Arbeitsstand zu den Methoden rvSU

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Kommentar zu Kapitel 8.5 im Konzept
 

Hallo MartinW, vielen Dank für Ihre Anmerkungen aus dem Posting mit der laufenden Nummer #11. Hier folgen unsere Antworten auf den zweiten Teil des Postings:

Es handelt sich bei Ihrem Text um wertvolle allgemeine Vorschläge zur Herangehensweise. Hier möchten wir gerne insbesondere auf Ihren Hinweis zur Strukturierung unseres Berichts eingehen. Der Wunsch die Struktur an den jeweiligen Wirtsgesteinen auszurichten ist nachvollziehbar, würde aber nicht der eigentlichen Zielsetzung der aktuellen Berichte entsprechen. Unser Ziel war es, eine Methode für die Durchführung der repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen zu entwickeln und anhand von vier Gebieten zur Methodenentwicklung in den jeweiligen Wirtsgesteinen bzw. Wirtsgesteinstypen auf ihre Umsetzbarkeit zu testen. Daher ist die übergeordnete methodische Vorgehensweise das strukturgebende Element in unserem Bericht, während die Arbeitsstände aus den GzME als Beispiele dienen. Die von Ihnen vorgeschlagene Textstruktur könnte zukünftig in ähnlicher Form im Rahmen der Berichterstellung zur Geosynthese (§ 5 EndlSiUntV) abgebildet werden.
Der von Ihnen gepostete Beitrag schließt mit „Nach einer kurzen Durchsicht des Textes sind Defizite bei der Stimmigkeit, Ausdruckskraft, Leistungsfähigkeit, Eignung, Willkür, und Wirksamkeit zu beobachten. Dieser Eindruck soll durch einige Beispiele illustriert werden.“ – diese „Beispiele werden als die eigentlichen Fragen 3 – … in unseren nachfolgenden Beitrag beantwortet.

Die Abbildung 70 dient zur Veranschaulichung der möglichen komplexen internen Lagerungsverhältnisse von Salzstrukturen, die in dem abgebildeten Detailgrad nur durch bergmännische Aktivitäten oder intensive Erkundung erfasst werden können. Wie in der Abbildungsunterschrift erläutert, handelt es sich bei dem Profilschnitt um eine schematische Abbildung (verändert nach Schachl 1987). Die interne Geometrie des Salzstocks wurde durch die Erkundungstätigkeiten im Rahmen des Kalibergbaus bestimmt. Zu sehen sind diverse Schächte, Stollen und Erkundungsbohrungen aus dem Bergwerk. Weiterhin zeigt die Abbildung schematisierte geologische Charakteristika wie Verfaltungen verschiedener geologischer Zechstein-Einheiten, Störungen, Nebengesteinsabfolgen sowie Aufschleppungen im Randbereich der Salzstruktur. Die Inhalte der Darstellung obliegen dem Autor. Eine allgemeine Gültigkeit für alle Salzstrukturen kann nicht abgeleitet werden. Die Abbildung soll dem Leser die Komplexität einer Salzstruktur verdeutlichen.

Zu Abbildung 72 ist uns der Hinweis wichtig, dass der untere Teil der Abbildung keine Interpretation des obenstehenden reflexionsseismischen Profils darstellt (eine erste, vorläufige Interpretation ist direkt in das Profil eingezeichnet, welches uns bisher nur im Zeitbereich vorliegt), sondern lediglich einen Profilschnitt an gleicher Stelle des TUNB-Modells zeigt.

Zur Abbildung 74:
Bei der Abbildung handelt es sich um ein schematisches Profil. Die Farben dienen der visuellen Unterstützung und sind angelehnt an die Farben der stratigraphischen Tabelle. Die eigentliche Legende des Profils, befindet sich unten rechts.
    
Abbildung 76 zeigt ein idealisiertes Normalprofil der Schichtenfolge in Baden-Württemberg, was nicht alle regionalgeologischen Gegebenheiten berücksichtigt und widerspiegelt. Die Mächtigkeit der Opalinuston-Formation variiert nach dieser Abbildung zwischen 170 m und 60 m, was in etwa den Mächtigkeiten im UR entspricht (max. 158 m) und auch konsistent mit den Ergebnissen in Abbildung 77 und Abbildung 91 ist. Die geringen Abweichungen (158 m vs. 170 m) können damit erklärt werden, dass die Gebiete mit höheren Mächtigkeiten nicht im TG liegen, da sie die Mindestanforderung „Tiefenlage des ewG“ nicht erfüllen.

Zu den Abbildungen 85, 87, 88 und 90:
Mit den genannten Abbildungen werden die von der BGE ermittelten Teiluntersuchungsräume in den Fokus gerückt. Wie die Anmerkung auch deutlich macht, soll die entwickelte Methode im Fokus stehen, weniger die Bewertung und Einordnung des gesamten Untersuchungsraumes. Wir werden die Anregungen bei zukünftig zu erstellenden Abbildungen gern berücksichtigen.

Zur Abbildung 91:
Die Bohrung Donautherme Neu-Ulm wurde 1998 zu dem Zweck der Erschließung von Thermalwasser aus dem Muschelkalk und dem Grundgebirge abgeteuft. Die Bohrung war fündig (Wassertemperaturen in der Tiefe von 56 Grad mit einer Mineralisation von ca. 14 000 mg/l (Na-Ca-Sulfat-Chlorid-Therme) (Geologica Bavarica 106, S. 81 ff.). Die Bohrung zeigt geringmächtige Ablagerungen des Quartär und Tertiär über etwa 400 m mächtigen Schichten des Oberjura. Der Übergang vom Oberjura zum Tertiär stellt eine Schichtlücke dar.
Diese Abbildung soll beispielhaft anhand der Tiefbohrung Donautherme Neu-Ulm zeigen, wie die BGE sich vorstellt, mit Hilfe repräsentativer Profile den Wirtsgesteinsbereich mit Barrierefunktion, dessen grundlegende Eigenschaften sowie die weiteren geologischen Barrieren des Deck- und Nebengebirges zu beschreiben und ist daher als Beispieldarstellung eines repräsentativen Profils zu sehen. Eine detaillierte Beschreibung und Interpretation der Bohrung findet im Zusammenhang mit der Bewertung der Indikatoren 3.1a und 3.1b (zu § 24 Anlage 3 StandAG) statt und wird in Kapitel 5.7.4.2 und 5.7.4.4 dargestellt. An dieser Stelle werden auch die lithologischen Variationen der Opalinuston-Formation durch qualitative Auswertung von Schichtenverzeichnissen und bohrlochgeophysikalischen Messungen (u. a. GR-Logs) beschrieben. Mit Hilfe der Suchfunktion können Sie diese Textpassagen im Dokument finden.
 
Abbildung 93 soll die Variation der Tiefenlage der Opalinuston-Formation anhand eines NW-SE-SW verlaufenden Schnittes lediglich zur Übersicht zeigen. Die Opalinuston-Formation ist in dem Schnitt braun markiert, Basis und Top der Formation können daher durch den Leser anhand der den braunen Kasten begrenzenden schwarzen Linie identifiziert werden. Die hangenden und liegenden Einheiten sind ebenfalls dargestellt und können anhand der dargestellten Bohrprofile zeitlich und lithologisch eingeordnet werden. Ihren Hinweis zur Darstellung und Lesbarkeit der Übersichtskarte nehmen wir gerne auf. 

Weitere Antworten im nächsten Posting

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Kommentar zu Kapitel 8.5 im Konzept
 

Fortsetzung Antworten zu Posting #11 Teil 2:

Abbildungen 95 und 96:   
In den Abbildungen sind die stratigraphischen Grenzen des Deckgebirges miteinander korreliert. Der Abstand der Bohrungen zueinander beträgt zwischen 1 bis 9 km. Dies ist auch im oberen Teil der Abbildung dargestellt.

Zur Abbildung 97 danken wir für Ihren Hinweis.

Zur Abbildung 98: Das ist korrekt. Die beiden äußeren Bohrungen sind in Abbildung 95 detailliert dargestellt. Hier dienen sie nur als Begrenzung des Profils. Der Fokus der Abbildung liegt auf der Salzstruktur im Zentrum im Kontext mit den vorhandenen Bohrungsdaten (Anzahl, Teufe, etc.).

Die Informationen zu den Schichtverläufen im Profilschnitt entstammen einem geologischen Strukturmodell. Das Modell ist ein sogenanntes Grenzflächenmodell, was bedeutet, dass der Übergang von einer lithologischen oder stratigraphischen Einheit zur nächsten durch eine eindeutige Grenzfläche (Surface) dargestellt ist. Dementsprechend müssen diese Grenzen „scharf“ sein, um den Übergang darzustellen. Weiterhin sei angemerkt, dass 3D-Modelle eine vereinfachte Abbildung der (geologischen) Realität darstellen und Vereinfachungen im Zuge des Modellierprozesses immer stattfinden.

 

Zur Abbildung 100:

Die spärlichen Informationen, die sich in den digitalen Kurzschichtverzeichnissen der Bohrungen finden lassen, sind hier komprimiert dargestellt. In der Abbildung 100 sind repräsentative geologische Profile dargestellt, bei denen die weitere Fortsetzung in die Tiefe bis 1500 m u. GOK interpoliert wurde. Zonen mit Klüften und mineralisierten hydrothermalen Gängen sind in den originalen Kurzschichtverzeichnissen als „Zonen mit Trümern“ charakterisiert und diese sind in den repräsentativen Profilen unter anderem als Kategorie und mit einer entsprechenden Legende dargestellt. Die Kurzschichtenverzeichnisse sind neben den wenigen bohrlochgeophysikalischen Logs die einzigen Bohrungsdaten, welche die SGD der BGE für das Standortauswahlverfahren bisher zur Verfügung gestellt haben. Der BGE liegen von keiner Bohrung Kernfotos vor.

Ihren Hinweis zur Darstellung und Lesbarkeit der Übersichtskarte nehmen wir gerne auf. 

 

Die Bildunterschrift von Abbildung 101 erklärt eindeutig, kurz und bündig, dass es sich um einen geologischen Schnitt durch ein großräumiges vorläufiges (d. h., dass der BGE noch nicht alle relevanten Geodaten vorliegen) strukturgeologisches 3D-Modell handelt. Das 3D-Modell beruht einzig und allein auf den geologischen und strukturellen Grenzen aus der GK100 LJK und Bohrungsdaten (d. h. Bohrung mit Endteufen größer als 300 m). Der geologische Schnitt hat eine Gesamtlänge von 30 km und ist vertikal fünffach überhöht, damit man auf dieser Dokumentenseite im A4-Format überhaupt etwas erkennen kann. Die Bohrungen sind lediglich im Umfeld von 10 km auf den geologischen Schnitt projiziert. Lithologisch lassen sich die Kurzschichtenverzeichnisse dieser Bohrungen und deren Aussagekraft wie folgt zusammenfassen: violette Farbtöne in der Legende und im geologischen Schnitt gleich vulkanisches Gestein, sprich keine kristallinen Wirtsgesteine; rote Farbtöne in der Legende und im geologischen Schnitt gleich Granit, sprich kristallines Wirtsgestein.

Ihren Hinweis zur Darstellung und Lesbarkeit der Übersichtskarte nehmen wir gerne auf. 

 

Die Abbildung 110 dient der Nachvollziehbarkeit der Abweichungen zwischen Bohrungsdaten und 3D-Modell, welche wir im Rahmen der Analyse der Basisdaten zum GzME „Salzstock Bahlburg“ identifiziert haben. So ist es in den textlichen Beschreibungen auch dargelegt. Tabelle 38 enthält eine Quantifizierung dieser Abweichungen.

Welche Daten in die Erstellung der von den Bundes- und Landesbehörden zur Verfügung gestellten 3D-Modelle eingeflossen sind, ist der BGE in vielen Fällen nicht bekannt. Das Erkennen, Darstellen und Diskutieren dieser Abweichungen ist ein Teil der fachlichen Auseinandersetzung der BGE mit den vorliegenden Modelldaten. Mit dem Erkennen von Abweichungen verlieren diese Modelle nicht automatisch ihre Gültigkeit.

 

Die Abbildung 112 zeigt drei vollständige Bohrprofile mit der abgeleiteten Lithologie aus den Log-Daten. Das Thüringer Becken ist eine großmaßstäbliche Muldenstruktur und der TUR21, auf den sich diese Abbildung bezieht, liegt am nördlichen Rand. Die jüngeren Einheiten sind hier erodiert.

In der Bohrung Kal Sprötau 6 wurde im Oberen Buntsandstein (Röt) kein Steinsalz übersehen. Das Röt-Salinar ist dort gemäß der Logauswertung als Anhydrit mit Steinsalz interpretiert worden, woraus die abweichende Symbolisierung resultiert.

 

Zu Abbildung 115: Die den Opalinuston überlagernden Einheiten des Mitteljura werden in den Unteren Mitteljura eingeordnet und beginnen mit den Ablagerungen der Eisensandstein-Formation. Diese ist etwa 45 m mächtig und ist auch in Kapitel 5.7.2.1 detailliert beschrieben. In Abbildung 115 ist die Petrographie, abgeleitet aus den bohrlochgeophysikalischen Logs (im Wesentlichen GR-Log und Resistivity-Log) dargestellt (Spalte Petrolog). Das Petrolog zeigt, dass die Eisensandstein-Formation im Wesentlichen aus Wechselfolgen aus Tonstein, Siltstein und Sandstein besteht. Aus der Literatur ist weiterhin bekannt, dass lokal sandige Eisenoolithe eingeschaltet sind (Franz & Nitsch 2009). Zusammengefasst kann der Tonanteil der Eisensandstein-Formation somit als gering (< 60 %) eingeschätzt werden, was in der rechten Spalte „Tonanteil“ dargestellt ist. Eine Beschreibung der Methode zur qualitativen Ermittlung des Tonanteils aus Schichtenverzeichnissen ist in Hoth et al. (2007) gegeben.

Die Opalinuston-Formation setzt sich aus der Teufelsloch-Subformation im unteren Bereich und der Zillhausen-Subformation im oberen Bereich zusammen. Die Zillhausen-Subformation besteht aus feinsandigen Tonsteinen bis Tonmergelsteinen mit Kalksandstein- und sandigen Kalksteinbänken im oberen Teil (Franz & Nitsch 2009). Die Zillhausen-Subformation ist im gesamten Teiluntersuchungsraum durch Wechsel von Tonsteinen und siltigen Ablagerungen gekennzeichnet. Dies wird durch die von Ihnen beobachteten Unterschiede in den GR-Messungen deutlich, die durch deutliche Schwankungen auf Variationen der Gesteinstypen hinweisen.

Das vorliegende Dokument beschreibt die Methode für die Erarbeitung der Geosynthese für die Untersuchungsräume bzw. Teiluntersuchungsräume. Eine Auswertung von räumlichen und zeitlichen Verteilungen der Ablagerungen des Opalinustons wurde daher noch nicht abschließend vorgenommen. Wir möchten an dieser Stelle jedoch auf das Projekt SEPIA der BGR hinweisen, in dem die Zyklizität von sandigen Gesteinen (potenziellen Speicherhorizonten) und tonigen Gesteinsabfolgen (potenziellen Barrierehorizonten) des Aalenium (Mitteljura, 174–170 Millionen Jahre) im Schwäbischen-Jura-Becken Südwestdeutschlands untersucht werden soll. Dafür wird eine Serie von Forschungsbohrungen in den kommenden 3 bis 4 Jahren durch die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe abgeteuft (BGR - Projekte - Sequenzstratigraphie des Aalenium in Süddeutschland (SEPIA) (bund.de)).

Viele Grüße, Ihre BGE