Deep seismic reflection experiments at Kiruna

Summary In August 1955 a series of specially arranged quarry blasts in the Kiruna iron ore mines was recorded with a refraction apparatus at approx. 10 km distance. The experiments are the first seismic investigations of the deeper crustal structure in Fennoscandia and were mainly undertaken in order to study near-vertical reflections from crustal discontinuities. The records show clear directP waves with sharp onsets and a velocity of 5.65±0.13 km/sec (in porphyry), furthermoreS waves of less definite onsets and sound waves through the atmosphere.P waves reflected from crustal discontinuities are weak and of erratic occurrence, in agreement with theoretical expectation for near-vertical reflections. Approx. depths to the Conrad and the Mohorovii'c discontinuities are calculated as 19 km and 33–34 km. There is general agreement with the explosion records written by the Grenet seismograph at Kiruna, and the differences which exist can be explained by the different frequency response of the two instruments.

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Zusammenfassung Im August 1955 wurde eine Reihe speziell angeordneten Steinbruchsprengungen in den Eisenerzgruben bei Kiruna mittels einer Refraktionsapparatur in rund 10 km Entfernung registriert. Diese Versuche sind die ersten seismischen Untersuchungen der tieferen Krustenstruktur in Fennoskandien und wurden hauptsächlich wegen eines Studiums von Reflexionen an krustalen Diskontinuitäten bei nahe vertikalem Einfall der Wellen vorgenommen. Deutliche, direkteP-Wellen mit scharfen Einsätzen und einer Geschwindigkeit von 5.65±0.13 km/sec (Porphyr) wurden registriert, ausserdemS-Wellen mit weniger scharfen Einsätzen und Schallwellen durch die Atmosphäre. An krustalen Diskontinuitäten reflektierteP-Wellen sind schwach und unregelmässig, im Einklang mit theoretischen Erwartungen für Reflexionen bei nahe vertikalem Einfall. Die Tiefen der Conrad- und der Mohorovii-Diskontinuitäten wurden annähernd zu 19 km bzw. 33–34 km berechnet. Es besteht allgemeine Übereinstimmung mit den Explosionsregistrierungen des Grenet-Seismographen in Kiruna, und die Unterschiede können lediglich durch die unterschiedliche Frequenzempfindlichkeit der Instrumente erklärt werden.