt O ffen b a r v e r sprechen sie m ehr, als sie h a lten können. H ierau s e rk lä rt sich au ch , w aru m in ih ren P u b lik a tio n e n im m er w ied er d er H in w eis a u f die n otw en d ige Z u sa m m e n a rb e it m it den G eologen a u fta u c h t.
N a ch K . Fr i e d l, der kürzlich über die A n w en d u n g des SuNDBERG-Verfahrens z u m Nachweis v o n E rd ö l b e ric h te t h a t, m üssen solche U n tersu ch u n gen „ u n b e d in g t” v o n einem G eologen g e leite t w erden, „ d e r ü b er die G eologie der b etreffen d en G eg en d gen au B esch eid w e iß “ („ P e tro le u m “ B erlin -W ien , 19 2 7 ,8 . 189). A u c h in dem B u c h e v o n R . A m b r o n n ü b er die ,,M ethoden der angewandten G eophysik“ su ch t m an v e rg eb lich n ach einer L ö su n g des G ru n d p rob lem s. S t a t t dessen s tö ß t m an a u ch hier, an d er en tsch eid en d en S telle (1. c., S. 6 u n d 7), a u f den R a t zu r Z u sa m m en a rb eit m it den G eologen. Ic h m eine aber, d a ß nicht Z u sam m en arb eiten , sondern im G e g e n te il: E m a n z ip a tio n v o n diesem Z u sam m en arb eiten , d. h.
E m anzipation von der Geologie die A u fg a b e der a n g ew an d ten G eo p h y sik ist. E r s t dann w ird es m ö glich sein, die F o rsc h u n g in jen e w e ita u s g e d eh n ten G eb iete h in ein zu tra g en , fü r w elch e keine oder n u r seh r d ü rftig e geologisch e K a r te n vo rlieg en , w o also das g rö ß te B e d ü rfn is n a ch ein er g e o p h y si
kalisch en U n tersu ch u n g vo rh a n d en ist.
Ic h gehe nun d aran , zu zeigen, d aß m it H ilfe der M eth od e der ele k trisch en S ch w in g u n g en eine D etailanalyse des E rdin nern in trockenen Gebieten m ö glich is t und verlasse d a m it den S ta n d p u n k t der P a u sch a la n a ly se , den ich bish er im m er e in genom m en h ab e. Z u n ä c h st form u liere ich die B e d in gu n gen , u n ter w elch en ich das G ru n d p ro b lem gelö st habe.
Ic h u n tersch eid e in d er E rd k ru ste 5 v e rsc h ie dene S u b sta n zen :
1. tro ck en es G estein ,
2. die ö ld u rc h trä n k te S tu fen fo lg e, 3. sü ß w asserfü h ren d es G estein , 4. salzw asserfü h ren d es G estein , 5. erzfü h rend es G estein .
U n te r „tro c k e n e m G estein " ist alles verstan d en ,
w as nicht u n ter die K a te g o rie n 2 bis 5 fä llt. A ls
„ E r z “ w erd en n u r d ie ele k trisch leitfä h ig e n E rze b ezeich n et, w äh ren d die nicht leitfä h ig e n E rz e zu m
„ tr o c k e n e n G e s te in " g erech n et w erd en . W enn w ir in d er E rd k ru ste n u r 5 versch ied en e S u b sta n zen u n tersch eid en , so ist d a d u rch der G ra d der G en a u ig k e it b estim m t, bis zu w elch er w ir die D e ta ila n a ly s e treib en w o llen : W ir ve rzic h te n beisp ielsw eise d ara u f, zw isch en G ra n it und G neiß zu u n tersc h ei
den. B e stim m e n d fü r die A u sw a h l der o b ig en 5 K a te g o rie n is t d er U m sta n d , d a ß sie d u rc h m a r
k a n te U n tersch ied e d er elektrisch en M a te ria l
k o n sta n te n (D ie le k triz itä tsk o n sta n te « und L e it fä h ig k e it o) geken n zeich n et sind, w ie m an aus der fo lgen d en Z u sa m m en stellu n g ersieh t:
|| 1. Trocken 2. Öl 3. Süßwasser |4- Salzwasser 5- Erz
« f 7
O ) IO 3
7 < < 80 IO 3
80 | 80
IO 8 j IO 11
< 80 I O 13 D ie W e rte fü r tro ck en es G estein und E rz e sind M ittelw erte , die m einer A b h a n d lu n g in den A n n . d.
P h y s. 19 1 1 , S. 125 entn om m en sind. D ie W e rte fü r sü ßw asser- u n d salzw asserfü h ren d es G estein sind dieselben, die A . So m m e r f e l d (A nn. d. P h y s.
28, 665. 1909) und J. Ze n n e c k (A nn. d. P h y s. 23, 846. 1907) in ih ren U n tersu ch u n gen ü b er die A u s b re itu n g der e lektrisch en W ellen längs der E rd o b e r
fläch e b en u tzen . E in e n äh ere E rlä u te ru n g bed ü rfen die W e rte fü r die ö ld u rc h trä n k te S tu fe n fo lg e :
D iese w ird v o n Er n s t Bl u m e r in seinem B u c h e „ D ie Erdöllagerstätten. Grundlagen der Petroleumgeologie“ (S tu ttg a rt 1922, b ei E n ke) fo lgen d erm aß en b esch rieb en : „ Ü b e r a ll is t es d e r
selbe regellose W ech sel v o n T o n en , S ch ieferton en , M ergeln, san d igen T onen, S anden, K a lk e n , g e leg en tlich K o n g lo m era te n und selb st K o h le n , w o b ei Z u sam m en setzu n g und M ä c h tig k e it der ein zel
nen B e sta n d te ile v o n O rt zu O rt rasch ändern, a b er die to n ig en G estein e der G esam tm asse n och s ta r k überw iegen . D a s G an ze is t einem rie sen h a ft öl-, gas- u n d w asserd u rch trä n k ten S ch w a m m e v e r g le ich b a r; in den S and en und K a lk e n liegen die g roben M aschen dieses S ch w am m es, die sich leic h t und rasch en tleeren lassen; in den to n ig en S tu fe n sind diese M aschen so fein, d a ß E rd ö l od er E r d gas oder S a lzw asser fest m it dem G estein v e rk n ü p ft erscheinen und n u r ä u ß e rst sch w er und la n g sa m a b geg eb en w erden . S a lzw asser is t in jed e r ö l
füh ren d en S tu fen fo lg e n och v ie l v e rb re ite te r a ls E rd ö l und fü llt alle die P oren und L ü ck en , die n och n ic h t d u rch E rd ö l oder E rd g a s ein gen om m en sind. E s d u rc h trä n k t w ie E rd ö l und E rd ga s, so
w oh l S ch iefergestein als S an d e und K a lk e , z e ig t ab er in diesen versch ied en en G estein sgru p p en d ie
selbe V ersch ied en h eit des V erh a lten s. D e m e n t
sprechen d erb o h rt m an die groß en S a lzw asser
zu flü sse n u r in S and en oder K a lk e n , d a das S a lz w asser w ie das Ö l in den to n ig en S ch ieferg estei
nen n u r sch w er k reist und m it denselben a ls B e rg fe u c h tig k e it gleich sam fest v e rk n ü p ft is t “ ( Bl u m e r, 1. c., S. 144).
69*
924 Lö w y: Grundproblem der angewandten G eophysik und elektr. Nachweis von E rd öl, f DieNatur- L Wissenschaften E rd ö l u n d S a lzw asser erfü llen also die P o ren
u n d Z w isch en räu m e d er ö ld u rc h trä n k te n S tu fe n fo lge, g leich g ü ltig , o b d ie S ch ich ten a u s k o m p a k tem M a te ria l (Tonen) o d er a u s loserem M a te ria l (San- den, K a lk e n ) g e b ild e t sind . N u r d a ß im loseren M a te ria l d as Ö l le ic h te r b ew eg lich is t u n d d a h er aus diesen S ch ich ten (den sog. „ p r o d u k tiv e n H o ri
zo n ten “ ) gew on n en w ird .
Sin d die S ch ich ten s tä rk e r o d er sch w äc h er ge w e llt, so tren n en sich E rd ö l u n d S a lzw asse r n ach ih rem G e w ic h t : d as sch w erere S a lzw asse r w a n d ert a b w ä rts, d as leich tere E rd ö l w a n d e rt a u fw ä rts und re ic h e rt sich in den S ch eiteln , den sog. „ A n t i k lin a le n “ , an. A u c h in T a fe llä n d ern b e ste h t eine d em A n tik lin a lfa k tu m d er F a lte n la g e r a n alo ge T a ts a c h e . A ls „ T a fe llä n d e r " b e ze ich n et m an b e
k a n n tlic h je n e w e it au sged eh n ten R eg io n en der E rd k ru ste , w o die G estein ssch ich ten u n g e stö rt geb lieb en sind u n d ih re u rsp rü n glich e h o rizo n ta le L a g e ru n g b e ib e h a lten h ab en . G leich w o h l is t au ch in T a fe llä n d ern ein u n d d erselbe H o riz o n t an einem O rte ö lh a ltig , a m and eren s a lzw a sse rfü h re n d :
„ D e n n ,“ w ie B l u m e r (1. c., S. 224) h e rv o rh e b t,
„ d ie a u ß e ro rd en tlich san ften N eigu n gen , die selb st im T a fe lla n d e Vorkommen, genügen, u m Ö lw a n d e ru n g en zu ve ra n la ssen .“
In den san d igen u n d k a lk ig en H o rizo n te n d er ö ld u rc h trä n k te n S tu fe n fo lg e fin d e t die T re n n u n g v o n E rd ö l u n d S a lzw asse r stets s ta tt. In den d azw isch en h egen d en k o m p a k te n T o n sch ic h ten je d o ch sind zw ei F ä lle m ö glich : E n tw e d e r sind die P o ren rä u m e zu sam m en h än g en d und d ie F lü ssig k e iten kön nen sich in diesen, w en n a u ch lan gsam , b e w e g e n : d an n h a t a u ch hier, eben so w ie in den p ro d u k tiv e n H o rizo n ten , d as E rd ö l im L a u fe der g eologisch en Z e iträ u m e sich v o m S a lzw asse r g e schieden . O d er a b er: die P o ren rä u m e h ä n gen nicht a u f größ ere S tre c k e n zu sam m en , die F lü ssig k e ite n sind nicht frei b ew eglich , h a b en sich also nicht tren n en kö n n en u n d die P o ren d er to n ig en S ch ich ten sind am O rt des E rd ö lla g e rs so w o h l von E rd ö l w ie v o n S a lzw asse r e rfü llt. In diesem F a lle , w elch e r d er normale sein d ü rfte , b e fin d e t sich d a s S a lzw asse r in n e rh a lb eines isolieren d en M e
d iu m s (von tro ck en em G estein u n d E rd öl) in einer V e rte ilu n g , die r e la tiv zu r W e llen län g e u n serer B o d e n a n te n n e jed e n fa lls als eine seh r fein e b e
zeich n e t w erd en k an n . D a s Salzw asser, das sich am Orte des Erdöllagers in den kom pakten H orizonten der Stufenfolge befindet, erhöht daher nu r die D ielek trizitätskonstante, nicht aber die Leitfähigkeit.
V erg le ich e n w ir die ö ld u rc h trä n k te Stufenfolge m it tro ck en em G estein , so w ird die D ielektrizitäts
konstante des ö lfü h ren d en G estein s am O rte des E rd ö lla g e rs grö ß er sein, und z w a r u m so grö ß er, je re ich e r d er S a lz Wassergehalt in den tonigen S ch ich ten ist. D ie ele k trisch e L e itfä h ig k e it h in gegen is t d ieselb e und h a t, a u ch bei reich em S a lz ge h a lt, den W e r t eines g u te n Iso lato rs.
D iese B e tra c h tu n g e n , die z u r B e g rü n d u n g der fü r die ö ld u rc h trä n k te S tu fe n fo lg e a n g egeb en en W e rte d er M a te ria lk o n sta n te n dienen sollen, h a b en
n a tü rlic h einen b lo ß h y p o th e tis c h e n C h arak te r.
A b e r diese H y p o th e se , d a ß d ie P o ren in k o m p a k te m T o n gestein n ic h t a u f ein ige h u n d e rt M eter
— en tsp rech en d d er E ig e n w e lle n lä n g e d er B o d e n an te n n e — Zusammenhängen, is t d o ch seh r p la u sib el. A u ß e rd e m m u ß m an sich d a rü b e r k la r sein, daß d as eine H y p o th e s e ist, d ie n ic h t im L a b o ra to riu m , sondern n u r in d er N a tu r g e p rü ft w erden k a n n . E in e B e stim m u n g d er M a te ria lk o n sta n te n im L a b o ra to riu m is t d e sh alb p ra k tisc h un m öglich , w eil die G estein sp ro b en d ie L ä n g e v o n einigen h u n d e rt M etern h a b en m ü ß te n .
D ie 5 v o n uns u n tersch ied en en H a u p tb e s ta n d teile od er E lem en te d er E rd k ru ste sind also, w ie m an sieh t, d u rch d e u tlich e U n tersch ied e d er e le k tri
sch en M a te ria lk o n sta n te n g ek en n zeich n et. Sie tre te n im E rd in n ern in den v ersch ied en sten geo m etrisch en K o n fig u ra tio n e n a u f und die F ra g e ist, o b ein ein d e u tige r S ch lu ß v o n d er e le k trisch en M essu ng a u f die K o n fig u ra tio n m ö glich ist. Im allg em ein en is t diese F ra g e sich er zu vern einen.
M esse ich z. B . die E ig e n w e lle n lä n g e d er B o d e n an ten n e, so w ird ein e kleine E rzlin se au s k leiner E n tfe rn u n g ceteris p arib u s den gleich en M eß w ert e rg e b en w ie ein größ eres E rz la g e r au s größerer E n tfe rn u n g . N u n sind a b er n ic h t alle m öglich en K o n fig u ra tio n e n in gle ich e r W eise p ra k tisc h w ich tig , u n d es lie g t d a h e r nah e, die A u fg a b e d ad u rch zu ve re in fa ch e n , d a ß m an die F o rd e ru n g d er ein d eu tig en In te rp re tie rb a rk e it a u f die M enge der p ra k tisc h w ich tige n K o n fig u ra tio n e n ein sch rän k t.
A ls p ra k tisc h w ic h tig w ollen w ir fo lgen d e K o n fig u ra tio n en h e rv o rh e b e n :
1. E s b e fin d e t sich u n te rh a lb d er B o d en an ten n e un d in n erh alb ih rer R e ic h w e ite n u r tro ck en es G e
stein .
2. In n erh a lb d er R e ich w eite b e fin d e t sich eine ölfü h ren d e S tu fe n fo lge .
3. U n te r einer D e c k sc h ic h t v o n tro ck en em G e
stein b e fin d e t sich in b elieb iger T iefe d eine hori
zo n tale , bis an die G ren zen d er R e ic h w e ite oder d a rü b e r h in au sreich en d e S ch ich t vo n Süßw asser.
4. D ieselb e K o n fig u ra tio n w ie 3 fü r Salzwasser.
5. D ieselb e K o n fig u a rtio n w ie 3 fü r Erz.
U n te r „ R e ic h w e ite “ v ersteh en w ir, w ie bereits erw äh n t, jen e engere U m g eb u n g d er A n ten n e, in n erh a lb w elch er das d arin b efin d lich e M aterial die S ch w in g u n g en d er A n te n n e noch b eein flu ß t.
D ie R e ic h w e ite ein er A n te n n e v o n ein igen 100 m is t sich er k lein er als ein W ü rfel v o n 1 km S eiten länge, in dessen M itte lp u n k t die A n te n n e (gleich
g ü ltig in w elch er L age) sich b efin d e t. D a s fo lg t a u s den B a llo n v e rsu ch en ü b er die A b h ä n g ig k e it d er A n te n n e n k a p a z itä t v o n d er B o d en d istan z, die ich 1922 m it der Zeppelingesellschaft in F rie d rich sh afen g e m a c h t h ab e (P h y sik a l. Z e itsch r 1925, S. 644).
D e r zu bew eisen d e S a tz la u te t:
M it H ilfe der M ethode der elektrischen Schw in
gungen ist es möglich, aus 2 M eßwerten, die an einem un d demselben P u n k te der Erdoberfläche bestimmt werden, in eindeutiger W eise festzustellen, ob das
Heft 47. ] L ö w y : Grundproblem der angewandten G eophysik und elektr. Nachweis von Erdöl. 925
23 . x i . 1927J
darunter befindliche Gestein einer hervorgehobenen K onfig u ra tion angehört.
D ie zw ei an dem selben O rte vorzu n eh m en d en M essu ngen kön nen beispielsw eise die M essu ng d er E ig e n w e lle n lä n g e ^ u n d der zeitlich en D ä m p fu n g <5 d er B o d en a n ten n e sein. Ic h b e h au p te a ls o :
Säm tliche den hervorgehobenen K onfigurationen zugeordneten Wertepaare (^> d) sin d untereinander und von sämtlichen den restlichen K onfigurationen zugeordenten Wertepaaren (^> $) verschieden. V o n den den restlichen Konfigurationen zugeordneten W ertepaaren (l, <5) wird nicht behauptet, daß sie untereinander verschieden sind.
E h e ich diesen S a tz bew eise, w ill ich a b er seinen geologisch en Sin n erklären , d. h. ich w ill zeigen, d a ß d ieser S a tz n ich ts anderes b e sa g t a ls:
I n Tafelländern kann m an m it zwei am selben Orte vorgenommenen elektrischen M essungen das Vorhandensein und die T ie fe von E rz- und E rdöl
lagern sowie von süßem und salzigem G rund
wasser bis zu beliebig großen T ie fe n in eindeutiger u n d direkter W eise feststellen.
Z u n ä ch st is t k la r, d a ß die K o n fig u ra tio n e n 1 u n d 2 im T a fe lla n d e eben so w ie im F a lte n la n d e a u ftre te n kön nen . F ü r d as T a fe lla n d k e n n zeich n en d sind jed o c h die K o n fig u ra tio n e n 3 b is 5. Is t n äm lich leitfä h ig e s M a te ria l vo rh a n d en , so w ird es im T a fe lla n d e n orm alerw eise in den K o n fig u ra tio nen 3 b is 5 a u ftr e te n : E s m u ß horizontal g e sc h ic h te t sein, d a — w ie Bl u m e r h e rv o rh e b t — „ A u g e und W a sserw a g e in diesen w eiten G eb ieten k a u m m ehr im stan d e sind, S ch ich ten n eig u n g en fe s tzu s te lle n '‘
(1. c., S. 222). E s g e n ü g t ferner, n u r eine ein zige L e ite rs c h ic h t in B e tr a c h t zu ziehen, d a j a alles, w as u n te rh a lb des o b ersten leitfä h ig e n H o rizo n tes sich b e fin d e t, e le k trisch a b g esch irm t ist. D ie le it
fä h ig e S ch ich te b ild e t also die u n tere B e gre n zu n g d er R e ic h w e ite u n serer B o d en a n ten n e. A u c h die B ed in g u n g , d a ß die le itfä h ig e S c h ic h t b is an die G ren zen d er R e ic h w e ite heranreich e, is t im T a fe l
la n d e e rfü llt, d a es h ier n orm alerw eise nicht v o r k o m m t, d a ß eine S c h ic h t d u rch V erw erfu n g en oder sonstige S tö ru n g en in n e rh a lb d er gerin gen A u s d eh n u n g d er R e ic h w e ite (d. h. in n erh a lb 1 qkm ) in zw e i od er g a r m ehrere T eile z e r stü c k t ist. D iese B e sc h rä n k u n g is t sp eziell fü r den N a ch w eis vo n E rd ö l gan z u n b ed en klich , d a die A u sd eh n u n g d er S a lzw asserh o rizo n te bei T a fe lla g e rn u n v e rg leich lich grö ß er als iq k m ist. In den V erein ig te n S ta a te n v o n A m e rik a z. B . b e tr ä g t sie: im M id k o n tin e n t
g e b iet v o n K a n s a s und O k lah o m a 30 000 b is 40 000 q km , in d er a p p a la ch isch en Ö lregio n 200 000 q k m .
M it F a ll 1 — 5 sind in sbesond ere alle K o n fig u ra tio n en e rfa ß t, die b eim N achw eis von E rdöl in T a fe l
län d ern in B e tr a c h t kom m en . N äh ere ich m ich einem Ö lg eb ie te im T a fe lla n d e, so k ü n d ig t sich d as d a d u rch an, d a ß K o n fig u ra tio n 1 (oder 3 od er 5) in K o n fig u ra tio n 4 ü b e rg eh t. E n tsp rech en d den eben m itg e teilten n u m erisch en D a te n b le ib t n u n m ehr K o n fig u ra tio n 4 ü ber w eitau sged eh n te F lä c h en hin erh alten . N u r an ve re in ze lte n S tellen, d ie d u rch einen sehr leisen A n s tie g der S alzw asser
fläch e (kleine V errin g e ru n g v o n d) a n g ek ü n d ig t w erden , g e h t K o n fig u ra tio n 4 in K o n fig u ra tio n 2 über. D a s sind die O rte d er T a fe lla g e r.
Ic h gehe n u n m eh r an den B ew eis des F u n d a m en ta lsa tzes.
K o n fig u ra tio n 1 u n d 2 e n tsp ric h t d em F a ll, d aß ein e le k trisch er O szilla to r in einem h o m ogen en D ie le k trik u m e in g e b e tte t ist. V o m L u fth a lb ra u m , der j a b ei a llen K o n fig u ra tio n e n v o rh a n d e n ist, d ü rfen w ir absehen. W ir b e n u tzen d as allg em ein e T h eorem , d as Ma x Ab r a h a m aus d er Ma x w e l l - sch en T h eo rie a b g e le ite t h a t, und d as b esa g t, d a ß die E ig e n freq u e n z (v = 4 - j und die zeitlich e D ä m p fu n g <5 des O szillato rs u m g ek eh rt p ro p o rtio n al der W u rz e l aus der D ie le k trizitä ts k o n s ta n te s sind (A nn. d .P h y s. 66, 435. 1898). V ergleich en w ir also K o n fig u ra tio n 1 m it 2, so w ird w egen
M a rk ie rt in F ig . 2 d er P u n k t 1 die M eß w erte (d, /.) fü r tro ck en es G estein (K o n fig u ra tio n 1), so lieg en die fü r die ö ld u rc h trä n k te S tu fe n fo lg e (K o n fig u ra tio n 2) g elten d en W e rte a u f d er v o n P u n k t 1 zu P u n k t 2 füh ren d en H y p e rb e l 00 ) u n d z w a r u m so n äh er dem P u n k te 2, je größ er der S a lzw asse rg e h a lt d er ö ld u rch trä n k ten S tu fe n fo lg e ist. P u n k t 2 e n tsp ric h t d em M a x im a lw e rt der D ie le k tr iz itä ts k o n s ta n te d er ö ld u rc h trä n k te n S t u fen fo lg e. D a S a lzw asser w egen des A n tik lin a l- fa k tu m s n u r in den tonigen S ch ich tk o m p lex en des Ö llagers e n th a lten sein kan n , und d a ferner die to n ig en S ch ich ten , w ie Bl u m e r h e rv o rh e b t, in d er ö ld u rch trä n k ten S tu fe n fo lg e s ta r k ü b er
w iegen, so fo lg t, d a ß sich am Ö lla g e r d ie M e ß p u n k te in der N ä h e vo n P u n k t 2 h ä u fen w erden . ,,In G len n p o o l in O k lah o m a z. B . is t d er A n te il der S ch ieferm asse au f 80— 90% g e sc h ä tzt w ord en “ (Bl u m e r, 1. c., S. 137). A u s der L a g e des M eß p u n k tes a u f der H y p e rb e l sch ließ en w ir also a u f das V e rh ä ltn is des v o n T o n en und S ch iefern erfü llten V o lu m s zu d em v o n S an d en u n d K a lk e n erfü llten V o lu m d er ö ld u rc h trä n k ten S tu fen fo lge. E in em und d em selben H y p e rb e lp u n k t en tsprech en sehr ve rsch ied e n a rtig e S tu fen fo lgen , die a b er alle d u rch denselben m ittleren W e rt d er D ie le k tr iz itä ts k o n s ta n te g e k en n zeich n et sind. D iese M ehrdeutigkeit dü rfen w ir in K a u f nehm en, d a in erster L in ie der M itte lw e rt d er D ie le k trizitä ts k o n s ta n te v o n p r a k tisch er W ic h tig k e it ist. D ie ser M itte lw e rt n äm lich is t ein M aß fü r die Ergiebigkeit des Öllagers'. Je grö ß er die M ä c h tig k e it d er p ro d u k tiv e n Ö lh o rizo n te ist, um so w eiter rü c k t d er M e ß p u n k t a u f der H y p e rb e l vo n 2 gegen 1, ohne 1 seh r n ah e zu k o m m en.
M an w ird es als einen N a c h te il em pfin d en , d a ß a u f d as V o rh an d en sein v o n E rd ö l au s dem V o r han d en sein d er nicht p ro d u k tiv e n (tonigen) S ch ich ten d er ö ld u rc h trä n k ten S tu fe n fo lg e g e schlossen w ird . V ie lle ic h t, w ird m an ein w en den ,
926 L ö w y : Grundproblem der angewandten G eophysik und elektr. Nachweis von Erdöl. \ Die Natur- [wissensc haften b efin d en sich die p ro d u k tiv e n H o rizo n te in u n z u
g ä n glich e n T iefe n . D a s is t je d o c h nicht m öglich , w eil d ie san d igen (p ro d u k tiven ) H o rizo n te stets über den to n ig en (n ich t p ro d u k tiv en ) lieg en . Ic h s tü tze m ich h ier a u f eine T a ts a c h e , die Bl u m e r
fo lg en d erm a ß en b e sc h re ib t: „ D i e Vergröberung des K ornes, die Versandung nach oben, ist eine überaus bezeichnende E rscheinung einer ölführenden Stu fenfolge; sie h ä n g t zu sam m en m it d er a ll
m äh lich en A u s fü llu n g des ein stigen M eeresb ecken s d u rch die S e d im en ta tio n , m it d em N ä h errü ck e n d e r K ü s te n , b is sch lie ß lich d as ga n ze zu m h eu tig en F e s tla n d e w u rd e " (1. c. S. 15 1).
D ie K o n fig u ra tio n e n 3 — 5 en tsp rech en dem F a lle , d a ß d er O sz illa to r in einem D ie le k trik u m e in g e b e tte t is t (wie b ei d er K o n fig u ra tio n 1 und 2), d a ß a b er in d er D is ta n z d eine h o rizo n ta le, zu r O szilla to ra ch se (d. h. zu r B o d en an ten n e) p arallele L e ite rflä c h e vo rh a n d e n ist. N a c h A . So m m e r f e l d w ird d u rch d as M a te ria l d er le itfä h ig e n S c h ic h t h a u p tsä c h lic h d ie z e itlich e D ä m p fu n g <5, v ie l w en iger die E ige n w e lle n lä n g e X des O sz illa to rs b e ein flu ß t. S in d s u n d o die M a te ria lk o n sta n te n d er L e ite rsc h ic h t, so is t in erster A n n ä h eru n g :
/ u n d g b ed eu ten monotone F u n k tio n en d er A r g u m en te. X is t v o m M a te ria l d er L e ite rs c h ic h t u n a b h ä n g ig und w ä c h st m it - r ; sein W e r t w ird also led ig lich d u rch d as P r o fil der Leiterschicht b estim m t.
<5 w ä c h s t m it , u n d ° .
d s
D ie F u n k tio n e n / u n d g sind n a tü rlic h a u ch v o n d em M a te ria l % der isolieren d en D e c k s c h ic h t a b h ä n g ig u n d geh en fü r d = 00 in die d em rein d ie lek trisch en F a lle (K o n fig u ra tio n 1) e n tsp rec h en den W e rte Xx und <5X über.
F ü r ein b e stim m te s M a te ria l (d. h. fü r k o n sta n te W e rte v o n s und o) der le itfä h ig e n S ch ich t, w’ä ch st ö m it X, d a ja au s (2) d u rch E lim in a tio n
v o n d . .
« - * ( * - t ) (3) fo lg t, w o h e b en falls eine motonone F u n k tio n d er A rg u m en te X und — b e d e u te t u n d d er „ A n fa n g s b e d in g u n g “ :
»i = » ( * . . - f ) (4) gen ü gt.
W en d en w ir das G esa g te a u f die K o n fig u r a tio nen 3 — 5 an, so fo lg t a u s (4), d a ß die 5 — X-K u r v e n fü r S ü ß w asser, S a lzw asser u n d E r z fü h ren d es G estein alle v o m selben P u n k te (<5X, Xx) ausgehen , d a ß sie gem äß (3) alle m it X an steig en und d aß w egen
die E rz k u rv e über d er S a lzw a sse rk u rv e und diese über der S ü ß w a sserk u rv e lieg t. D ie K u r v e n m üssen also d en in F ig . 2 a n g ed eu teten V e r la u f haben.
D ieses E rg eb n is e rh a lten w ir oh n e n äh ere K e n n t
nis d er F u n k tio n e n / und g, in d em w ir n u r von ih rer M onotonie und der A n fa n g sb e d in g u n g fü r d == 00 G eb rau ch m ach en.
D u rc h das D ia g ram m , F ig . 2, w erd en säm tlich en hervorgehobenen K o n fig u ra tio n e n versch ied en e W e rte p a a re (X, ö) zu geo rd n et, und es b le ib t noch zu bew eisen, d a ß diese W e rte p a a re v o n allen , den restlichen K o n fig u ra tio n e n zu geo rd n eten W e rte p aaren (/., (5) versch ied en sind. W ir m üssen also alle u n ter den h ervo rgeh o b en en F ä lle n 1 — 5 nicht e n th a lten en K o n fig u ra tio n e n b e tra c h te n u n d b e ginnen e tw a w ie fo lg t:
D ie R e ic h w e ite od er engere U m g e b u n g unserer B o d en a n ten n e is t en tw ed e r au ssch ließ lich vo n d ielektrisch en S to ffe n e rfü llt o d er sie ist es nicht.
W ir b e tra c h te n zu n ä c h st den ersten , rein dielektrischen F a ll. A u ß e r den b eid en u n ter den h ervo rgeh o b en en K o n fi
g u ra tio n en e n th a lten en F ä lle n 1 und 2, b le ib t nur n o c h eine M ö g lic h k e it:
d a ß das D ie le k trik u m ein belieb iges G em en ge vo n
1 u n d 2 (d. h. v o n tro c k e nem G estein und einer ö ld u rc h trä n k te n S tu fe n folge) ist. N u n is t a b er die ö ld u rc h trä n k te S t u fen fo lg e ih rerseits ein G e m enge v o n rein ölhaltigem u n d ölhaltigem Gestein
m it fe in verteiltem Salzwasser. D a jed o c h zw isch en rein ö lh a ltig em und tro ck en em G estein ein kau m m e rk b a re r U n tersch ied d er D ie le k tr iz itä ts k o n s ta n ten b esteh t, so liegen o ffe n b a r a u f d er H y p erb el au ch alle, d em G em en ge v o n K o n fig u ra tio n 1 und 2 entsprech en d en, M eß p u n k te. D u rc h diese M ehr
deutigkeit w ü rd e d er direkte N a ch w eis vo n E rd ö l ern stlich in F ra g e g estellt, w en n n ic h t das b ereits erw äh n te F a k tu m b estän d e, d a ß in der öldurch- trä n k te n S tu fe n fo lge die p io d u k tiv e n H o rizo n te stets über den n ic h t p ro d u k tiv e n liegen. A ls o : au ch in dem un gü n stigeren d er zw e i m öglich en F älle, d a ß n äm lich in d em G em en ge die ö ld u rch trä n k te S tu fe n fo lg e unterhalb des tro ck en en G estein s lieg t, m üssen —■ falls ein a u f E rd ö l h in d e u ten d er M eß
p u n k t in der N a c h b a rs c h a ft v o n P u n k t 2 gefu n d en w u rd e — a u ch produktive, d. h. sandige Ö lh o ri
zon te in n erh alb d er R e ic h w e ite liegen, d a die san d igen S ch ich ten in der ölfü h ren d en S tu fen fo lg e s te ts ü b er d en to n ig en S ch ich ten g e la g ert sind.
W ir b e tra c h te n n u n m eh r den F a ll, d a ß die R e ic h w e ite d er B o d e n a n te n n e nicht a u ssch ließ lic h v o n d ielek trisch en S to ffe n e rfü llt ist. D a n n ist e n tw ed er eine bis an die G ren zen d er R e ich w eite h eran reich en d e S c h ic h t v o n le itfä h ig e m M aterial (W asser o d er E rz) vo rh an d en , o d er das is t nicht d er F all.
Fig. 2. D etailanalyse.
