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Eigenpotenzialverfahren

Eigenpotenzial-Verfahren (self potential, SP) dient als eines der einfachsten und kostengünstigsten Verfahren der Angewandten Geophysik zur Messung des Eigenpotentials im Untergrund. Zur Messung des Spannungsabfalls benutzt man nicht polarisierbare Sonden, z.B. Kupfer-Kupfersulfatsonden (Cu/CuSO4), die mit einem hochohmigen Voltmeter verbunden werden. Dabei bedient man sich entweder der Technik der Wandersonde oder der Leap-Frog-Methode. Eine gleichzeitige und flächenhafte Vermessung wird mit Sondenarrays ermöglicht. Die Wiederholungsgenauigkeit von Eigenpotentialmessungen (SP-Log) liegt bei einigen mV, allerdings können tellurische und vagabundierende Ströme technischen Ursprungs sowie bioelektrische Potentiale die Reproduzierbarkeit stark reduzieren. Aufgrund der auftretenden Strömungspotentiale besteht auch eine gewisse Topographieabhängigkeit. Die Aussagetiefen des SP-Verfahrens liegen bei einigen 10er Metern. Es wird zur Exploration von sulfidischen Erzen und Graphitvorkommen, aber auch zur Altlasten- und Deponieerkundung eingesetzt.

Häufig werden die gemessenen Eigenpotentialwerte lediglich in eine Isanomalenkarte eingetragen, um normale und anomale Bereiche voneinander abzugrenzen. Eine einfache Modelliermöglichkeit einer gemessenen SP-Anomalie bei der Prospektion von elektronischen Leitern besteht in der Annahme eines an den Enden mit gegensätzlichen Ladungen ±Q besetzten polarisierten Stabes (Dipols), dessen Potential sich zu

berechnet; r1 und r2 sind die Abstände der Stabenden zum Aufpunkt P an der Oberfläche. Mit a = L cos α (L = Dipollänge, α = Neigungswinkel) folgt:

z1 und z2 sind die Tiefen der Endpunkte des Dipols; x ist die horizontale Koordinate. Realistischere Modelle berücksichtigen jedoch die Redoxpotentiale selbst und die Verteilung der elektrischen Umgebungsleitfähigkeit.

Anwendung in der Geothermie

Wegen der geringen Eindringtiefe von nur einigen Zehnermetern ist das Eigenpotenzialverfahren nur für relativ oberflächennahe Geothermievorkommen geeignet.

Literatur

Alm, S., Sabin, A., Bjornstad, S., Tiedeman, A., Shoffner, J: Self potential survey of the Hot Mineral Spa Exploration Area, Chocolate Mountains Areial Gunnery Range (CMAGR)Yuma, Arizona. In: Proceedings of the Thirty-Seventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering,Stanford University, Stanford, California (2012)

Christian Vogt, Norbert Klitzsch, Volker Rath: On self-potential data for estimating permeability in enhanced geothermal systems. In: geothermics Nummer 51 (2014), S. 201-213

Christian Vogt, Norbert Klitzsch, Volker Rath: On self-potential data for estimating permeability in enhanced geothermal systems. In: geothermics Nummer 51 (2014), S. 201-213

Christian Vogt, Norbert Klitzsch, Volker Rath: On self-potential data for estimating permeability in enhanced geothermal systems. In: geothermics Nummer 51 (2014), S. 201-213

Corvin, R., F., Hoover, D.: The self-potential method in geothermal exploration. In: Geophysics Nummer 44 (1979), S. 226-245

de Witte, L., : A new method of interpretation of self-potential field data. In: Geophysics, Nummer 13 (1948), S. 600-608

Ishido, T., Nishi, Y., Prichett, J., W.: Application of self-potential measurements to geothermal reservoir engineering: Characterisation of fractured reservoirs. In: 35th workshop on geothermal reservoir engineering, Standford Nummer SGP-TR-188 (2010)

Kasonta, A. S.: Self potential, resistivity and gravity surveys of Naike hot springs area, Huntly, New Zealand. Geothermal Project Report No. 88.14, Library, University of Auckland, 71 pp. , 1984

Kasonta, A. S.: Self potential, resistivity and gravity surveys of Naike hot springs area, Huntly, New Zealand. Geothermal Project Report No. 88.14, Library, University of Auckland, 71 pp. , 1984

Weitere Literatur unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Weblink

http://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/eigenpotential-Literatverfahren/3742