HYDRAULISCHE CHARAKTERISIERUNG VON …

Stefan Moser

HYDRAULISCHE CHARAKTERISIERUNG VON

STÖRUNGSGESTEINEN MIT HILFE

BOHRLOCHGEOPHYSIKALISCHER UND

HYDRAULISCHER

UNTERSUCHUNGSMETHODEN

Masterarbeit

zur Erlangung des akademischen Grades eines

Masters

an der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Karl-Franzens

Universität Graz

Ass.Prof. Mag. Dr. Gerfried Winkler

Hon.Prof. Dr.habil. Jürgen Schön

Graz, Oktober 2011

Erklärung

II

Erklärung

Ich erkläre an Eides Statt, dass ich die Arbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst,

andere als die angegebenen Quellen nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich

oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich gemacht habe.

Graz, Oktober 2011 Stefan Moser

Danksagung

III

Danksagung Ich möchte mich bei

… meinen Betreuern Ass.Prof. Mag. Dr. Gerfried Winkler und Hon.Prof. Dr.habil. Jürgen

Schön für ihre Betreuung und Unterstützung, sowohl in fachlicher, als auch in menschlicher

Hinsicht

… der ÖBB Infrastruktur AG (Österreichischen Bundesbahnen) für die zur Verfügung

Stellung der Daten

…Herbert Köppl für seine Unterstützung und wertvollen Ratschläge bei den

Geländearbeiten, sowie bei der Datenauswertung

…allen Mitarbeitern des Joanneum Research / RESOURCES - Institut für Wasser, Energie

und Nachhaltigkeit, Leoben

…allen Mitarbeitern des Institutes für Erdwissenschaften an der Karl-Franzens Universität

Graz

…meinen Studienkollegen und Freunden für ihre Motivation und Unterstützung für diese

Arbeit und für viele unvergessliche Momente

…meiner Familie für ihre Unterstützung, Motivation und Liebe ganz herzlich

bedanken.

Inhaltsverzeichnis

IV

Inhaltsverzeichnis Erklärung............................................................................................................................... II

Danksagung ......................................................................................................................... III

Inhaltsverzeichnis................................................................................................................. IV

Kurzfassung ......................................................................................................................... VI

Abstract ............................................................................................................................... VII

Abkürzungen ...................................................................................................................... VIII

Abkürzungen (Bohrlochplots; Beilage).................................................................................. IX

1. Einleitung....................................................................................................................... 1

1.1. Motivation & Zielsetzung ........................................................................................ 1

1.2. Geographischer Überblick...................................................................................... 2

2. Grundlagen & Methodik ................................................................................................. 4

2.1. Geologischer Überblick .......................................................................................... 4

2.1.1. Ostalpen........................................................................................................... 4

2.1.2. Der Semmering-Wechsel-Komplex .................................................................. 7

2.2. Störungszonen....................................................................................................... 9

2.3. Hydrogeologische und hydrologische Grundbegriffe .............................................12

2.3.1. Porosität..........................................................................................................12

2.3.2. Permeabilität, hydraulische Leitfähigkeit & Transmissivität..............................17

2.3.3. Physikalischer Zusammenhang zwischen Porosität & Permeabilität ...............20

2.3.4. Durchlässigkeitsbeiwert ermittelt durch Korngrößenanalysen..........................22

2.3.5. Hydraulische Bohrlochversuche ......................................................................24

2.3.6. Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwertes im Labor.........................................27

2.3.7. Bestimmung der Klüftigkeitsziffer/1,6m ...........................................................29

2.3.8. Berechnung der Kluftöffnungsweite.................................................................30

2.3.9. Box-Whisker-Plot ............................................................................................32

2.4. Bohrlochgeophysikalische Grundbegriffe ..............................................................33

2.4.1. Elektrische Widerstandsmessungen................................................................33

2.4.2. Gammamessung.............................................................................................36

2.4.3. Elektrische Leitfähigkeitsmessung des Bohrlochfluids.....................................38

3. Ergebnisse ...................................................................................................................39

3.1. Geophysikalische Bohrlochuntersuchungen..........................................................39

3.2. Ergebnisse der Gamma Ray Messung..................................................................41

3.3. Ergebnisse der Temperatur- und Leitfähigkeit-Logs..............................................41

3.4. Statistische Porositätsverteilung ...........................................................................42

Inhaltsverzeichnis

V

3.4.1. Porositätsverteilung & lithologische Ansprache der untersuchten ......................

Bohrungen ......................................................................................................42

3.4.2. Porositätsverteilungen der Gesteinsarten........................................................51

3.4.3. Porositätsverteilung in den Störungsdomains der Gesteinsarten.....................56

3.4.4. Porositätsverteilung im Vergleich von HR, DZ und CZ ....................................60

3.5. Einfluss der Klüftigkeit auf die Porosität ................................................................62

3.6. Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwerts ...............................................................65

3.6.1. Durchlässigkeitsbeiwerte mittels Korngrößenverteilung...................................65

3.6.2. Durchlässigkeitsbeiwerte ermittelt im Labor ....................................................67

3.6.3. Vergleich der kf-Werte (Korngrößenverteilungen zu Triaxial-Versuchen) ........68

3.7. Gegenüberstellung des kf-Wertes und der Porosität .............................................70

3.8. Widerstand, Porosität und kf-Wert im Vergleich ....................................................71

4. Interpretation ................................................................................................................73

4.1. Porositätsverteilung & lithologische Ansprache der untersuchten Bohrungen .......73

4.2. Porositätsverteilung der Gesteinsarten und in den Störungsdomains....................75

4.3. Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität........................................................................76

4.4. Durchlässigkeitsbeiwerte ......................................................................................77

4.4.1. Widerstand, Porosität und Durchlässigkeitsbeiwert im Vergleich.....................78

5. Schlussfolgerung ..........................................................................................................79

6. Ausblick ........................................................................................................................80

7. Literaturverzeichnis.......................................................................................................82

ANHANG1: Porositätsverteilung & lithologische Ansprache .................................................88

ANHANG2: Porosität vs. Klüftigkeitsziffer/1,6m....................................................................91

ANHANG3: Widerstand, Porosität und kf-Wert im Vergleich.................................................94

Kurzfassung

VI

Kurzfassung

Störungszonen sind Diskontinuitäten innerhalb eines Gebirges, welche aus verschiedenen

Domains aufgebaut sein können. Caine et al.; 1996 unterscheiden zwischen Host Rock

(HR), Damage Zone (DZ) und Core Zone (CZ). In Abhängigkeit der tektonischen

Entwicklung und der petrophysikalischen Eigenschaften des Ausganggesteines können die

Zonen innerhalb eines gestörten Bereiches unterschiedlich ausgeprägt sein und nicht alle

drei Zonen müssen verwirklicht sein.

Durch bohrlochgeophysikalische Untersuchungsmethoden ist es möglich, Aussagen über

den Aufbau, die petrophysikalischen und hydraulischen Eigenschaften von Störungszonen

zu treffen.

Für diese Arbeit wurden acht Bohrungen im Semmering/Wechsel-Gebiet ausgewählt und

bohrlochgeophysikalisch bzw. hydraulisch untersucht.

Basierend auf den Ergebnissen der Widerstandsmessungen und unter Verwendung des

Gesetzes von Archie; 1942 konnten aus Widerstandslogs Porositätslogs berechnet werden.

Mit Hilfe der Porositätslogs wurde eine Einteilung der Störungszone in ihre Domains

getroffen. Der Vergleich mit dem lithologischen Profil zeigte gute Übereinstimmungen

zwischen den Störungsdomains aus den Porositätsberechnungen und den angesprochenen

Gestein in den Bohrkernen.

Es zeigte sich, dass die Porosität von dem HR über DZ zur CZ ansteigt, woraus geschlossen

werden kann, dass die Steigerung der tektonischen Beanspruchung einen Porositätsanstieg

zur Folge hat.

Die Porosität wurde mit dem Durchlässigkeitsbeiwert aus Triaxial-Versuchen korreliert.

Durch die daraus ermittelte Verhältnisgleichung konnte die hydraulische Durchlässigkeit aus

bohrlochgeophysikalischen Untersuchungsmethoden berechnet werden, welche im

Wesentlichen eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Packertests aus

denselben Bohrlochabschnitten zeigen. Die Packertestergebnisse entsprechen meist den

höchsten hydraulischen Durchlässigkeitswerten, was durch höher permeable Zonen im

Testintervall zu erklären ist.

Im Allgemeinen zeigt sich, dass durch die Kombination von Triaxial-Versuchen und

Widerstandsmessungen eine hydraulische Charakterisierung von Störungszonen im

kleinskaligen Bereich möglich ist. Ergibt der Packer-Test signifikant höhere Werte, dann

deutet dies auf größere Klüfte hin, die sich signifikant in der Permeabilität, jedoch nur

untergeordnet im Widerstand widerspiegeln.

Abstract

VII

Abstract

Faults are rarely single discontinuities but are developed as zones which can be built up by

different domains. Caine et al.; 1996 distinguished between the protolith and the fault

domains damage and core zone. Based on the tectonic evolution and the petrophysical

properties of the protolith a fault zone can be developed as one fault domain (damage zone

or core zone) or with a complex architecture including different domains with varying

hydraulic and petrophysical properties.

Based on geophysical well logging fault zones and their domains can be detected and

distinguished providing to determine and quantify petrophysical and hydraulic properties.

Eight boreholes in the Semmering Area were chosen and were used for well logging and

hydraulic tests. Porosity logs were calculated from the resistivity logs using Archie’s Law;

1942. The porosity was the basic principle for the differentiation of the protolith, the damage

zone and the core zone.

The differentiation between the domains by the porosities corresponds well with the

lithological profile of the drill cores. The analyses including all data of the eight drill holes

result an increase of the porosity from protolith to core zone that means that increasing

tectonic deformation increase the porosity.

The porosity was matched with the hydraulic conductivity determined by triaxial-tests and

shows a relationship. So it was possible to determine the hydraulic conductivity with results

of well loggings.

The comparison of the calculated values with the results of packer-tests illustrates that high

permeable zones increase the values of the hydraulic conductivity extremely.

All in all it can be shown that the combination of triaxial-tests and resistivity-logs allows a

good characterization of the permeability in small scales.

High results of packer-tests are an evidence for huge cleavage zones, which increase the

permeability, but they have just less influence on the resistivity.

Abkürzungen

VIII

Abkürzungen

N .............. Nord(en)

S .............. Süd(en)

W ............. West(en)

E .............. Ost(en)

HR............ Host Rock (Ausgangsgestein)

DZ ............ Damage Zone (Zerrüttungszone)

CZ ............ Core Zone (Kernzone)

PL............. Protolith

Ma ............ Millionen Jahre

LAA .......... Lower Austroalpin (Unter-Ostalpin)

CA............ Central Austroalpin (Zentral-Ostalpin)

LCA.......... Lower Central Austroalpin (Unteres-Zentral-Ostalpin)

UCA ......... Upper Central Austroalpin (Oberes-Zentral-Ostalpin)

NCA ......... Northern Calcareous Alps (Nördliche Kalkalpen)

GOK......... Geländeoberkante

GR............ Gamma-Ray

R .............. Widerstandsmessung

R16 .......... Widerstandsmessung mit einem Spacing=16´´

R64 .......... Widerstandsmessung mit einem Spacing=64´´

LF............. Leitfähigkeit des Bohrlochfluids

CAL .......... Caliper-Log

ABF.......... Akustisches Bohrloch Fernsehen

OBF.......... Optisches Bohrloch Fernsehen

Abkürzungen (Bohrlochplots; Beilage)

IX

Abkürzungen (Bohrlochplots; Beilage)

GR-Log ............. Gamma-Ray-Log

R-Log ................ Widerstands-Log

R16 ................... Widerstandsmessung mit einem Spacing=16´´

R64 ................... Widerstandsmessung mit einem Spacing=64´´

T-Log................. Temperatur-Log (für Bohrlochfluid)

T........................ Temperatur des Bohrlochfluids

LF-Log............... Leitfähigkeits-Log (für Bohrlochfluid)

LF...................... Leitfähigkeitswert des Bohrlochfluids

Por .................... Porosität

Por (m=1,3) ....... berechnete Porosität mit dem Zementationsfaktor m=1,3

K ....................... Klüftigkeitsziffer pro 1,6m Abstand

K-Ziffer/1,6m ..... Klüftigkeitsziffer pro 1,6m Abstand

Die lithologischen Ansprachen in den Bohrlochplots der Beilagen basieren auf die

Messberichte der Firma 3-G (Gruppe Geotechnik Graz ZT GmbH); Graz. Diese wurden im

Zuge der Erkundungsarbeiten des ÖBB Projektes „Semmering-Basistunnel neu“ 2006 und

2008 erstellt.

Einleitung

1

1. Einleitung

1.1. Motivation & Zielsetzung

Das Ziel dieser Arbeit ist die hydraulische Charakterisierung von Störungsgesteinen durch

die kombinierte Auswertung von bohrlochgeophysikalischen und hydrogeologischen

Untersuchungsmethoden.

Störungen sind Diskontinuitäten des Gebirges, welche aus unterschiedlichen Zonen

aufgebaut sein können und sich durch ihren Gesteinsaufbau und ihren hydraulischen

Eigenschaften unterscheiden. Die hydraulischen Eigenschaften eines Gesteines hängen

stark von den petrophysikalischen Eigenschaften ab. Mit Hilfe von

bohrlochgeophysikalischen Untersuchungsmethoden ist es möglich, die petrophysikalischen

Gesteinseigenschaften festzustellen. Ein Zusammenhang zwischen Hydrogeologie und

Petrophysik liegt im Archie´s law (Archie; 1942) (siehe Gleichung (6)-(10)). Dadurch lassen

sich gemessene elektrische Widerstände in Porosität und in weiterer Folge in die

hydraulische Durchlässigkeit umrechnen.

Das Untersuchungsgebiet befindet sich im NO der Steiermark und SSW von

Niederösterreich (siehe Abb.1 ). Im Zuge der Erkundungsarbeiten des ÖBB Projektes

(„Semmering-Basistunnel neu“) wurden 2006 und 2008 in zwei Bohr-Kampagnen insgesamt

110 Bohrungen abgeteuft. Davon wurden acht Bohrungen für die vorliegende Arbeit

ausgewählt. Ergänzend zu den von der ÖBB zur Verfügung gestellten

bohrlochgeophysikalischen Daten wurden vom Joanneum Research / RESOURCES -

Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit, Leoben weitere bohrlochgeophysikalische

Untersuchungsmethoden angewandt.

Einleitung

2

1.2. Geographischer Überblick

In Abb.1 sind jene acht Bohrungen des Projektes Semmering Süd abgebildet, die für die

Untersuchungen dieser Masterarbeit verwendet wurden.

Das Untersuchungsgebiet kann in zwei Bereiche unterteilt werden.

Die Bohrungen: K03_06, KB06_06, KB31_08 und KB28_06 befinden sich im NO der

Steiermark.

Die Bohrungen: KB01_08, KB08_08, KB36_06 und KB17_08 liegen im SSW von

Niederösterreich.

Die Bohrung KB05_08 wurde ebenfalls bohrlochgeophysikalisch untersucht, jedoch zeigten

weitere Analysen, dass aufgrund des größeren Bohrdurchmessers von 7´´ (17,78cm) ein

Vergleich mit den restlichen Bohrungen (Bohrdurchmesser = 4´´ (10,16cm)) nicht möglich

ist.

Das gesamte Gebiet erstreckt sich im Bereich von Mürzzuschlag über den Semmering bis

nach Gloggnitz.

Einleitung

3

Abb.1: geographische Lage des Projektgebietes

Grundlagen & Methodik

4

2. Grundlagen & Methodik

2.1. Geologischer Überblick

2.1.1. Ostalpen

Die Entstehung der Alpen ist auf die Kollision der Europäischen Platte mit der Adriatischen

Platte (100-5Ma) zurückzuführen (Frisch; 1979). Hauptauslöser dafür war die Öffnung des

Atlantiks, welche durch den Zerfall des im Karbon vereinigten Superkontinents Pangäa

verursacht wurde. Das globale alpidische Gebirgssystem, zu dem die Alpen zählen,

durchzieht Europa im Süden und erstreckt sich außerhalb Europas als weit gespannter

Gebirgsgürtel bis hin zum Himalaya.

Bei der alpidischen Orogenese entstand ein Gebirge, welches sich vom W nach E in drei

Abschnitte unterteilen lässt (Janak et al., 2006):

- Westalpen - Zentralalpen - Ostalpen

Diese Abschnitte werden durch große Störungen voneinander getrennt. Abb.2 zeigt eine

Übersicht der Ostalpen.

Große Molassebecken bilden die Umrandung der Alpen:

Nördlich: das Alpenvorland-Molassebecken

Südlich: die Poebene

Östlich: das Wiener Becken und das Pannonische Becken


5

Abb.2: Übersicht der Ostalpen; modifiziert nach Neubauer et al.; 2000 (die rot-strichlierte

Linie stellt die SAM (southern limit of alpine meta morphism, Hoinkes et al.; 1999 ) da)

Das Aussehen der Alpen wurde durch das eoalpine Ereignis geprägt (Neubauer et al.;

2000). Die Ostalpine Deckenstapelung entstand durch die Kollision von kontinentaler Kruste

mit Krustenfragmenten südlich des Meliata-Hallstatt-Ozeans (untere Kreide ca. 130 Ma).

Das neoalpine Ereignis (Oligozän–Miozän) beeinflusste vor allem die West- und

Zentralalpen, da es während dieser Kollision in den penninischen Einheiten zu

Metamorphose und interner Deckenstapelung kam.

Das Ostalpin bildet die oberste Decke (Schuster et al.; 2005). Die darunter liegenden

Einheiten (Penninische Decken) sind nur in einzelnen Fenstern, z.B.: Tauernfenster und

Rechnitzer Fenster, aufgeschlossen.

Die SAM (southern limit of alpine metamorphism, Hoinkes et al.; 1999) (als rot-strichlierte

Linie in Abb.2 eingezeichnet), stellt die Grenze der neoalpinen Metamorphose im Ostalpin

dar, jedoch ist diese nur bis zu den Gurktaler Deckensystemen gut definiert. Eine weitere

wichtige Grenze ist die Periadriatische Naht (PAL= periadriatic line), die das Ostalpin vom

Südalpin abgrenzt.


6

Das Ostalpin ist in Österreich die dominierende Einheit. Es handelt sich hier um einen

komplexen Deckenstapel, der im Wesentlichen aus drei Einheiten besteht (Janak et al.;

2006):

- Unter-Ostalpin - Zentral-Ostalpin - Nördliche Kalkalpen

Beim Unter-Ostalpin (LAA) handelt es sich um einen passiven Kontinentalrand (Jura) am

Nordostrand des Apulischen Kontinents. Da es auf der Penninischen Decke aufliegt, findet

man diese Einheit im Westen der Ostalpen, wie zum Beispiel im Engadiner Fenster, sowie

am Rande des Tauernfensters (im Tarntaler und Radstädter Deckensystem). Im Osten ist

das Unter-Ostalpin in den Einheiten des Semmering/Wechselkomplexes aufgeschlossen.

Das Zentral-Ostalpin (CA) wird im Süden von der Periadriatischen Naht und im Norden von

den NCA (Northern Calcareous Alps (Nördliche Kalkalpen)) begrenzt. Tektonisch betrachtet,

liegt diese Großeinheit über dem LCA und ist aus kristallinen Basement und kristallinen und

karbonatischen Cover aufgebaut.

Das Zentral-Ostalpin wird in zwei Subeinheiten untergliedert:

- Unteres-Zentral-Ostalpin (LCA): Der Metamorphosegrad reicht von Grünschieferfazies bis

zur Eklogitfazies und war in der Kreide am stärksten ausgeprägt. Man unterscheidet hier

drei große Deckensysteme:

▪ Silvretta-Seckau ▪ Koralpen-Wölz ▪ Ötztal-Bundschuh

- Oberes-Zentral-Ostalpin (UCA): Der Metamorphosegrad liegt hier im Bereich der

Grünschieferfazies bis zur Anchizone. Auch hier werden drei große Deckensysteme

unterschieden:

▪ Grauwackenzone ▪ Drauzug-Gurktal ▪ Grazer Paläozoikum

Die Nördlichen Kalkalpen (NCA) sind die nördliche Grenze des CA. Sie bestehen aus

Schelfrandresten des passiven Kontinentalrandes des Meliata-Hallstatt-Ozeans.


7

2.1.2. Der Semmering-Wechsel-Komplex

Der tektonische Aufbau des Alpenostrandes des Ostalpins setzt sich vom Liegenden ins

Hangende, aus dem Semmering-Wechsel-, Stralegg-, Sieggraben- und Troiseck-Floning

Komplex zusammen (Abb.3 ) (Schuster et al.; 2001).

Abb.3: geologische Karte des Alpenostrands; modifiz iert nach Schuster et al.; 2001 (rote

Umrandung markiert das Untersuchungsgebiet)

Die rote Umrandung in Abb.3 zeigt das Untersuchungsgebiet, welches im Bereich des

Semmering-Wechsel-Komplexes liegt.

Das unterostalpine Semmeringsystem liegt am Ostrand der Ostalpen und ist ein E-W bis

NW-SE-streichender Gebirgszug. Es handelt sich um eine Verflechtung von

Deckenüberschiebungen, Verfaltungen und Verschuppungen, die in einem geologisch

kompliziert gebauten Gebirgsmassiv resultieren (Riedmüller et al.; 1992).

Das Wechselsystem wird durch Basement-Einheiten und teils abgescherte Deckgebirge

(bestehend aus Metasedimenten) aufgebaut. Die Basement-Einheiten treten durch


8

tektonische Fenster, wie zum Beispiel Weismather Fenster und Wechsel Fenster auf

(Schuster et al.; 2001).

Bei den im Untersuchungsgebiet vorliegenden Gesteinen des Wechsel-Kristallins (im Osten

des Projektgebietes) handelt es sich vor allem um Albitphyllit (hangende Abschnitte) und

Albitgneis (im liegenden Bereich). Generell herrschen recht flache Lagerungsverhältnisse

mit variablen Einfallsrichtungen (N, NW, S, SW) (Schuster et al.; 2001).

Im Westen des Wechsel-Kristallins kommt es zum mittelsteilen Kontakt mit dem

Semmering-Kristallin. In diesem Bereich sind schmale Abfolgen von permomesozoischen

Gesteinen entwickelt, die teilweise eine intensive Zerscherung erlebten. Zu den

vorhandenen permomesozoischen Gesteinen des Basements zählen Quarzit,

Serizitschiefer und einzelne Karbonate.

Im Westen von Spital am Semmering ist das Semmering-Kristallin die dominierende

Lithologie, zu dem Quarzphyllit, Glimmerschiefer und grobkörnige Granitgneise

(Grundgebirge) zählen (Vacek; 1892). Der komplexe Aufbau der Gesteine beruht auf

mehrphasiger Metamorphose und interner Verfaltung.

Das Deckgebirge des Semmeringsystems und auch des Wechselsystems umfasst eine

Schichtfolge von Permoskyth bis Obertrias (Riedmüller; 1967 und Tollmann; 1964 & 1977).

Zu Beginn stehen die feinschiefrigen Metaklastika und Metavulkanite, die in den

permoskythischen Semmeringquarzit übergehen.

Im Liegenden der Ablagerungen der mitteltriassischen Karbonate befindet sich Rauhwacke,

die im Hangenden in hellen Kalkstein und Dolomit, sowie in Kalk- und Dolomitmarmor

übergeht.


9

2.2. Störungszonen

Murawski et al.; 2004 definieren Störungen als Trennfugen im Gebirge, an der ein Versatz

der angrenzenden Bereiche stattgefunden hat. Diese können im cm- bis km-Bereich

erfolgen und verschiedene Störungsbegleitgefüge verursachen. Der Bereich um eine

Störung wird als Störungszone angesprochen und besteht aus einem Netzwerk von

diskreten Brüchen. Aufgrund der Anisotropie können Störungszonen unterschiedliche

Wasserwegigkeiten aufweisen. Deswegen sind Störungszonen bei der hydrogeologischen

Betrachtung eines Gebirgskörpers von entscheidender Bedeutung (Newman et al.; 1994

und Caine et al.; 1996).

Das Spannungsregime und der Gesteinstyp sind neben der Heterogenität, fluiden Phasen

und der Verformungsrate die wesentlichen Parameter für die Entwicklung einer Störung

(Schmid et al.; 1991).

Caine et al.; 1996 stellten fest, dass die Architektur der entscheidende Faktor für die

Eigenschaften einer Störungszone ist. Abb.4 zeigt ein konzeptuelles Modell einer

Störungszone und die Charakterisierung der Störungsdomains (Hoffmann-Rothe; 2002).

Abb.4: a) Modell einer Störungszone; b) genauerer A usschnitt des Modells und

Charakterisierung der Störungsdomains ( Hoffmann-Rothe; 2002 ).

Am Rand der Störungszone befindet sich der Host Rock (HR). Hierbei handelt es sich um

unzerstörtes Ausgangsmaterial, welches auch als Protolith bezeichnet werden kann.


10

Der Umgebungsbereich des Zentrums einer Störungszone wird als Damage Zone (DZ)

(Zerrüttungszone) angesprochen. Der Übergang zwischen HR und DZ erfolgt fließend und

wird durch verschiedene Deformationsgefüge (kleine Brüche, Falten etc.) gekennzeichnet.

Das Zentrum einer Störungszone ist der fault core (Kernzone) (in dieser Arbeit wird der fault

core als Core Zone (CZ) bezeichnet). Dieser Bereich ist durch Störungsgesteine (wird im

Anschluss erläutert), geochemische Alterationen und Versatz charakterisiert (Hoffmann-

Rothe; 2002).

Nicht bei jeder Störungszone müssen alle drei Zonen (Störungsdomains) verwirklicht sein.

Dies hängt von der Lithologie und vor allem vom regionalgeologischen Setting ab.

Störungsgesteine sind als Resultat von Deformationen innerhalb einer Störungszone

definiert (Brodie et al.; 2002). Durch unterschiedliche Bedingungen (Temperatur, Druck,

strukturelle Veränderungen, Zeit, Raum etc.) kann eine Vielzahl von verschiedenen

Störungsgesteinen entstehen:

- Kataklasit : Ist ein kohäsives Störungsgestein, welches meistens keine Schieferung

besitzt. Charakteristisch ist eine feinkörnige Matrix, in der Porphyroklasten und

Gesteinsbruchstücke vorhanden sind (Brodie et al.; 2002).

Kataklasite lassen sich durch ihren Matrixanteil und durch die Matrix-Korngröße weiter

unterteilen:

Unterteilung basierend auf dem Matrixanteil (Brodie et al.; 2002):

- Protokataklasite (<50% feinkörnige Matrix)

- Mesokataklasite (50-90% feinkörnige Matrix)

- Ultrakataklasite (>90% feinkörnige Matrix)

Unterteilung aufgrund der Matrix-Korngröße (Riedmüller et al.; 2001):

- C-Kataklasite (Korngröße = Ton)

- M-Kataklasite (Korngröße = Schluff)

- S-Kataklasite (Korngröße = Sand)

- G-Kataklasite (Korngröße = Kies)

- Störungs-Brekzien : Wird charakterisiert als mittel- bis feinkörniger Kataklasit mit mehr als

30% sichtbaren Gesteinsfragmenten (Brodie et al.; 2002).


11

- fault gouge : Ist ein tonreiches, fein- bis ultrafeinkörniges Störungsgestein, welches eine

Schieferung aufweisen kann (Brodie et al.; 2002).

- Pseudotachylit : Hierbei handelt es sich um ein ultrafeinkörniges Störungsgestein mit

glasigem Habitus, welches in dünnen Gängen auftritt. Die Entstehung dieses Materials ist

auf Schmelzprozesse (verursacht durch Reibungswärme) zurückzuführen (Brodie et al.;

2002).

- Mylonit : ist ein feinkörniges, duktiles Störungsgestein mit Schieferung und Relikten des

alten Gefügebestandes als Porphyroklasten (Wise et al.; 1984).

Dadurch kann der Mylonit unterteilt werden in:

- Protomylonit (>50% Porphyroklasten mit alten Gefügebestandteil)

- Orthomylonit (10-50% Porphyroklasten mit alten Gefügebestandteil)

- Ultramylonit (<10% Porphyroklasten mit alten Gefügebestandteil)

Abb.5 verschafft einen Überblick über die beschriebenen kataklastischen Gesteine. Hierbei

wurde von Riedmüller et al.; 2001 eine Unterscheidung der Gesteine gemäß ihrer

geometrischen und geomechanischen Merkmale getroffen.

Abb.5: geotechnische Klassifizierung von kataklasti schen Gesteinen ( Riedmüller et al.; 2001 )


12

2.3. Hydrogeologische und hydrologische Grundbegrif fe

Lockergesteine werden als dreiphasiges System angesehen und bestehen aus:

- der festen Phase - der flüssigen Phase - der gasförmigen Phase

Die Hohlräume bzw. Porenräume von der Festphase werden von der flüssigen und der

gasförmigen Phase ausgefüllt (Hölting & Coldewey; 2009). Die Geometrie der Porenräume

bestimmt die Wasserwegigkeit von dem Gestein und wird von drei physikalischen Größen

beeinflusst:

- Porosität - spezifische innere Oberfläche - Permeabilität

2.3.1. Porosität

Die Gesamtheit der Hohlräume in einem klastischen Sediment zwischen den einzelnen

Gesteinspartikeln, die sich mehr oder weniger berühren, wird als Porenraum bezeichnet

(Langguth & Voigt; 2004). Als Porosität Φ wird das Verhältnis zwischen dem

Porenvolumen PV und dem Gesamtvolumen gesV verstanden (siehe Gleichung (1)):

ges

P

V

V=Φ (1)

Das Porenvolumen PV ist als Differenz von Gesamtvolumen gesV und Feststoffvolumen FV

definiert (siehe Gleichung (2)).

FgesP VVV −= (2)

Bei der Porosität handelt es sich um eine dimensionslose Größe, die meistens durch

prozentuelle Darstellung ausgedrückt wird. Hierbei wird das Produkt des Verhältnisses von

PV und gesV mit 100 multipliziert (Hölting & Coldewey; 2009).

Porenräume können von verschiedenen geologischen, chemischen und physikalischen

Ereignissen verursacht werden. Bezüglich ihrer Entstehung kann man zwischen primären

und sekundären Hohlräumen unterscheiden.


13

Primäre Hohlräume entstehen durch sedimentäre Ablagerung oder durch chemische und

biogene Einflüsse. Sie können auch durch Gasaustausch mit Magma während einer

Eruption gebildet werden.

Als sekundäre Hohlräume versteht man durch verschiedene Vorgänge (z.B.: tektonische

Beanspruchung, Verwitterung etc.) erweiterte primäre Hohlräume.

Abb.6: Poren-, Kluft- & Karsthohlräume ( Hölting & Coldewey; 2009 )

Da im Sediment Porenhohlräume anzutreffen sind, werden diese als Poren-

Grundwasserleiter bezeichnet (Abb.6 ). In Festgesteinen können sich aufgrund von

tektonischen Vorgängen bzw. unterschiedlichen Ablagerungen Trennfugen (Schichtfugen,

Klüfte, Schieferungsfugen) ausbilden. Hierbei handelt es sich dann um Kluft-

Grundwasserleiter (Abb.6 ). Karst-Hohlräume formen sich in wasserlöslichen Gesteinen

(Kalk, Dolomit, Gips). Durch lösende Wirkung des Grundwassers kommt es zur Erweiterung

der vorhandenen Hohlräume (Hölting & Coldewey; 2009). In diesem Fall spricht man von

einem Karst-Grundwasserleiter (Abb.6 ).

Bei der bisher besprochenen Porosität Φ handelt es sich um die totale Porosität. Jedoch ist

für das Fließverhalten des Wassers die effektive Porosität effΦ von größerer Bedeutung.

Die effektive Porosität effΦ bezeichnet den Anteil des Porenraumes, der für die

Grundwasserbewegung zur Verfügung steht und den Anteil von verbundenen Hohlräumen

und den Anteil des Haftwassers berücksichtigt (Hölting & Coldewey; 2009). In Abb.7 ist die

Beziehung zwischen Gesamtporen-, Nutzporen- und Haftwasserraum, in Abhängigkeit von

der Korngröße dargestellt.


14

Abb.7: Zusammenhang zwischen Gesamtporen-, Nutzpore n- und Haftwasserraum klastischer

Sedimente (abhängig von der Korngröße). (T = Ton; U = Schluff; S = Sand; G = Kies;

X = Steine) ( Hölting & Coldewey; 2009 ).

Als Haftwasser versteht man das adhäsiv an Körner gebundene Wasser.

In den feinen Sedimenten ist der Gesamtporenraum am höchsten, jedoch ist die effektive

Porosität effΦ am geringsten. Mit abnehmender Korngröße nimmt die Kornoberfläche pro

Volumeneinheit zu (Hölting & Coldewey; 2009). Dadurch kommt es zur Zunahme des

Haftwasserraums und somit zur Verringerung der effektiven Porosität.

In der Gleichung (3) ist die Berechnung des Volumens des effektiven Porenraums

dargestellt (Hölting & Coldewey; 2009).

HWPgesPef VVV −= (3)

PefV ......Volumen des effektiven Porenraums

HWV ......Volumen des Haftwassers

PgesV .....Gesamtporenvolumen

rtoteff Φ−Φ=Φ (4)

Die Gleichung (4) zeigt die Berechnung der effektiven Porosität und ist abgeleitet von der

Gleichung (3). rΦ ist die Retentionsporosität und beschreibt den Anteil von Haftwasser im

Gesamtporenraum.


15

Der Ansatzpunkt für die Berechnung der Porosität in dieser Arbeit liegt in der von Archie;

1942 entwickelten Beziehung, die den Formationswiderstand F und die Porosität Φ

gegenüberstellt:

mW

O a

R

RF

Φ== (5)

F .........Formationswiderstandsfaktor

OR ........spezifischer Widerstand des wassergesättigten Gesteins (in dieser Arbeit wurden

dafür die Messwerte der „64-Zoll Normale“-Widerstandsmessung

verwendet)

WR .......spezifischer Widerstand des Porenwassers

a ..........Konstante (empirisch bestimmbar)

Φ .........Porosität

m .........Zementationsexponent

Der Zementationsexponent und die Konstante a sind empirisch bestimmbare Größen. In

der Tabelle1 können Mittelwerte für m und a für verschiedene Gesteinsarten abgelesen

werden.

Tabelle1: Mittelwerte für die empirischen Größen (a & m) der Archie-Gleichung; modifiziert

nach Fricke & Schön; 1999

Gesteinsart a m

Sand, locker 1,0 1,3 -1,4

Sandstein, mäßig zementiert 0,7 1,9

Sandstein, gut zementiert 0,5 2,2

gering poröses Karbonat 1,0 1,9

Kalkstein, körnig 0,55 2,1

Kalkstein, grobkörnig 0,60 2,1

Kalkstein, dicht feinkristallin, Dolomit 0,80 2,3

Für die Berechnung der Porosität in der vorliegenden Arbeit wurde a=1 gewählt und für den

Zementationsexponent wurden Werte von m=1,3 und m=1,8 angenommen. Da der

Zementationsexponent ein beschreibender Parameter für die Lagerungsdichte des Gesteins

ist, konnte durch weitere Untersuchungen festgestellt werden, dass für das vorliegende

Gestein ein Zementationsexponent von m=1,3 sinnvoller ist.


16

Bei der Umstellung der Gleichung (5) nach WR und der Vereinfachung von a=1 kommt es zu

folgenden Gleichung (Fricke & Schön; 1999):

mOW RR Φ= * (6)

Bei der Auflösung der Gleichung (5) nach Φ ergibt sich folgende Gleichung:

m

W

O

R

R1

1

=Φ (7)

LFRW

1= (8)

LF.........gemessene elektrische Leitfähigkeit des Porenwassers

WR

RF 0= (9)

Aufgrund der Gleichung (9), kann die Gleichung (7) auch folgenderweise dargestellt werden:

mF1

1=Φ (10)


17

2.3.2. Permeabilität, hydraulische Leitfähigkeit & Transmissivität

Die Permeabilität ist eine gesteinsspezifische Konstante, die die Beschaffenheit des

Porensystems, in Unabhängigkeit der Fluideigenschaften, welche die Poren des Mediums

erfüllen, angibt. Hölting & Coldewey; 2009 bezeichnen sie auch als Durchlässigkeit im

engeren Sinn.

Die hydraulische Leitfähigkeit ( fk ) bzw. Durchlässigkeitsbeiwert beschreibt die Fähigkeit

eines porösen Mediums Wasser zu leiten. Dieser Begriff bezieht neben den

strömungsmechanischen Vorgängen auch die Definition des Hohlraums mit ein (Langguth &

Vogit; 2004).

Die Permeabilität hängt von der Beschaffenheit des Porenraums ab, das heißt die Struktur

des Porenraums, die Querschnittsfläche bzw. –form der Fließkanäle, sowie die Verknüpfung

der einzelnen Porenräume bestimmen im Wesentlichen die Permeabilität.

Der Durchlässigkeitsbeiwert wird sowohl als fk und auch als K bezeichnet. Langguth &

Voigt; 2004 definieren den Durchlässigkeitsbeiwert als Proportionalitätsfaktor des Gesetzes

von Darcy:

IF

Q

h

l

F

QK

** =

∆∆= (11)

Q ..........Durchflussrate [m³/s]

F...........durchströmte Fläche [m²]

I ..........hydraulischer Gradient

∆∆

l

h

In Abb.8 sieht man den Versuchsaufbau für das Gesetz von Darcy und die zur Gleichung

(11) gehörigen Parameter.


18

Abb.8: Wasserdruck und Spiegelhöhen in einem wasser durchströmten porösen Medium.

Versuchsaufbau für das Gesetz von Darcy ( Freeze & Cherry; 1979)

Das Gesetz von Darcy besagt, dass die Durchflussrate Q, die eine Fläche F in einem

porösem Medium laminar durchströmt, direkt proportional zum hydraulischen Gradienten I

ist (Freeze & Cherry; 1979).

Der Durchlässigkeitsbeiwert kann auch über physikalische Eigenschaften definiert werden:

Wasser

WasserkKµγ

*= (12)

k ..........spezifische Permeabilität

Wasserγ ...spezifisches Gewicht (Wichte)

Wasserµ ...dynamische Viskosität

Um das Transportvermögen eines Aquifers für Wasser zu beschreiben, wurde von Theis;

1935 der Begriff des Transmissibilitätskoeffizienten T eingeführt.

Da die Transmissivität ein Aquiferparameter ist, beschreibt sie Eigenschaften der festen und

auch flüssigen Phasen des Aquifers.

∫ ==m

mKdmKT0

** (13)


19

Die Transmissivität ist das Produkt des Durchlässigkeitsbeiwertes K und der wassererfüllten

Mächtigkeit m (siehe Gleichung (13)) und findet bei vielen grundwasserhydraulischen

Problemen, aufgrund leichterer Handhabung als der Durchlässigkeitsbeiwert, ihren Einsatz

(Langguth & Voigt; 2004).


20

2.3.3. Physikalischer Zusammenhang zwischen Porosit ät & Permeabilität

Mithilfe des Kapillarröhrenmodells (Abb.9 ), welches ein einfaches Strömungsmodell in

porösen Gesteinen ist, kann ein Zusammenhang zwischen Porosität und Permeabilität

erstellt werden (Schön; 1996).

Abb.9: Kapillarröhrenmodell; modifiziert nach Schön; 1996

Der Porenkanal wird auf die Länge l und den Radius r innerhalb eines Würfels mit

Seitenlängen L idealisiert. Daraus ergeben sich folgende Beziehungen:

Tortousität (beschreibt den Grad der Gewundenheit des Porenkanals):

L

lT = (14)

Porosität:

2

**³

*²*

==ΦL

rT

L

lr ππ (15)

Aus den Beziehungen der Gleichungen (14) und (15) und durch das Gesetz von Darcy

(Gleichung (11)) kann man für die Permeabilität folgendes ableiten:

²*8²*

T

rk f

Φ= (16)


21

Basierend auf der Gleichung (16) erstellte Kozeny-Carman folgendes Gesetz für die

Berechnung des Durchlässigkeitsbeiwertes (Kirsch; 2006):

T

m

ck f

²*

Φ= (17)

m..........hydraulischer Radius

T...........Tortousität

C ..........Strukturparameter


22

2.3.4. Durchlässigkeitsbeiwert ermittelt durch Korn größenanalysen

Für Sedimente wird die Bestimmung der Korngrößenverteilung und deren

Kornverteilungskurve (siehe Abb.10 ) durch Korngrößenanalysen durchgeführt. Dadurch

kann der Massenanteil [%] von den verschiedenen Korngrößenbereichen der untersuchten

Probe bestimmt werden (ÖNORM B 4400; 1978).

Abb. 10: Kornverteilungskurve eines pliozänen Mitte l- bis Grobsands ( Langguth & Voigt;

2004)

Vereinfacht kann man eine Sieblinie in drei Äste unterteilen (Langguth & Voigt; 2004):

- Abschnitt A-B ist der untere Kurvenast

- Abschnitt B-C ist der mittlere Kurvenast

- Abschnitt C-D ist der obere Kurvenast

Hazen; 1892 beschäftigte sich als Erster mit dieser Analysenmethodik. Durch die von ihm

aufgestellte Gleichung (18) war eine Bestimmung des Durchlässigkeitsbeiwerts aus

Korngrößenanalysen möglich.

²* 10dCk Hf = (18)

HC .......empirischer Koeffizient, ermittelt durch Hazen; 1892

10d .......10% der Kornverteilungskurve sind feiner als diese Korngröße


23

Beyer; 1964b entwickelte die Methode weiter und stellte die Gleichung (19) auf. Hierbei

hängt der Bereichswert C von dem Ungleichförmigkeitsfaktor U (Gleichung (20)) ab.

²* 10dCk f = (19)

C .........Proportionalitätsfaktor/Bereichswert

Die Charakterisierung des Hauptanteiles einer Sieblinie erfolgt durch den

Ungleichförmigkeitsfaktor U, welcher auch die Basis für die Ermittlung des Bereichswerts C

darstellt:

10

60

d

dU = (20)

60d .......60% der Kornverteilungskurve sind feiner als diese Korngröße

Beyer; 1964b bezeichnet den Beiwert C als Proportionalitätsfaktor, der in der Tabelle2 in

Abhängigkeit von dem Unförmigkeitsfaktor U abzulesen ist.

Die Tabelle2 hat folgende Ansprüche an die untersuchte Probe:

- mittlere Packungsdichte

- schwach mineralisiertes Grundwasser (Gesamtkonzentration <500mg/l)

- Temperatur ca. 10°C

Tabelle2: Zusammenhang zwischen dem Proportionalitä tsfaktor C und dem

Ungleichförmigkeitsgrad U; modifizierte Tabelle nac h Beyer; 1964b

U

(Bereich)

C

(Bereichswert)

C

(Mittelwert)

1,0-1,9 (120-105)* 410− 110* 410−

2,0-2,9 (105-95)* 410− 100* 410−

3,0-4,9 (95-85)* 410− 90* 410−

5,0-9,9 (85-75)* 410− 80* 410−

10,0-19,9 (75-65)* 410− 70* 410−

>20,0 <65* 410− 60* 410−

Aufgrund der Gleichungen (19) und (20) und der Tabelle2 ist es möglich aus

Korngrößenverteilungen den Durchlässigkeitsbeiwert zu berechnen.


24

2.3.5. Hydraulische Bohrlochversuche

Hydraulische Bohrlochversuche werden für die Ermittlung von hydraulischen Eigenschaften

der untersuchten Formation bzw. des Bohrlochs angewandt.

Die Ziele solcher Untersuchungen sind die hydraulische Leitfähigkeit und der statische

Formationsdruck, sowie ein Fließmodell und der Skin-Effekt (Golder Associates; 2006).

Man unterscheidet zwischen drei Hauptgruppen, die anschließend erläutert werden. Der

entscheidende Faktor bei der Wahl des Versuch-Typs ist neben der Zielsetzung und dem

Zeitrahmen vor allem die Transmissivität der Formation (Golder Associates; 2006).

- Injektions- bzw. Produktionstests mit konstanter Fließrate werden in Formationen mit

einer Transmissivität von 510− m²/s oder höher angewandt.

- Injektions- bzw. Produktions- Slug- und Pulse Versuche finden in Formationen mit

Transmissivität kleiner als 910− m²/s ihre Anwendung. Bei Transmissivitäten in der

Größenordnung von 86 1010 −− − m²/s ist nur der Einsatz von Slug-Tests sinnvoll.

- Injektions- bzw. Produktionstests mit konstantem Druck haben ihren Vorteil in der

leichtesten Analysemethode. Da jedoch die Fließrate zur Auswertung herangezogen

wird, ist die Qualität der Daten meist nicht optimal.

Um in der zu testenden Strecke den nötigen Druck aufbauen zu können, muss die

Testsequenz abgedichtet werden. Dies kann durch ein oder zwei Packer (pneumatisch bzw.

mechanisch verformbare Gummimanschetten) bewerkstelligt werden. Bei Einfach-Packer-

Tests wird der Bohrlochabschnitt nur nach oben abgedichtet. Bei dem Doppel-Packer-Test

erfolgt die Abdichtung nach oben und nach unten mittels Setzens von zwei Packer (Golder

Associates; 2006).

Der Versuchsablauf besteht aus vier Phasen (Golder Associates; 2006):

- Test-Initialisierung: Der Packer bzw. die Packer wird/werden gesetzt und es wird

abgewartet, bis das System sich von etwaigen Störeinflüssen durch das Setzen des

Packer-Systems erholt hat.

- Diagnostische Phase: In dieser Phase wird ein Slug-Injektions- (SI) bzw. –

Produktionstest (SW) durchgeführt. Hierbei wird bei geschlossenem Testventil der

Wasserspiegel im Testabschnitt erhöht (SI) bzw. erniedrigt (SW). Das Testventil wird

anschließend geöffnet und die Formation beginnt wegen dem beginnenden

Druckausgleich zu fließen. Durch das abermalige Schließen des Ventils und den


25

Druckausgleich des Systems ist eine erste Abschätzung der hydraulischen

Eigenschaften möglich.

- Hautphase: Wenn die Durchlässigkeit der Formation für den gewählten Test-Typ

geeignet ist, können in dieser Phase die hydraulischen Parameter der Formation in

größerer Entfernung zum Bohrloch festgestellt werden.

Es erfolgt das Pumpen mit konstantem Druck bzw. konstanter Fließrate.

Anschließend wird das Testventil geschlossen und der Druckaufbau detektiert. Bei

hochdurchlässigen Formationen kann dies auch bei geöffnetem Testventil erfolgen.

- Endphase: Um die Kompressibilität der untersuchten Formation zu ermitteln, wird als

Abschluss der Testsequenz ein Pulse-Injektionstest durchgeführt. Dieser läuft

prinzipiell gleich ab wie der Slug-Test, jedoch wird das Testventil so schnell wie

möglich geöffnet und wieder verschlossen. Dadurch kann der Druckunterschied auf

die Test-Zone wirken, ohne dass in der Formation das Fließen beginnt. Bei dieser

Versuchsart wird die Druckerholung bei geschlossenem Testventil aufgezeichnet.

Für die vorliegende Arbeit wurde auf Ergebnisse der Wasserdruckversuchen (WD) mit

Einfach- bzw. Doppel-Packer-Tests, die von der Firma Golder Associates GmbH; Celle

(Deutschland) (im Zuge der Erkundungsarbeiten des ÖBB Projektes („Semmering-

Basistunnel neu“) (2006 & 2008)) durchgeführt wurden, zurückgegriffen.

Der anschließende Absatz beschreibt den Ablauf der angewandten WD und spiegelt die

soeben beschriebenen vier Phasen einer hydraulischen Bohrlochuntersuchung wider.

Wasserdruckversuche (WD) können als Einfach- und Doppel-Packer-Tests durchgeführt

werden. Nach dem Setzen der Packer und dem Schließen des Testventils, wird abgewartet

bis sich der Ruhedruck in der Testsequenz eingestellt hat. Mittels eines Schlauchsystems

wird bei geöffnetem Testventil Wasser in den Teststrang (1-5bar) injiziert (während des

Versuches bleibt der Druck konstant) (Golder Associates; 2006).

Die Fließrate wird automatisch aufgezeichnet und somit ist eine quantitative Auswertung der

Schließphase uneingeschränkt möglich, auch wenn der Injektionsdruck nicht konstant war.

Bevor das Testventil wieder geschlossen und der Druckabbau detektiert wird, ist es nötig die

Fließrate und den Injektionsdruck für mindestens 30 Minuten konstant (+/- 5%) zu halten

(Golder Associates; 2006).

In Abb.11 ist das Testschema eines Doppel-Packer-Tests dargestellt.


26

Abb.11: Testschema für Doppel-Packer-Tests ( Price; 1982 )


27

2.3.6. Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwertes im Labor

Die Bestimmung des Durchlässigkeitsbeiwertes im Labor erfolgt mit konstanten

Druckversuchen in triaxialen Durchlässigkeitszellen (es gibt keine Störeinflüsse durch

Randströmungen) (ÖNORM B 4422-1; 1992).

Vor dem Versuchsbeginn erfolgt die Probenpräparation, durch das Auspressen der

Gesteinsprobe aus dem Stechzylinder. Anschließend wird diese gewogen und zwischen

zwei Filtersteine gesetzt. Ein Gummistrumpf, der die Probe umgibt, gewährleistet die

Abdichtung während des Versuchs. Eine Filterplatte verbindet die Probe mit den mit Wasser

aufgefüllten, Zu- und Ablaufleitungen (siehe Abb.12 ).

Nachdem die Probe mit Messflüssigkeit (in den meisten Fällen Wasser) aufgefüllt und

verschlossen wurde, wird die Messflüssigkeit unter den Zelldruck 3σ , der auf die gesamte

Probe wirkt, gesetzt.

Durch eine weitere Druckanlage ist es möglich, zwischen der unteren und oberen Stirnfläche

der Probe eine Strömungsdruckdifferenz 1σ zu erzeugen. 3σ muss größer als 1σ sein, da

dadurch ein Unterdruck entsteht und somit die Gummimembran dicht an die Mantelfläche

der Probe gepresst wird. Dies vermeidet Randumläufigkeiten während des Versuchs

(ÖNORM B 4422-1; 1992).

Abb.12: Versuchsaufbau für die Durchlässigkeitsbeiw ert-Ermittlung in triaxialen

Durchlässigkeitszellen ( Kiechl; 2007 )


28

Die durchströmte Flüssigkeitsmenge wird in Abhängigkeit zur Durchflussrate mit einem

Kapillarrohr oder mit einem Messzylinder detektiert.

Die eigentliche Messung beginnt erst nach einer Anlaufzeit, die materialabhängig ist und

Stunden (bei grobkörnigen Proben) bis mehrere Tage (bei feinkörnigen Proben) dauern

kann.

Die Wasservolumensmessung muss solange wiederholt werden, bis die daraus berechneten

Durchlässigkeitsbeiwerte keine größere Abweichung des Mittelwertes der letzten fünf

Messungen von 5% besitzen (ÖNORM B 4422-1; 1992).

Da die Viskosität der Messflüssigkeit (Wasser) temperaturabhängig ist, ist eine permanente

Messung der Temperatur erforderlich.

Nach Beendigung des Versuches wird der ermittelte Durchlässigkeitsbeiwert durch den

Korrekturbeiwert α auf die Vergleichstemperatur von 10°C korrigiert ( Siehe Gleichung (21)

und Tabelle3 ).

fkK *10 α= (21)

Tabelle3: Temperaturabhängiger Korrekturbeiwert a (ÖNORM B 4422-1; 1992 )

T [°C] 5 10 15 19 20 α 1,158 1,000 0,875 0,792 0,771

T [°C] 21 22 23 24 25 α 0,754 0,737 0,720 0,703 0,686


29

2.3.7. Bestimmung der Klüftigkeitsziffer/1,6m

Aufgrund der Strukturdaten, die mit Hilfe des ABF (Akustischen Bohrloch Fernsehen) im

Zuge der Vorerkundung des Semmeringbasistunnels gewonnen wurden, konnte eine

Klüftigkeitsziffer/1,6m-Bestimmung durchgeführt werden.

Von einem Tiefenstandpunkt (z.B.: 10m) startend wurde +0,8m bzw. -0,8m (insgesamt ein

Intervall von 1,6m) gerechnet und betrachtet, wie viele Klüfte in diesem Bereich vorhanden

sind (Lin et al.; 2007). Dieser Vorgang wiederholte sich alle 0,5m (also z.B.: 10,5m, 11m,

11,5m etc.) bis die Bohrung vollständig betrachtet war.

Die Betrachtung der Kluftanzahl im Intervall von 1,6m wurde dem Spacing der

Widerstandsmessung mit R64 angepasst (Spacing der R64-Sonde=64´´=1,6m) (siehe

Kapitel 2.4.1. ). Ausschlaggebend dafür war der Vergleich der Klüftigkeitsziffer/1,6m mit der

Porosität.


30

2.3.8. Berechnung der Kluftöffnungsweite

Die Berechnung der Kluftöffnungsweite basiert auf der Grundvorstellung der Abb.13 . Es

wird ein Gesteinsblock mit einer Länge von 1,6m und eine Anzahl von x Klüften (K), mit

einer Öffnungsweite von a angenommen. Die Matrix wurde in diesem Modell vernachlässigt.

Für die Berechnung der Modellporosität mΦ ergibt sich folgende Gleichung:

6,1* Ka

m =Φ (22)

mΦ .......Modellporosität

a .........Kluftöffnungsweite

K .........Anzahl der Klüfte im betrachteten Bereich

Abb.13: Modell für die Berechnung der Kluftöffnungs weite


31

Die elektrisch wirksame Porosität eΦ (Gleichung (23)) ergibt sich mit der Archie-Gleichung

für einen angenommenen Exponenten m=1,3 (diese berücksichtigt die Tatsache, dass die

Klüfte nicht horizontale, eben begrenzte Formen haben):

3,1

1

3,1/1/1

6,1*

=Φ=Φ=Φ Kam

mme (23)

eΦ .......elektrisch wirksame Porosität

m .........Zementationsexponent

Die Anzahl der Klüfte wurde für die Berechnungen der Porosität, nach der Gleichung (23),

als variabel angesehen. Für die Kluftöffnungsweite a wurden folgende Werte angenommen:

0,0001m; 0,0002m; 0,0003m; 0,0004m; 0,0005m; 0,0006m; 0,0007m; 0,0008m; 0,0009m

und 0,001m.

Dadurch war es möglich die Porosität für die unterschiedlichen Kluftöffnungsweiten zu

berechnen. Diese sind im Diagramm der Abb.14 und Abb.45 als Linien dargestellt und

markieren die Porositätsbereiche für die jeweiligen Kluftöffnungsweiten.

Abb. 14: Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität für die Bohrung KB03_06; mit möglichen

Kluftöffnungsweiten


32

2.3.9. Box-Whisker-Plot

In dieser Arbeit wird für die graphische Darstellung der statistischen Auswertung auf Box-

Whisker-Plots zurückgegriffen. Dadurch kann ein schneller Eindruck über die

Datenverteilung gewonnen werden.

Ein Box-Whisker-Plot besteht aus fünf Teilen, die anhand des Beispiels der Abb.15 erklärt

werden (Falk et al., 2002).

Der Median halbiert eine statistische Verteilung und ist verglichen zum Mittelwert stabiler

gegenüber Ausreißern. Die Box, in dem der Median liegt, zeigt den Bereich in dem die

mittleren 50% liegen, an.

Abb.15: Box-Whisker-Plot

Sie wird vom unteren (25% der Daten sind gleich bzw. geringer als dieser Wert) und oberen

(75% der Daten sind gleich bzw. geringer als dieser Wert) Quartil begrenzt. Der

Interquartilabstand ist die bestimmende Größe für die Länge der Box. Unter diesem Begriff

versteht man die Differenz zwischen oberen und unteren Quartil. Es gibt mehrere

Möglichkeiten für die Festlegung des Interquartilabstands. In dieser Arbeit bestimmt der

Interquartilabstand die Länge der Whiskers, welche durch das 1,5-Fache des

Interquartilabstands definiert ist und für den oberen Whisker vom oberen Quartil bzw. für den

unteren Whisker vom unteren Quartil gemessen wird (Tukey; 1978). Werte die außerhalb

dieses Bereiches liegen, werden extra ausgewiesen und als Ausreißer bezeichnet.


33

2.4. Bohrlochgeophysikalische Grundbegriffe

2.4.1. Elektrische Widerstandsmessungen

Die Widerstandsmessung zählt zur Hauptgruppe der elektrischen Messverfahren (Fricke &

Schön; 1999). Poren- oder Kluftwasser haben einen starken Einfluss auf die elektrische

Leitfähigkeit und dadurch ist die Widerstandsmessung (reziproker Wert der Leitfähigkeit) für

die Bestimmung der Porosität sehr gut geeignet.

Es gibt für die elektrische Widerstandsmessung in Bohrungen vier verschiedene

Grundtypen, die in Abb.16 dargestellt sind.

Abb.16: Die vier Grundtypen für die elektrische Wid erstandsmessungen in Bohrungen. "von

links nach rechts: Einelektroden-Widerstandsmessung , Vierelektroden-Widerstandsmessung

(Normale), fokussierte Widerstandsmessung (Laterolo g), Mikrowiderstandsmessung

(Microlog)“ ( Fricke & Schön; 1999 )

Die Einelektroden-Widerstandsmessung misst den Widerstand [Ohm] zwischen Elektrode B

(an Erdoberfläche) und Elektrode A (im Bohrloch). Dieser Widerstandsmesswert ist eine

Funktion der Teufe und wird im Wesentlichen vom Übergangswiderstand an den Elektroden

bestimmt (Fricke & Schön; 1999).

Die Vierelektroden-Widerstandsmessung (Normale) ist für die quantitative Bestimmung des

spezifischen elektrischen Gesteinswiderstandes geeignet. Hierbei erfolgen die

Stromeinspeisung und der Spannungsabgriff getrennt (Fricke & Schön; 1999).


34

Beim Laterolog wird mittels zusätzlichen Elektroden eine Fokussierung des Stromes erreicht

und kommt aufgrund der guten vertikalen Auflösung bei hochohmigen Schichten zum

Einsatz (Fricke & Schön; 1999).

Die Mikrowiderstandsmessung besitzt wegen ihrer Vielzahl an Elektroden, die eng auf

einem „Schuh“ angebracht sind, der an die Bohrlochwand gepresst wird, die genaueste

Auflösung (Fricke & Schön; 1999).

Da die Vierelektroden-Widerstandsmessung für die geophysikalischen

Bohrlochuntersuchungen dieser Masterarbeit verwendet wurde, wird nun etwas genauer auf

dieses Messverfahren eingegangen.

Fricke & Schön; 1999 beschreiben zwei Grundtypen der Vier-Elektroden-Konfiguration. Es

gibt einerseits die etwas veralteten Gradientsonden („Laterale“) und andererseits die

üblichen Potentialsonden („Normale“). Die letztere Konfiguration wurde bei den elektrischen

Widerstandsmessungen durch das Joanneum Research / RESOURCES - Institut für

Wasser, Energie und Nachhaltigkeit, Leoben verwendet.

Die Abb.17 zeigt die unterschiedliche Sondengeometrie. Auf der linken Seite ist die

Potentialsonden-Konfiguration und auf der rechten Seite ist die Gradientsonde abgebildet.

Die Spezifizierung der Potentialsonden erfolgt durch ihr Spacing L (siehe Abb.17 ):

- „Kleine Normale“: Spacing = 0,25m

- „Große Normale“: Spacing = 1m

- „16-Zoll Normale“: Spacing = 16inch ~ 0,4m

- „64-Zoll Normale“: Spacing = 64inch ~ 1,6m

Bei den Widerstandsmessungen wurden „16-Zoll Normale“- und „64-Zoll Normale“-Sonden

verwendet.


35

Abb.17: Potentialsonden und Gradientensonden. A & B = Stromelektroden; M & N =

Spannungselektroden; L = Spacing; O = Sondenbezugsp unkt ( Fricke & Schön; 1999 ).

Auf der linken Seite der Abb.17 ist das Prinzip der Potentialsonden dargestellt. A und B sind

Stromelektroden, zwischen denen ein Gleichstromkreis aufgebaut wird. M ist die

Messelektrode und N ist die Elektrode des Nullpotentials (Hatzsch; 1994). Die 16-Zoll-

Normale-Sonde wird für die Messung der Invasionszone und die 64-Zoll-Normale-Sonde für

die Messung des unveränderten Gebirges verwendet. Das heißt, dass die 64-Zoll-Normale-

Sonde eine größere Eindringtiefe, aber eine geringere vertikale Auflösung besitzt und

deswegen wurden für die Berechnungen, in dieser Arbeit, die Messwerte dieser Sondenart

herangezogen (Hatzsch; 1994).


36

2.4.2. Gammamessung

Die Gammamessung detektiert die natürliche Radioaktivität der einzelnen

Gesteinseinheiten. Die natürliche Radioaktivität wird durch den Zerfall von Radionukliden

verursacht. Es sind drei unterschiedliche Zerfallsreihen beschrieben (Fricke & Schön; 1999):

- Uranium-Zerfallsreihe: PbPbUU 205206235238 // →

- Thorium-Zerfallsreihe: PbTh 208232 →

- Kalium-Isotop: )( 404040 CaKK →

Die drei radioaktiven Isotope sind in Mineralien und Gesteinen mit unterschiedlichen

Konzentrationen vorhanden. In Tabelle4 sind U-, Th- und K-Gehalt einiger Mineralien

dargestellt. Es zeigt sich, dass Kalium mit Abstand am häufigsten (im %-Bereich) vertreten

ist und dadurch für die Gammamessung von entscheidender Bedeutung ist.

Tabelle4: U-, Th- und K-Gehalt einiger Minerale; mo difziert nach Fricke & Schön; 1999

Mineral U-Gehalt [ppm] Th-Gehalt [ppm] K-Gehalt [%]

Montmorillonit 2-5 11-24 0-4,9

Chlorit - 3-5 0-0,35

Kaolinit 1,5-9 6-42 0-0,6

Illit 1,5 10-25 3,5-8,3

Biotit 1-40 0,5-50 6,2-10,1

Muskovit 2-8 10-25 7,9-9,8

Plagioklas 0,2-5 0,5-3 -

Sylvinit - - 52,4

Kainit - - 15,1

Zirkon 300-3000 100-2500 -

Wenn sich die Konzentration dieser drei Isotope erhöht, erhöht sich auch die Radioaktivität.

Die Tabelle5 zeigt Gammaaktivitäten in API-Einheiten einiger Mineralien. Die Einheit API

(American Petroleum Institute; Houston, Texas) ist ein Standardmaß für die Radioaktivität

und ist durch ein Eichnormal (Betonblock mit standardisierten K-, Th- und U-Gehalt) am

American Petroleum Institute definiert (Fricke & Schön; 1999).


37

Tabelle5: Wertebereiche der Gammaaktivitäten einige r Minerale; modifiziert nach Fricke &

Schön; 1999

Mineral/Gestein Gammaaktivität

[API]

Quarz, Dolomit, Kalzit 0

Plagioklas 0

Alkalifeldspat 220

Glimmer 270

Sylvin 500

Ton (Mittelwert) 80-150

Kaolinit 80-130

Chlorit 180-250

Illit 250-300

Es gibt zwei Trends von radioaktiven Gesteinen (Fricke & Schön; 1999):

- In kristallinen Gesteinen steigt die Radioaktivität vom basischen zum sauren Bereich.

- Bei Sedimenten steigt die Radioaktivität mit der Zunahme des Tongehalts

Die Gammamessung findet Einsatz in folgenden Bereichen:

- Ermittlung des Tongehaltes

- Lithologische Gliederungen

- Sedimentologische Analysen

- Erkundungen für Uranium und Thorium führenden Lagerstätten


38

2.4.3. Elektrische Leitfähigkeitsmessung des Bohrlo chfluids

Bei der elektrischen Leitfähigkeitsmessung eines Fluids misst eine Sonde den Verlauf der

elektrischen Leitfähigkeit [µS/cm] von natürlichen Wässern entlang einer Bohrung. Die

elektrische Leitfähigkeit ist der Reziprokwert des spezifischen Widerstandes und dient in

weiterer Folge in Kombination mit dem Widerstandslog zur Berechnung der Porosität Φ

(siehe Kapitel 2.3.1. ).

Ergebnisse

39

3. Ergebnisse

3.1. Geophysikalische Bohrlochuntersuchungen

Die geophysikalischen Bohrlochuntersuchungen an den ausgewählten Bohrungen wurden

vom Joanneum Research / RESOURCES - Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit;

Leoben im Zeitraum von März 2010 bis Juli 2010 durchgeführt. Neben dem Gamma-Ray-

Log (GR-Log) wurden elektrische Widerstandsmessungen (kurze (R16) und lange Normale

(R64) Log), sowie Temperatur- und Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt.

Die Messergebnisse der geophysikalischen Untersuchungen, sowie die lithologische

Beschreibung aller Bohrungen sind in Form von Bohrlochplots als Beilage dieser Arbeit

beigelegt.

Die Tabelle6 zeigt eine Übersicht über die untersuchten Bohrungen, erreichte Tiefen und

angewandten Messungen.

Ergebnisse

40

Tabelle6: Übersichtstabelle der Bohrungen und angew andten Untersuchungen

Bohrung Tiefe Messungen im Zuge der Masterarbeit

[m] u.

GOK

(von-bis)

GR- Log R16- Log R64-Log T-Log LF-Log

KB01_08 40-140 x x x x x

KB03_06 77-94,7 x x x x x

KB06_06 25-89,2 x x x x x

KB08_08 12-78,3 x x x x x

KB17_08 2,5-326,9 x x x x x

KB28_06 24-199,7 x x x x x

KB31_08 107-289,2 x x x x x

KB36_06 15-37,9 x x x x x

Bohrung Tiefe Messungen im Zuge der Bohrkampagnen 2006 & 20 08 (ÖBB)

[m] u.

GOK

(von-bis)

CAL-Log ABF- Log OBF-Log Dichte-Log Packer-Test

KB01_08 25-140 x x x x x

KB03_06 18-289 x x x x

KB06_06 28-196 x x x

KB08_08 14-78,3 x x x x

KB17_08 61,3-326,9 x x x x

KB28_06 22-199,7 x x x x

KB31_08 15,7-289,2 x x x x x

KB36_06 7-70,5 x x

Ergebnisse

41

3.2. Ergebnisse der Gamma Ray Messung

Die Gamma Ray Messungen (Ergebnisse siehe Bohrlochplots der Beilagen) wurden zum

Vergleich mit den Messkampagnen aus den Jahren 2006 und 2008 durchgeführt. Es zeigte

sich, dass bei den Bohrungen, bei denen ebenfalls die Gamma Ray Messung durchgeführt

wurde (KB03_06, KB06_06, KB01_08 und KB08_08) keine wesentliche Veränderung der

Messwerte vorliegt (siehe unveröffentlichte Messberichte GECO; 2006; Terrascan; 2008;

Terrascan; 2009).

3.3. Ergebnisse der Temperatur- und Leitfähigkeit-L ogs

Die Temperatur und die Leitfähigkeit des Bohrlochfluids wurde mittels der Temperatur- und

Leitfähigkeitsmessung detektiert (Ergebnisse siehe Bohrlochplots der Beilagen) und mit den

Messkampagnen aus den Jahren 2006 und 2008 verglichen. Es wurden keine wesentlichen

Veränderungen festgestellt (siehe unveröffentlichte Messberichte GECO; 2006; Terrascan;

2008; Terrascan; 2009).

Ergebnisse

42

3.4. Statistische Porositätsverteilung

3.4.1. Porositätsverteilung & lithologische Ansprac he der untersuchten

Bohrungen

Wie im Kapitel 2.3.1. beschrieben, wurden aus den Widerstandsmessungen die

Porositätswerte berechnet und gegen die Bohrtiefe geplottet.

Mittels der Porositätswerte konnte eine Einteilung der einzelnen Bereiche in die drei

Störungsdomains (HR, DZ & CZ), unter folgender Grundannahme, getroffen werden:

Durch erhöhte tektonische Beanspruchung kommt es zur erhöhten Gesteinszerstörung und

somit zur Zunahme des Gesamtvolumens bzw. zur Zunahme der Porosität. Der Grad der

Kompaktion des Materials wurde in dieser Grundannahme vernachlässigt.

- Die Bereiche mit niedrigen Porositätswerten (verglichen innerhalb der einzelnen

Bohrungen) wurden zum HR (Host Rock) gezählt.

- Die höchsten Porositätswerte innerhalb einer Bohrung bzw. Bohrabschnittes wurden

als CZ (Core Zone) ausgewiesen.

- Porositätswerte, die nicht der HR und der CZ zugeteilt werden konnten, wurden als

DZ (Damage Zone) ausgewiesen.

Anschließend wurden die Bohrungen mit der Störungsdomain-Einteilung mit deren

lithologischer Beschreibungen verglichen.

Wie man in Abb.18 sehen kann, kommt es bei dieser Betrachtungsweise zu

Übereinstimmungen zwischen Störungsdomains und Gesteinsarten. Mittels der

Gegenüberstellung von Porosität und lithologischen Ansprache kann am Beispiel der

Bohrung KB01_08 gezeigt werden, dass die niedrigsten Porositätswerte (mit der Nummer 1

gekennzeichnet) undeformierten Schiefer entsprechen, der als HR auszuweisen ist. Bei den

Maximalwerten der Bohrung KB01_08 handelt es sich um M-Kataklasit [4] und tektonisch

beanspruchten Chloritphyllit [5]. Kataklasite und tektonisch beanspruchte Gesteine zählen

zu Störungsgesteinen, die entweder in der Damage Zone oder in der Core Zone zu finden

sind (Wise et al.; 1984).

Ergebnisse

43

Abb.18: Porositätsverteilung und lithologische Ansp rache der Bohrung KB01_08

Box-Whisker-Plots der Abb.19 zeigen die statistische Verteilung der einzelnen

Gesteinsbereiche der Bohrung KB01_08.

Abb.19: Box-Whisker-Plots für die Bohrung KB01_08 (Abb.18) (HR = grün; DZ = blau; CZ = rot)

Ergebnisse

44

In Abb.18 und Abb.19 sieht man eine Vielzahl von kleinen Einteilungsbereichen. Dies ist

einerseits auf die abwechslungsreiche Lithologie und andererseits auf die unterschiedliche

tektonische Beanspruchung zurückzuführen. Diese zwei Aspekte verursachen eine

Porositätsschwankung, die von 0,63% (HR) bis 1,92% (CZ) reicht.

Schiefer besitzt die niedrigsten Porositätswerte und bildet dadurch den HR. Bei tektonischer

Beanspruchung steigt die Porosität des Schiefers und wird als DZ angesprochen.

Chloritschiefer bzw. Chloritphyllit treten in dieser Bohrung entweder tektonisch deformiert

oder als Ausgangsmaterial für M-Kataklasit auf.

Die niedrigen Porositätswerte des seichten Bereichs der Bohrung KB08_08 (Abb.20 )

wurden als HR-Zone bezeichnet. Die Porositätsverteilung zeigt in KB08_08 ab einer Teufe

von ca. 53m einen Anstieg, der als DZ bzw. als CZ gedeutet wurde. Aufgrund der

vorliegenden Daten wurde angenommen, dass in der KB08_08 zwei aufeinander folgende

Störungszonen vorhanden sind.

Die Porositätswerte dieser Bohrung reichen von 1% beim HR, 4% bei der DZ und bis zu

5,5% bei der CZ.


Ergebnisse

45

Auch in Abb.21 ist zu erkennen, dass es sich hier um zwei aufeinanderfolgende

Störungszonen handeln könnte.

Abb.21: Box-Whisker-Plots für die Bohrung KB08_08 ( Abb.20) (HR = grün; DZ = blau; CZ = rot)

Ergebnisse

46

Die Bohrung KB36_06 wurde separat betrachtet, da stark erhöhte Porositätswerte vorliegen.

Es wird vermutet, dass die hohen Porositätswerte durch die Beeinflussung von Verwitterung

verursacht wurden. Da der Grad der möglichen Beeinflussung nicht bestimmbar ist, können

die Werte dieser Bohrung nicht mit den anderen Untersuchungsergebnissen verglichen

werden.


Wie man in Abb.22 erkennen kann, liegt der Median des HR bei 5%, bei der DZ bei ca. 10%

und in der CZ liegt der Median bei ca. 15%. Da diese Bohrung nur eine Tiefe von 36m

erreicht, könnte eine Verwitterungszone in diesem Bereich die hohen Porositätswerte

auslösen. Im Zuge von Verwitterung kommt es zu einer verstärkten Gesteinsauflösung,

somit zur Erhöhung des Porenvolumens und eventuell zur Bildung von Tonmineralen. Damit

verbunden ist eine stark erhöhte Porosität bzw. eine Verringerung des Widerstandes.

Abb.23 verdeutlicht den großen Schwankungsbereich der Porositätswerte innerhalb der

einzelnen Abschnitte.

Ergebnisse

47


Ergebnisse

48

Die Bohrung KB03_06 (Abb.24 ) weist einen Porositätsbereich von 0,9-2,5% auf und ähnelt

somit Bohrung KB01_08.



Ergebnisse

49

Die dominierende Lithologie in dieser Bohrung ist Dolomit, welcher im oberen Bereich (bis

88m) anzutreffen ist. In den tieferen Bereichen (88-94m) treten S-Kataklasit bzw. M-

Kataklasit auf, die als Ausgangsgestein Schiefer bzw. karbonatisches Material aufweisen.

Hier kommt es zum Porositätsmaximum (ca. 2,5%) und man kann auf eine DZ bzw. CZ

schließen.

Die Abb.25 zeigt die Box-Whisker-Plots der Bohrung KB03_06. Auffällig ist hier der große

Streuungsbereich des Abschnitts 4. Die niedrigen Werte dieser Bereiche können als

Übergangszone zum HR interpretiert werden.

Die Lithologie der Bohrung KB31_08 (Abb.26 ) besteht aus Dolomit (undeformiert,

deformiert oder als Ausgangsgestein für Kataklasit).

In einer Tiefe von 134m bis 143m kommt es zu einem Porositätsanstieg, welcher Werte von

1,2-2,1% aufweist. Anschließend verringert sich die Porosität wieder und bleibt bis in eine

Teufe von ca. 256m konstant (bis auf eine kurze Erhöhung innerhalb eines Dolomit-

Abschnitts mit intensiven Kleinklüften).


Ergebnisse

50

Ein abermaliger Porositätsanstieg kann von 256m bis 278m beobachtet werden. In diesem

Abschnitt kommt es zu einer sehr starken Erhöhung der Porosität bis zu einem Maximalwert

von ca. 15,6%.

Aufgrund des Porositätsverlaufes und der lithologischen Ansprache wird interpretiert, dass

in der Bohrung KB31_08 (Abb.26 ) zwei getrennte Störungszonen vorhanden sind.

Die Abb.27 zeigt die statistische Verteilung der einzelnen Bereiche der Bohrung KB31_08.

Die unterschiedliche Porositätsskalierung der zwei Störungszonen ist hier gut zu erkennen.

Die seichtere Störung besitzt einen Maximalwert von ca. 2,5%. Bei der tieferen Störung

erreicht die Porosität Werte von ca. 15,8% und somit fast das 8-fache der ersten Störung,

obwohl dieselbe Gesteinsart (Dolomit) vorliegt.


Die Untersuchungen der Bohrungen KB06_06, KB17_08 und KB28_06 erfolgten analog.

Die Ergebnisse sind in ANHANG1 dargestellt.

Ergebnisse

51

3.4.2. Porositätsverteilungen der Gesteinsarten

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit der Porositätsverteilung der vorhandenen Gesteinsarten.

Abb.28: Porositätsverteilungen für Dolomit (HR = g rün; DZ = blau; CZ = rot)

Die Abb.28 zeigt die Box-Whisker-Plots für die statistische Porositätsverteilung von Dolomit.

Die farbliche Differenzierung erfolgte nach der Einteilung der Störungsdomains (grün = HR;

blau = DZ; rot = CZ).

Wie man in Abb.28 erkennen kann, liegt die Porositätsverteilung im HR-Bereich bei

durchschnittlich 1% (Ausreißer bis 3% vorhanden). In der DZ steigt die Porosität von 1% bis

auf ca. 8% an. Die höchsten Porositätswerte kommen beim Dolomit, in der CZ vor

(Maximalwert = 15,5%).

Die Porositätsverteilung der Kataklasit-Abschnitte ist in Abb.29 zu entnehmen. Die

Unterscheidung zwischen den drei verschiedenen Kataklasitformen (G-, M- & S-Kataklasit)

erfolgt erst in den Abb.30 - Abb.32 .

Das Diagramm der Abb.29 dient zum Vergleich der Porosität der Kataklasite. Die höchsten

Porositätswerte treten beim G-Kataklasit (4-9,7%) auf. Dies ist darauf zurückzuführen, dass

bei den G-Kataklasiten, im Gegensatz zu S- und M-Kataklasiten, weniger Feinanteil

vorhanden ist und somit die Poren nicht verfüllt sind.

Ergebnisse

52

Abb.29: Porositätsverteilungen für Kataklasit (DZ = blau; CZ = rot)

Die Abb.30 zeigt die Porositätsverteilungen von G-Kataklasiten. Das Rechteck markiert jene

drei G-Kataklasite, welche mit quarzitischen Material dasselbe Ausgangsgestein besitzen.

Verglichen zum G-Kataklasit (8-9,8%), mit Dolomit als Ausgangsgestein, besitzen diese drei

Abschnitte eine geringe Porosität (2,5-5,5%).

Abb.30: Porositätsverteilungen für G-Kataklasit (DZ = blau; CZ = rot)

Die Abb.31 zeigt die Porositätsverteilung der M-Kataklasit-Abschnitte. Auch hier erfolgte

aufgrund des Ausgangsgesteins eine Differenzierung zwischen chloritischen und

karbonatischen Protolith (Ausgangsgestein). Hierbei ist eine geringe Skalierung der

Porosität zu beachten (1,2-2,5%).

Ergebnisse

53

Die drei M-Kataklasite mit chloritischem Protolith weisen mit 1,2-1,9% eine geringere

Porosität als der M-Kataklasit mit karbonatischen Protolith (1,6-2,5%) auf.

Ob nun der Protolith ausschlaggebend für diesen Porositätsunterschied ist kann nicht

interpretiert werden, da keine exakten Informationen zum Deformationsgrad der M-

Kataklasite vorliegen.

Abb.31: Porositätsverteilungen für M-Kataklasit (DZ = blau; CZ = rot)

Die zwei S-Kataklasite der Bohrung KB31_08 (Abb.32 ), die der CZ zugeordnet wurden,

besitzen eine geringere Porosität, als der S-Kataklasit der Bohrung KB03_06 (DZ). Dies

könnte daran liegen, dass die Störungszone der Bohrung KB31_08 eine größere

Kompaktion erfuhr und somit der Porenraum verringert wurde.

Abb.32: Porositätsverteilungen für S-Kataklasit (DZ = blau; CZ = rot)

Ergebnisse

54

Ein auffälliger Trend ist bei der Betrachtung der drei Kataklasit-Typen (Abb.30-Abb.32 ) zu

bemerken. Bei G- und M-Kataklasiten ist die Porosität höher, wenn es sich beim Protolithen

um Dolomit handelt, als jene mit kristallinen Protolithen. Bei S-Kataklasiten sieht man genau

den gegenseitigen Trend.

Mögliche Ursachen müssten mittels weiterer Untersuchungen in diesen Bereich geklärt

werden.

Die Zusammenfassung der Porositätsverteilungen von Schiefer und Quarzit ist in Abb.33

dargestellt. Diese Abbildung dient zum Vergleich der zwei Gesteinsarten. Das Rechteck

markiert die Box-Whisker-Plots von Derbquarz bzw. Quarzit. Beim Schiefer ist nur ein

Abschnitt dem HR zugeordnet und man sieht einen deutlichen Porositätsanstieg in Richtung

DZ (von 0,6-2,2%). Der Quarzit ist ausschließlich als

Abb.33: Porositätsverteilungen für Schiefer und Qua rz (HR = grün; DZ = blau)

Teil von DZ vorhanden und besitzt mit einem durchschnittlichen Wert von 3,5% eine

eindeutig höhere Porosität als der Schiefer. Der Maximalwert liegt bei ca. 4,9% und ist bei

[Nr.28] vorhanden.

Die Box-Whisker-Plots von Chloritschiefer, Serizitschiefer und Serizitphyllit zeigen eine recht

ähnliche Porositätsverteilung (siehe Abb.34 ). Der Serizitschiefer [Nr. 24] bildet mit einem

Maximalwert von 4,5% die Ausnahme.

Ergebnisse

55

Abb.34: Porositätsverteilungen für Chloritschiefer, Serizitschiefer, Serizitphyllit/Serizit-Chlorit-

Phyllit und Chloritphyllit (HR = grün; DZ = blau; C Z = rot)

Ergebnisse

56

3.4.3. Porositätsverteilung in den Störungsdomains der Gesteinsarten

Für diese Betrachtungsweise wurden die einzelnen Störungsdomains (HR, DZ & CZ) der

jeweiligen Gesteine von allen untersuchten Bohrungen zusammengefasst.

Die Abb.35 zeigt die Porositätsverteilung der Störungsdomains für Dolomit. Im HR liegt der

Verteilungsbereich zwischen 0,3-3,5% und der Median liegt bei ca. 0,8%. Der Median der

Porosität steigt von HR bis hin zum CZ stetig an. In der DZ liegt der Porositätsbereich

zwischen ca. 0,8% und 7,8%. Der Maximalwert für Dolomit liegt bei ca. 16% und wird in der

CZ erreicht. Hier liegt der Median bei ca. 3,8% und somit deutlich über den beiden anderen

Domains (HR ca. 0,9% und DZ ca. 1,9%).

Abb.35: Dolomit-Porositätsverteilungen eingeteilt i n Störungsdomains (HR = grün; DZ = blau;

CZ = rot)

Die Porositätsverteilungen der Kataklasite wurden in zwei Diagrammen (Abb.36 und

Abb.37 ) dargestellt. Im Box-Whisker-Plot der Abb.36 wurden alle Kataklasite

zusammengefasst. Bei der DZ werden Porositätswerte von ca. 0,8-4,4% erreicht. Der

Median liegt hierbei bei ca. 1,4%. Die Porosität der CZ liegt zwischen 1,2% und 9,8% mit

einem Median von 4,8%. Somit weist die Porosität der CZ eine starke Erhöhung, verglichen

zur DZ auf.

Ergebnisse

57

Abb.36: Kataklasit-Porositätsverteilungen eingeteil t in Störungsdomains (DZ = blau; CZ = rot)

In Abb.37 wurden die drei vorhandenen Kataklasit-Arten getrennt betrachtet. Die Werte von

S- und M-Kataklasit sind sehr ähnlich und liegen in einem Bereich von ca. 1-2,5%.

Abb.37: S-, M- & G-Kataklasit-Porositätsverteilunge n eingeteilt in Störungsdomains

(DZ = blau; CZ = rot)

Die G-Kataklasite besitzen stark erhöhte Porositätswerte. Der Median der DZ liegt bei ca.

3,9% und bei der CZ bei ca. 5%. Eine mögliche Interpretation wird im Kapitel 4.1.

besprochen.

Ergebnisse

58

In Abb.38 wurden die Porositätswerte von Schiefer und Quarzit miteinander verglichen. Der

Quarzit kommt nur in DZ vor und dadurch kann nur in diesem Bereich ein Vergleich mit dem

Schiefer gezogen werden.

Abb.38: Porositätsverteilungen eingeteilt in Störun gsdomains (für Schiefer und Quarzit)

(HR = grün; DZ = blau)

Der Median der DZ von Schiefer liegt bei 1,8%, der von Quarzit bei 3,2%. Dieser Trend ist

auch in den Maximalwerten zu verfolgen (Maximalwert von Schiefer ca. 2,4% und

Maximalwert von Quarzit ca. 4,9%). Daraus ergibt sich, dass die Porosität des Quarzits

deutlich höher als die Porosität von Schiefer ist.

Abb.39 zeigt die Porositätswerte für Serizitschiefer, Serizitphyllit, Chloritschiefer und

Chloritpyhllit eingeteilt in Störungsdomains.

Bis auf die DZ des Serizitschiefers (ca.1-4,6%) liefern die Gesteine eine einheitliche

Porositätsverteilung (ca. 1-2%). Dies könnte mit ähnlicher tektonischer Beanspruchung

interpretiert werden.

Ergebnisse

59

Abb.39: Porositätsverteilungen von Serizitschiefer, Serizitphyllit, Chloritschiefer und

Chloritpyhllit- eingeteilt in Störungsdomains (HR = grün; DZ = blau; CZ = rot)

Ergebnisse

60

3.4.4. Porositätsverteilung im Vergleich von HR, DZ und CZ

In diesem Abschnitt wurden die einzelnen Bohrabschnitte je nach ihrer Störungsdomain in

ein HR- (Abb.40 ), DZ- (Abb.41 ) und CZ-Diagramm (Abb.42 ) geplottet.

Abb.40: Porositätsverteilungen innerhalb des HR (Ho st Rock)

In Abb.40 ist die Porositäsverteilung der drei HR-Typen (Dolomit, Albitgneis und Schiefer)

dargestellt. Der Dolomit zeigt eine große Variabilität und weist wie der Albitgneis eine große

Anzahl von Ausreißern auf. Da der Host Rock keine Deformation erfuhr, ist die Porosität

recht gering (ca. 0,3-3,3%).

In den Box-Whisker-Plots der DZ (Abb.41 ) sind mehrere Gesteinsarten vorhanden, welche

höhere Porositätswerte aufweisen. Der Porositätsanstieg in diesem Bereich ist auf die

erhöhte Deformation zurückzuführen. Das Selbige gilt auch für die Bohrabschnitte, die zur

CZ (Abb.42 ) gehören. Da hier die tektonische Beanspruchung am höchsten ist, zeigen sie

auch die höchsten Porositätswerte (betrachtet man den Mittelwert der Mediane (~4%)).

Ergebnisse

61

Abb.41: Porositätsverteilungen innerhalb der DZ (Da mage Zone)

Abb.42: Porositätsverteilungen innerhalb der CZ (Co re Zone)

Ergebnisse

62

3.5. Einfluss der Klüftigkeit auf die Porosität

An sieben Bohrungen wurde die Klüftigkeit der Porosität gegenübergestellt, um mögliche

Zusammenhänge zwischen Anzahl der Klüfte und Gesteinsporosität zu untersuchen (siehe

Abb.43 und ANHANG2).

In Abb.43 ist die Porosität gegen die Klüftigkeitsziffer/1,6m für die Bohrung KB08_08

geplottet. Es sind vier unterschiedliche Gesteinsarten mit unterschiedlichen

Deformationsbedingungen dargestellt. G-Kataklasit zeigt die höchsten Porositätswerte (4-

5,5%), jedoch ist die Klüftigkeitsziffer/1,6m in einem Bereich von 0-3. Die zwei Werte mit

einer höheren Klüftigkeitsziffer/1,6m (5 bzw. 10) zeigen eine geringe Porosität (3,5% bzw.

2,8%).

Abb.43: Porosität vs. Klüftigkeitsziffer/1,6m für d ie Bohrung KB08_08

G-Kataklasite mit höherer Porosität weisen jedoch eine geringere Anzahl von Klüften/1,6m

auf. Dies ist auch in den anderen Gesteinsarten dieser Bohrung der Fall. Dadurch kann man

darauf schließen, dass kein eindeutiger Zusammenhang zwischen diesen zwei Parametern

vorhanden ist, was wiederum besagt, dass die Klüfte unterschiedlich geöffnet sind (bei

gleicher Öffnungsweite müsste eine direkte Verbindung bestehen).

Die Analysen der sechs anderen Bohrungen liefen analog ab und zeigen ebenfalls keinen

Zusammenhang. Sie sind dem ANHANG2 zu entnehmen.

Ergebnisse

63

Bei der Bohrung KB36_06 wurde diese Analyse nicht durchgeführt, da in jenen Bereichen,

in welche Widerstandsmessungen durchgeführt wurden, keine Strukturdaten vorliegen.

In weiterer Folge werden in Abb.44 und Abb.45 zwei mögliche Interpretationen gezeigt.

Im Diagramm der Abb.44 ist die Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität für die Dolomit-

Einheiten der Bohrungen KB28_06 und KB 31_08 dargestellt.

Abb.44: Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität für D olomit der Bohrungen KB28_06 & KB31_08

Das rote Rechteck umfasst den Bereich mit niedriger Porosität, aber stark variierenden

Klüftigkeitsziffer/1,6m. Das grüne Rechteck markiert den Bereich mit einer ähnlichen

Klüftigkeitsziffer/1,6m, aber stark schwankenden Porosität.

In Abb.45 ist die Porosität gegen die Klüftigkeitsziffer/1,6m für die Bohrung KB03_06

abgebildet. Die dargestellten Linien zeigen die möglichen Kluftöffnungsweiten an.

Die Berechnung der Kluftöffnungsweite a wurde bereits in Kapitel 2.3.8. beschrieben.

Im Falle des S-Kataklasits steigt die Porosität mit der Kluftanzahl.

In den beiden anderen Gesteinstypen (undeformierter Dolomit und kataklastischer Dolomit)

ist keine Systematik erkennbar. Dies könnte durch unterschiedliche Kluftöffnungsweiten

erklärt werden.

Ergebnisse

64

Abb.45: Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität für d ie Bohrung KB03_06; mit möglichen

Kluftöffnungsweiten

Im Kapitel 4.3. wird dieses Diagramm diskutiert und auf einen möglichen Einfluss der

Kluftöffnungsweiten eingegangen.

Ergebnisse

65

3.6. Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwerts

3.6.1. Durchlässigkeitsbeiwerte mittels Korngrößenv erteilung

Im Zuge des Projektes „Hydraulische Eigenschaften von Störungszonen in

kristallinen Festgesteinen – ergänzende Vorerkundungsmethoden“ (Koch und Winkler;

2011) wurden bei den Bohrungen KB01_08, KB03_06 und KB08_08 insgesamt sechs

Stechzylinderproben mit Größen von 10-12cm genommen und im Labor weiter untersucht.

Neben Versuchen in triaxialen Durchlässigkeitszellen für die Ermittlung des

Durchlässigkeitsbeiwertes im Labor wurden auch Korngrößenverteilungen erstellt (Abb.46) .

Die Tabelle7 zeigt die Entnahmetiefen der Stechzylinderproben.

Tabelle7: Entnahmetiefe der Stechzylinderproben

Probenbezeichnung KBP01_08/1 KBP03_06/4 KBP03_06/5

Teufe u. GOK [m] von 110,86 92 92,12

bis 110,98 92,12 92,24

Probenbezeichnung KBP08_08/2 KBP08_08/4 KBP08_08/6

Teufe u. GOK [m] von 63,05 62,82 66,64

bis 63,16 62,92 66,76

Abb.46: Korngrößenverteilung für 12cm Stechzylinder proben der Bohrungen KB01_08,

KB03_06 & KB08_08

Ergebnisse

66

Basierend auf die Berechnungsformel von Beyer; 1964 wurde die Durchlässigkeit der

untersuchten Proben berechnet. Die Parameter 10d und 60d wurden aus dem Diagramm

der Abb.46 abgelesen und damit anschließend der Ungleichförmigkeitsgrad U (siehe

Gleichung (20)) bestimmt. Da U in allen sechs Proben einen größeren Wert als 20 besitzt,

wurde für den Proportionalitätsfaktor C ein Wert von 60* 410− (siehe Tabelle2 ) angenommen

und somit der Durchlässigkeitsbeiwert für die sechs Abschnitte berechnet. Die Ergebnisse

sind der Tabelle8 zu entnehmen.

Tabelle8: Ergebnisse der Durchlässigkeitsbeiwert-Be rechnungen mit der Formel von Beyer;

1964b

Proben- bezeichnung

KBP 01_08/1

KBP 03_06/4

KBP 03_06/5

KBP 08_08/2

KBP 08_08/4

KPB 08_08/6

Parameter:

d10 [mm] 0,0033 0,0091 0,0056 0,0195 0,0085 0,0056

d60 [mm] 0,7 1,39 0,89 4,95 1,68 0,93 U 212,12 152,75 158,93 253,85 197,65 166,07 C 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006

kf -Wert [m/s] 6,53E-08 4,97E-07 1,88E-07 2,28E-06 4,34E-07 1,88E-07

Ergebnisse

67

3.6.2. Durchlässigkeitsbeiwerte ermittelt im Labor

Wie bereits im Kapitel 3.6.1. erwähnt, wurde in den sechs Stechzylinderproben der

Durchlässigkeitsbeiwert mittels Triaxial-Versuche (mit Durchflussdrücken von 0,24bar und

2,4bar) bestimmt. Die dazugehörigen Ergebnisse sind in Tabelle9 dargestellt.

Tabelle9: Ergebnisse für die Durchlässigkeitsbeiwer te, ermittelt durch Triaxial-Versuche

(0,24bar und 2,4bar)

Proben- bezeichnung

KBP 01_08/1

KBP 03_06/4

KBP 03_06/5

KBP 08_08/2

KBP 08_08/4

KBP 08_08/6

Versuchsart: kf-Wert [m/s]

kf-Wert [m/s]

kf-Wert [m/s]

kf-Wert [m/s]

kf-Wert [m/s]

kf-Wert [m/s]

Triaxial-Versuch (0,24bar)

1,08E-08 8,98E-09 5,78E-08 3,70E-07 6,28E-08 1,62E-07

Triaxial-Versuch (2,4bar)

9,50E-09 2,94E-09 8,36E-09 2,30E-08 4,26E-08 9,62E-09

Im anschließenden Kapitel werden diese Ergebnisse mit jenen des Kapitels 3.6.1.

(Durchlässigkeitsbeiwerte mittels Korngrößenverteilung) verglichen.

Ergebnisse

68

3.6.3. Vergleich der kf -Werte (Korngrößenverteilungen zu Triaxial-

Versuchen)

In Tabelle10 sind die kf-Werte (Log10) von den Triaxial-Versuchen (0,24bar und 2,4bar)

und von der Korngrößenanalyse nach der Formel von Beyer; 1964 gegenübergestellt.

Tabelle10: Vergleich der kf -Werte (Log10) von Triaxial-Versuchen und Korngröße nverteilung

Proben- bezeichnung

KBP 01_08/1

KBP 03_06/4

KBP 03_06/5

KBP 08_08/2

KBP 08_08/4

KBP 08_08/6

Versuchsart:

Triaxial-Versuch

(0,24bar) Log10 -7,97 -8,05 -7,24 -6,43 -7,2 -6,79

Triaxial-Versuch

(2,4bar) Log10 -8,02 -8,53 -8,08 -7,64 -7,37 -8,02

Verfahren nach Beyer; 1964b

Log10 -7,19 -6,3 -6,73 -5,64 -6,36 -6,73

Quotient (Triaxial-Versuch

(0,24bar)/Beyer)

1,11 1,28 1,08 1,14 1,13 1,01

Quotient (Triaxial- Versuch

(2,44bar)/Beyer)

1,12 1,35 1,2 1,35 1,16 1,19

Bei den Quotienten der Proben KBP03_06/5 (Triaxial-Versuch mit 0,24bar/Beyer) und

KBP08_08/6 (Triaxial-Versuch mit 0,24bar/Beyer) könnte man eine Übereinstimmung der

Untersuchungsergebnisse ableiten, da die Quotienten annähernd 1 sind (1,08 und 1,01). Da

jedoch nur in diesen zwei Fällen eine geringe Übereinstimmung vorhanden ist, kann kein

genereller Zusammenhang abgeleitet werden.

Weiters fällt auf, dass die Triaxial-Versuche geringere kf-Werte, als die Korngrößenanalyse

mit der Methode von Beyer; 1964b, aufweisen. Dieser Trend zeigt sich verstärkt bei den

Triaxial-Versuchen mit einem Durchflussdruck von 2,4bar.

Uma & Loehnert; 1994 stellten fest, dass bei der Korngrößenanalyse die Lagerungsdichte

Null ist und die berechneten Durchlässigkeitsbeiwerte höher sind, als jene von

Pumpversuchen. Das heißt, dass eine höhere Kompaktion niedrigere

Durchlässigkeitsbeiwerte verursacht.

Ergebnisse

69

Da auch in der Korngrößenanalyse der vorliegenden Arbeit der diagenetische Effekt gleich

Null ist, kann die Feststellung von Uma & Loehnert; 1994 für eine Interpretation angewandt

werden.

Die Durchlässigkeitsbeiwerte der Korngrößenanalyse sind größer als jene der Triaxial-

Versuche und somit kann vermutet werden, dass die Lagerungsdichte dafür

ausschlaggebend sein könnte.

Ergebnisse

70

3.7. Gegenüberstellung des kf-Wertes und der Porosi tät

Dieser Abschnitt behandelt die Gegenüberstellung der Durchlässigkeitsbeiwerte, die mittels

Triaxial-Versuchen festgestellt worden sind, und der Porositätswerte, nach den

bohrlochgeophysikalischen Untersuchungsmethoden.

In Tabelle11 sind die Ergebnisse, die in Abb.47 geplottet wurden, dargestellt.

Tabelle 11: Gegenüberstellung von kf -Werten und Porositätswerte der jeweiligen

Stechzylinder-Proben

Proben- bezeichnung

KBP 01_08/1

KBP 03_06/4

KBP 03_06/5

KBP 08_08/2

KBP 08_08/4

KBP 08_08/6

kf -Werte (Triaxial-

Versuche) [m/s] 1,02E-08 5,96E-09 3,31E-08 1,97E-07 5,27E-08 8,58E-08

kf -Werte (Triaxial-

Versuche) [m/s] 1,02E-08 5,96E-09 3,31E-08 1,97E-07 5,27E-08 8,58E-08

kf-Wert vs. Porosität

y = 6E-05x 2,117

R 2 = 0,6597

1,00E-09

1,00E-08

1,00E-07

1,00E-06

0,0100 0,1000

Porosität

kf-W

ert [

m/s

]

Abb.47: Gegenüberstellung von Porosität und Durchlä ssigkeitsbeiwert

Die Trendlinie des Diagramms der Abb.47 zeigt den allgemeinen Verlauf der Porosität und

des kf-Werts. Die dazugehörige Gleichung der Trendlinie (Gleichung (24)) kann als

Zusammenhang zwischen der Porosität und des Durchlässigkeitsbeiwertes angesehen

werden und so in Gleichung (25) umgewandelt werden.

117,25 *10*6 xy −= (24)

117,25 *10*6 Φ= −kf (25)

Ergebnisse

71

3.8. Widerstand, Porosität und kf-Wert im Vergleich

In Abb.48-Abb.50 sind Widerstand, Porosität und Durchlässigkeitsbeiwert für die Bohrungen

KB08_08, KB31_08 und KB03_06 im Vergleich dargestellt. Die Porosität wurde mittels

Archie´s law (Archie; 1942) aus den Ergebnissen der Widerstandsmessungen ermittelt. In

weiterer Folge konnte durch die Gleichung (25) der Durchlässigkeitsbeiwert berechnet

werden. Somit basieren diese Werte auf den Ergebnissen der Triaxial-Versuche. Dies zeigt

auch Abb.48 , in welcher die Ergebnisse der Triaxial-Versuche annähernd den berechneten

Durchlässigkeitsbeiwerten entsprechen. Bei der Bohrung KB08_08 wurde auf einer

Teststrecke von 50,10-77,30m ein hydraulischer Packer-Test durchgeführt. Der hohe

Durchlässigkeitsbeiwert könnte durch die höher hochpermeablen Zonen verursacht worden

sein.

Abb.48: Vergleich von Widerstand (R64), Porosität u nd Durchlässigkeitsbeiwerte der Bohrung

KB08_08

Analoges gilt für die Bohrung KB31_08 (Abb.49 ), bei der ein Packer-Test im Bereich von

269,0-289,0m stattgefunden hat. Es handelt sich hier um einen Bereich mit erhöhter

Porosität und somit erhöhter Permeabilität. Der Durchlässigkeitsbeiwert liegt bei 2E-6m/s

und ist deutlich erhöht gegenüber dem berechneten Durchlässigkeitsbeiwerts. Auch hier

korrelieren die höchsten hydraulischen Durchlässigkeiten sehr gut mit den

Packertestergebnissen.

Ergebnisse

72


KB31_08

Der Packer-Test der Bohrung KB03_06 (Abb.50 ) liefert einen geringeren

Durchlässigkeitsbeiwert als die Triaxial-Versuche und berechneten Werte. Grund dafür

könnte eine höhere Lagerungsdichte während des Packer-Tests sein. Bei der Probennahme

der Stechzylinder für die Triaxial-Versuche, könnte es zu Entspannungsphänomenen

gekommen sein. Dies könnte zu einer geringeren Lagerungsdichte und in weiterer Folge zu

erhöhten Durchlässigkeitsbeiwerten (in den Laborversuchen) geführt haben (wie bereits in

Kapitel 3.6.3. erwähnt).


KB03_06

Analoge Untersuchungen wurden auch für die Bohrungen KB01_08, KB06_06, KB17_08,

KB28_08 und KB36_06 angestellt. Die Ergebnisse sind dem ANHANG3 zu entnehmen.

Interpretation

73

4. Interpretation

4.1. Porositätsverteilung & lithologische Ansprache der

untersuchten Bohrungen

Aufgrund der Ergebnisse zeigt sich ein guter Zusammenhang zwischen den berechneten

Porositätswerten, Störungsdomains und Gesteinsarten.

Die Einteilung der Störungsdomains (HR, DZ und CZ) basierend auf den ermittelten

Porositätswerten getroffen und anschließend mit der lithologischen Ansprache der einzelnen

Bohrabschnitte verglichen.

Es zeigte sich eine Korrelation zwischen den einzelnen Störungsdomains und den

dazugehörigen Gesteinsarten. Beispielhaft wird hier die Bohrung KB03_06 (Abb.24 )

erwähnt, an der die Übereinstimmung der Gesteinsart mit der Störungsdomain sehr gut

erkennbar ist.

Die Bohrung KB31_08 (Abb.27 ) zeigt ebenfalls eine gute Übereinstimmung bezüglich

Störungsdomain und Gesteinsart. Diese Bohrung ist weiteres auch ein Beispiel für zwei

unterschiedlich stark ausgeprägte Störungen. In einer Tiefe von ca. 123-127m befindet sich

die erste Störung, die verglichen zur zweiten Störung geringe Porositätswerte (1-2,5%)

aufweist. Die zweite Störung beginnt in einer Tiefe von ca. 243m und reicht bis 280m. Der

maximale Wert der Porosität erreicht ca. 15,8%.

Die unterschiedlichen Porositätsbereiche könnten ein Resultat von unterschiedlicher

tektonischer Beanspruchung sein.

Eine weitere Ursache könnte ein unterschiedlicher Feinkornanteil sein. Ein höherer

Feinkornanteil könnte zur Verfüllung von Poren führen und somit zur Verringerung der

Porosität.

In der Bohrung KB08_08 (Abb.20 ) kommt es zweimal zur typischen Störungsdomainabfolge

von DZ-CZ-DZ. Dies könnte auch hier als ein Auftreten zweier Störungszonen innerhalb

einer Bohrung interpretiert werden. Da jedoch die Porositätswerte und der

Deformationsgrad dieser zwei Abschnitte ähnlich sind (im Gegensatz zur Bohrung

KB31_08), kann man von einer ähnlichen tektonischen Beanspruchung ausgehen.

Interpretation

74

Wie bereits im Kapitel 3.4.1. angesprochen, wurde die Bohrung KB36_06 (Abb.22 ) separat

behandelt. Es handelt sich um eine seichte Bohrung (15-36m) und aufgrund der stark

erhöhten Porositätswerte kann auf starken Verwitterungseinfluß geschlossen werden. Die

Störungsdomains HR, DZ und CZ sind eindeutig ausgeprägt, jedoch ist diese Bohrung nicht

interpretierbar, da man den Grad der Beeinflussung der Verwitterung auf die Daten nicht

bestimmen kann.

Interpretation

75

4.2. Porositätsverteilung der Gesteinsarten und in den

Störungsdomains

Die Ergebnisse aus dem Gestein Dolomit weisen eine generelle Erhöhung der Porosität

vom HR über DZ zur CZ auf (Abb.28 ). In diesem Box-Whisker-Plot zeigt sich eine

Ausnahme, bei der Bohrung KB31_08 gibt es zwei getrennte Störungen. Dies führt dazu,

dass der Dolomit [Nr.43] zur CZ gezählt wird, jedoch zeigt dieser niedrigere Porositätswerte

als die zwei Dolomit-Abschnitte [Nr.47 & Nr.50], die zur DZ zählen. Eine mögliche Ursache

könnte eine unterschiedliche Beanspruchung der beiden Abschnitte sein.

Generell zeigt sich, dass eine höhere Deformation eine höhere Porosität verursacht.

Die Gesteine Schiefer, Quarzit (Abb.33 ), Chloritschiefer, Serizitschiefer, Serizitphyllit und

Chloritphyllit (Abb.34 ) weisen denselben Trend auf.

Die Porosität bei G-Kataklasiten ist am höchsten. Dies kann durch den niedrigeren

Feinkornanteil (verglichen zu S-Kataklasit und M-Kataklasit) erklärt werden. Feinkornanteil

kann Porenraum verfüllen und somit die Porosität drastisch senken.

Somit kann es zur Folge haben, dass S-Kataklasite und M-Kataklasite eine geringere

Porosität als G-Kataklasite aufweisen.

In den Abb.35-39 wurden die Gesteinsarten in den jeweiligen Störungsdomains eingeteilt.

Es zeigt sich auch hier der allgemeine Trend, dass die Porosität vom HR zum CZ zunimmt.

Besonders beim Dolomit (Abb.35) ist dies eindeutig zu beobachten. Der Serizitschiefer der

Abb.39 zeigt ein ähnlich eindeutiges Verhalten.

Im Kapitel 3.4.4. wurden die einzelnen Störungsdomains zusammengefasst dargestellt

(Abb.40-42 ). Es zeigt sich, dass die Porositätswerte in Richtung der CZ steigen und somit

ist auch hier der Trend, je höher der Deformationsgrad desto höher die Porosität,

vorhanden.

Interpretation

76

4.3. Klüftigkeitsziffer/1,6m vs. Porosität

Die Untersuchung des möglichen Einflusses der Klüftigkeitsziffer/1,6m auf die Porosität

bestätigt, dass die Porosität im Wesentlichen von der Gesteinsart und dem

Deformationsgrad abhängt. Dies wird anhand zweier Beispiele erläutert.

Bei der KB08_08 (Abb.43) sieht man, dass jeder Porositätswert eine unterschiedliche

Anzahl von Klüften aufweist. Dadurch ist keine eindeutige Aussage bezüglich eines

möglichen Zusammenhangs zwischen der Anzahl an Klüften und Porosität möglich.

Eine konstante Porosität, jedoch stark variierende Klüftigkeitsziffer/1,6m könnte durch eine

unterschiedliche Anzahl von geschlossenen und geöffneten Klüften verursacht sein

(Abb.44 ).

Wenn eine unterschiedliche Matrixporosität vorliegt, dann kann es auch bei gleicher

Klüftigkeitsziffer/1,6m zu großen Porositätsunterschieden kommen.

Da jedoch keine Informationen über diese Parameter vorliegen, wären weitere

Untersuchungen für die Beantwortung dieser Problemstellung von Nöten.

Wenn die Matrixporosität gegen den Wert 0 geht, dann würde die Porosität nur mehr von

der Öffnungsweite der Klüfte abhängen und man könnte davon ausgehen, dass die

gemessenen Porositätswerte gleich der Kluftporosität sind. Für eine solche Interpretation

wurden in Abb.45 die möglichen Kluftöffnungsweiten eingezeichnet. Im Falle einer niedrigen

Klüftigkeitsziffer/1,6m könnte eine größere Öffnungsweite eine höhere Porosität

verursachen.

Es zeigt sich nun, dass bei der Interpretation berücksichtigt werden muss, dass das ABF

(Akustisches Bohrloch Fernsehen) und OBF (Optisches Bohrloch Fernsehen) keine

quantitative Unterscheidung über geschlossene und geöffnete Klüfte gibt. Außerdem

benötigt man die Matrixporosität für jeden einzelnen Untersuchungsabschnitt um

signifikante Zusammenhänge von Klüftigkeitsziffer und Porosität liefern zu können.

Im Allgemeinen konnte für diese Arbeit kein Zusammenhang zwischen Porosität und

Klüftigkeitsziffer/1,6m festgestellt werden.

Interpretation

77

4.4. Durchlässigkeitsbeiwerte

Bei den Quotienten der Proben KBP03_06/5 (Triaxial-Versuch mit 0,24bar/Beyer) und

KBP08_08/6 (Triaxial-Versuch mit 0,24bar/Beyer) könnte man eine mögliche

Übereinstimmung der Untersuchungsergebnisse ableiten, da die Quotienten annähernd 1

ergeben (1,08 und 1,01). Da jedoch nur in diesen zwei Fällen eine geringe

Übereinstimmung vorhanden ist, kann kein genereller Zusammenhang abgeleitet werden.

Weiters fällt auf, dass bei der Erhöhung des Durchströmungsdrucks bei den Triaxial-

Versuchen (2,4bar), auch der Quotient steigt. Dies könnte an der zunehmenden Kompaktion

liegen, die den Durchlässigkeitsbeiwert erniedrigt.

Ein weiterer Grund für die nicht korrelierenden Ergebnisse könnte in der Formel von Beyer;

1964b liegen. Der Proportionalitätsfaktor C spielt bei der Formel von Beyer; 1964b (siehe

Gleichung (19)) eine entscheidende Rolle und wird durch den Ungleichförmigkeitsgrad U

bestimmt (Tabelle2 ). Wenn der Ungleichförmigkeitsgrad U größer als 20 ist, dann wird ein

Proportionalitätsfaktor von 60* 410− angenommen (Beyer; 1964b).

Bei den untersuchten Proben ist der Ungleichförmigkeitsgrad stark erhöht (150-210). Auch

in diesem Fall wird ein Proportionalitätsfaktor von 60* 410− angenommen.

Um eine genaue Korrelation zwischen den beiden Untersuchungsarten festzustellen, könnte

der Proportionalitätsfaktor C für den hier vorliegenden Fall abgeändert werden.

Interpretation

78

4.4.1. Widerstand, Porosität und Durchlässigkeitsbe iwert im Vergleich

Die Berechnung der Durchlässigkeitsbeiwerte aus der Porosität basiert auf Gleichung (25),

welche den Zusammenhang zwischen der Porosität und den Durchlässigkeitsbeiwerten der

Triaxial-Versuche darstellt.

Da die Anzahl der untersuchten Proben gering ist, müssten weitere Untersuchungsreihen

durchgeführt werden, um festzustellen, ob diese Gleichung allgemein gültig ist.

Der Vergleich Widerstand, Porosität und Durchlässigkeitsbeiwert hat ergeben, dass die

Ergebnisse von Packer-Tests durch hochpermeable Bereiche erhöht werden können.

Liefert ein Packer-Test niedrigere Ergebnisse als die Berechnungen ergeben (siehe

KB03_06 (Abb.50 )), so könnte dies durch eine unterschiedliche Lagerungsdichte erklärt

werden.

Während des Packer-Tests könnte eine höhere Lagerungsdichte (verglichen zu den

Laboruntersuchungen) vorgeherrscht haben, die einen niedrigeren Durchlässigkeitsbeiwert

verursachte. Bei der Probennahme der Stechzylinder für die Triaxial-Versuche, könnte es zu

Entspannungsphänomenen gekommen sein. Dies könnte zu einer geringeren

Lagerungsdichte und in weiterer Folge zu erhöhten Durchlässigkeitsbeiwerten (in den

Laborversuchen) geführt haben.

Zusammenfassend kann man sagen, dass durch die Kombination von Triaxial-Versuchen

und Widerstandsmessungen eine genauere Aussage über die Permeabilität im kleinskaligen

Bereich möglich ist. Ergibt der Packer-Test signifikant höhere Werte, könnten diese auf

einzelne größere Klüfte hindeuten, die sich signifikant in der Permeabilität, jedoch nur gering

im Widerstand widerspiegeln.

Schlussfolgerung

79

5. Schlussfolgerung

Die durchgeführten Porositätsberechnungen basierend auf Archie´s law (Archie; 1942)

zeigen, dass die DZ und CZ aufgrund höherer Deformation kleinerer Korngrößen aufweisen.

Dadurch kommt es auch zu höheren Porositätswerten als im undeformierten Gestein.

Die aus dem ABF (Akustisches Bohrloch Fernsehen) ermittelten Klüftigkeitsziffern und die

Porosität haben bei den Störungsgesteinen dieser Arbeit keinen Zusammenhang. Hierbei sei

erwähnt, dass das ABF und das OBF (Optisches Bohrloch Fernsehen) keine quantitativ

auswertbaren Informationen über die Kluftöffnungsweite liefern. Weiters gibt es keine

Unterscheidung zwischen geöffneten und geschlossenen Klüften.

Die Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwertes nach der Formel von Beyer; 1964b erscheint

als gute Bestimmungsmöglichkeit.

Da jedoch unterschiedliche Lagerungsdichten in der Korngrößenanalyse und in den Triaxial-

Versuchen vorherrschen, ist ein Vergleich dieser zwei Methoden nur sinnvoll, wenn die

Lagerungsdichte berücksichtigt wird.

Packer-Tests liefern einen kf-Wert über das gesamte Testintervall und geben keine

Informationen, in welchen Bereichen der Bohrung hoch- bzw. niedrigpermeable Sequenzen

vorhanden sind. Dies kann durch die Kombination von Triaxial-Versuchen und

Widerstandslogs bzw. Porositätslogs bewerkstelligt werden.

Daraus ergibt sich, dass eine Kombination von bohrlochgeophysikalischen

Untersuchungsmethoden und Triaxial-Versuchen die Ergebnisse von Packer-Tests soweit

verbessern können, dass hoch- bzw. niedrigpermeable Zonen innerhalb der Teststrecke

Berücksichtigung finden und somit der Durchlässigkeitsbeiwert exakter bestimmbar ist.

Ausblick

80

6. Ausblick

Um die Durchlässigkeitsbeiwerte nach der Formel von Beyer; 1964b für die untersuchten

Proben besser berechnen zu können, müsste die Formel hinsichtlich

Ungleichförmigkeitsgrad U bzw. Proportionalitätsfaktor C für den vorliegenden Fall korrigiert

werden.

Da die Korngrößenverteilung eine große Bandbreite in den untersuchten Proben einnimmt,

gibt es einen sehr hohen Ungleichförmigkeitsgrad (150-220). Jedoch hat dieser keinen

wesentlichen Einfluss auf den Proportionalitätsfaktor, der bei der Berechnung des

Durchlässigkeitsbeiwertes eine wesentliche Rolle spielt.

Casati; 1959 hat bereits in diese Richtung geforscht und eine abgeänderte Form der Formel

nach Beyer; 1964b erarbeitet. Diese Formel ist jedoch aufgrund von fehlenden

Untersuchungen, sowie zu hohen Ungleichförmigkeitsgraden für diese Arbeit nicht

anwendbar (Casati; 1959 entwickelte die Formel für U=80).

Weitere Abänderungen der Formel von Beyer; 1964 könnten dazu führen, dass sie auch bei

großen Ungleichförmigkeitswerten anwendbar wäre.

Wie bereits erwähnt stellten Uma & Loehnert; 1994 fest, dass bei Korngrößenanalysen die

Lagerungsdichte gleich Null ist und somit erhöhte Durchlässigkeitsbeiwerte, verglichen zu

Pumptests, vorliegen.

Die Berücksichtigung der Lagerungsdichte, mittels Rückrechnung auf die in situ

Bedingungen, könnte diese Analysemethode ebenfalls verbessern und zu einem

sinnvolleren Vergleich mit Laborversuchen oder Pumptests führen.

Ausblick

81

Direkte Berechnungen des Durchlässigkeitsbeiwertes aus Widerstandsmessungen könnten

durch die Ermittlung der spezifischen Inneren Oberfläche durchgeführt werden. Der

Zusammenhang dazu liegt in der Umformung der Gleichung (17) und lautet (Schön; 1996):

²*²*2³

²*8²*

TST

rk

Porf

Φ=Φ= (26)

fk ........Durchlässigkeitsbeiwert

Φ .........Porosität

T .........Tortousität

PorS ......spezifische Innere Oberfläche

r ..........Radius des Porenkanals

Die Detektion der spezifischen Inneren Oberfläche kann durch NMR-Tests erfolgen. Bei dem

NMR-Test (nuklearmagnetische Resonanz) handelt es sich um eine geophysikalische

Methode, mit der eine strukturelle Charakterisierung des Porenraumes erstellt werden kann.

Literaturverzeichnis

82

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Vacek, M.; 1892; Ueber die krystallinischen Inseln am Ostende der alpinen Centralzone;

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Wise, D.; Dunn, D.; Engelder, J.; Geiser, P.; Hatcher, R.; Kish, S.; Odom, A.; Schamel, S.;

1984; Fault-related rocks: Suggestions for terminology; Geology; Volume 12; 391-394 S.

ANHANG1: Porositätsverteilung & lithologische Ansprache

88

ANHANG1: Porositätsverteilung & lithologische Anspr ache

Porositätsverteilung und lithologische Ansprache de r Bohrung KB06_06

Box-Whisker-Plots für die Bohrung KB06_06


89




90



ANHANG2: Porosität vs. Klüftigkeitsziffer/1,6m

91


Porosität vs. Klüftigkeitsziffer für die Bohrung KB 01_08



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ANHANG3: Widerstand, Porosität und kf-Wert im Vergleich

94

ANHANG3: Widerstand, Porosität und kf -Wert im Vergleich

Vergleich von Widerstand (R64) Porosität und Durchl ässigkeitsbeiwert der Bohrung KB01_08



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GR

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R16R64

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T

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120,00

95,00

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135,00

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LF

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Por

Por (m=1,3)

50 2520 301510

K

K-Ziffer/1,6m

BOHRPROFIL

G, s, u', violettbraun, kantige Komp. von Phyllit

G, s, u', braungrau, kantige Komp. von Phyllit

G, s, u', violettgrau, kantig

G, s, wenig schluffig, braungrau-violettgrau, kantige Phyllitkomp.

Metakonglomerat, Schi, q, ger, violettgrau, mäßig tekt. bea.

Kernverlust

Schi, Metakonglomerat, q, ger, violettgrau, mäßig tekt. bea.

Derbquarz, Mobilisat, weiß

Chloritschiefer, Ph, q, ger, s-parallel geschert (Harnischflächen), gruen

Derbquarz, weiß

Chloritschiefer, q, ger, s-parallel geschert (Harnischflächen), grün

Schi, ger, violettgrau, psammitisch, Serizitphyllit

Kernverlust

Schi, ger, violettgrau, wechselnd psammitisch, Bänderung (mm-Bereich)

Ph, ger', violettgrau, s-parallel geschert (Harnischflächen)

C-Kataklasit, violettgrau, M- und G-Kataklasit-Anteil, zerscherrt

Ph, violettgrau, tekt. st. bean., intensiv s-parallel geschert (Harnischflächen)

C-Kataklasit, Ph, violettgrau, M- und G-Kataklasit-Anteile

Ph, violettgrau, tekt. st. bea., intensiv s-parallel geschert (Harnischflächen)

C-Kataklasit, q, violett-hellgrau, M- und G-Kataklasit-Anteile

M-Kataklasit, C- und G-Kataklasit-Anteile, gruen

Quarzitschiefer, z3, klü', dunkel- -violettgrau, bis Arkoseschiefer, st. tekt. bea.

Kernverlust

Quarzitschiefer, dunkel- -violettgrau, st. tekt. bea.

Quarzitschiefer, violett-dunkelgrau, st. tekt. bea.

Chloritschiefer, st. tekt. bea., tw. zu Kataklasit entfestigt, gruen

Schi, q, ger', violettgrau-grau, tw. Harnischflächen

Chloritphyllit, grün-hellgrün, quarzreiche Lagen (mm-Stärke), st. tekt. bea., steilstehende Harnischflächen

Schiefer, allgemein, psammitisch, Quarzflasern (mm-Bereich), tekt. st. bea., geschert, grau

Chloritschiefer, stark, st. geschert, gruen

Chloritschiefer, M-Kataklasit, G-Kataklasit-Anteile, zerschert, gruen

Chloritschiefer, ger, tek. bea., gruen

Schi, grau-grüngrau, tw. psammitisch, schwach gebändert, tekt. bea.

M-Kataklasit, Schi, G-Kataklasit-Anteile, grau

Schi, psammitisch, schwach gebändert, tekt. bea., grau

Chloritschiefer, grau-grüngrau, s-parallel geschert (Harnischflächen)

Chloritphyllit, grün, tekt. bea., geschert (s-parallel und steilstehende Harnischflächen)

M-Kataklasit, u, grün, Chlroitschiefer bis -phyllit,

Chloritphyllit, grün, tekt. st. bea.

Kernverlust

M-Kataklasit, grün, kiesige Gesteinsbruchstücke

Chloritphyllit, z3, grün, tekt. st. bea.

M-Kataklasit, kiesige Gesteinsbruchstücke durchsetzt, zerscherter Chloritphyllit, gruen

Chloritphyllit, bis Chloritschiefer übergehend, tekt. st. bea., gruen

M-Kataklasit, mit tonigen und kiesigen Anteilen, gruen

Chloritphyllit, lichtgrün-grün, bis Schiefer übergehend, tekt. st. bea., gruen

M-Kataklasit, Schi, t', Chloritphyllit, g', zerschert, tw. kataklastische Scherbahnen , gruen

Chloritphyllit, Chloritschiefer, lichtgrün-grün, tekt. st. bea., s-parallel geschert (Harnischflächen), gruen

Chloritschiefer, Chloritphyllit, lagenweise quarzreich, tekt. st. bea., gruen

M-Kataklasit, t, Chloritphyllit, Chloritschiefer, mit Gesteinsbruchstücken durchsetzt, gruen

1,0

1,7

2,7

1,6

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NN+m

Projekt:

Masterarbeit-Moser-SemmeringBohrung: KB01/08

Endteufe: 140 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK

Messfirma: JOANNEUM RES.

Datum: 24.03.2010

JOANNEUMRESEARCH

RESOURCESRoseggerstraße 17

8700 LeobenTel.: +43 3842 47060 2230

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R16R64

765

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LF

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Por

Por (m=1,3)

3025201550 10

K

K_Ziffer/1,6m

BOHRPROFIL

U, S, G, o, dunkelbrauner Boden

G, Quphy, s, x

S, G, X, ocker-braun, Hangschutt

S, G, mäßig-stark, ockerbraun, mürbe

S, G, Rw, mäßig-stark, Bohrklein, braun, Kalkstein

Rw, kalkhaltig, mäßig-stark, Kalksteinkomp.

Rw, br, s, stark porös, hellbeige-graue Komp.

Rw, gS, fG, U, vermutlicht zerbohrt

Rw, Schi, br, kalkhaltig, mäßig-stark, porös, Kalksteinkomp., tw rötlich

C-Kataklasit, T, U, g, v3

Rw, mü, tekt. überprägt

G-Kataklasit, gS, mG, aus Dolomit und tw. Rauhwacke

Dol, z3, v3, beige, hell

Dol, schi, phylosilikatische Zwischenlagen, zerschert

Dol, s, gr, hellgrau-beige gefleckt

Dol, v2, hellgrau-beige, rissig

Kataklasite, Dol, S, G

Dol, v3, hellgrau-beige, rissig

Kataklasite, S, G, v4, gering bindiger Anteil

Mst, dch, rot-braun, feinkörnig

Dol, s, gr, tekt. überprägt

Dol, v3, hellgrau-beige, silikatische und rauwackige Lagen

Dol, dch, hellgrau-beige, tw. grusig zerbrochen

Dol, hellgrau-beige, tw. mürbe und tekt. überprägt

Dol, gg, gr, dch, hellgrau-beige, meist feinkörnig, tw. tekt. überprägt, TF verwittert

S-Kataklasit, S, G, Dol

Dol, gg, gr, dicht, hellgrau-beige, meist feinkörnig, tw. tekt. überprägt, TF verwittert

Kataklasite, Dol, Rw, s, zermürbt

Dol, schi', br, tw. tekt. überprägt

S-Kataklasit, Schi, s, u, v4, zerschert, braun, seidig glänzend

Dol, ma, hell, grau

Kataklasite, Schi, Dol, schi', grau-braun, karbonatisch

Dol, schi, st. geschert, mürb, katakl. TF-Bestege

S-Kataklasit, Karbonatschiefer, s, u, zerschert, Gefüge erhalten, meist geringe Festigkeit

G-Kataklasit, G, S, Dol

Schi, k+, feinkörnig, seidig glänzend, Karbonatlagen, tekt. überprägt, grau

S-Kataklasit, Schi, S, U, zerschert, grau

0,6

0,4

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NN+m

Projekt:

Masterarbeit-Moser-SemmeringBohrung: KB03_06

Endteufe: 293 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 22.06.2010

JOANNEUMRESEARCH


8700 LeobenTel.: +43 3842 47060 2230

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R16R64

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T-Log[°C]

T

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LF

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Por

Por (m=1,3)

50 10 2015 25 3530

K

K-Ziffer/1,6m

BOHRPROFIL

G, S, X, u', organische Anteile, braun

Gn, Schi, Gl, G, S

Gn, Qu, Gl, hell, grau, feinkörnig, tw. tekt. überprägt, SF parallel zerschert

Gl, Gn, v3, mürbe SF parallel geschert

Gl, grau-grüngrau, tekt. überprägt, grau

Gl, grün-grau, zerschert

M-Kataklasit, s, u, grüngrau, zerschert

Grsch, grüngrau, kataklastisch überprägt, zerbohrt

Qu, Grsch, z3, grüngrau, feinkörnig, Hornblende, Msk, Chl

Schi, Qu, z3, v3, pyritführend

Schi, Q, Qu, v2, massig, grüngrau, feinkörnig, tekt. überprägt

Derbquarz

Schi, Q, mäßig-stark, graugrün, geschiefert, ausgelöster Karbonatanteil

Schi, k+, v3, dunkelgrau, glimmereich, Chl, parallel geschert

Schi, Qu, dch, v2, dunkelgrün, glimmereich

Schi, Gn, Qu, k+, ma, grüngrau-dunkelgraue Karbonatzwischenlagen

Schi, Gn, k+, ma, grüngrau, körnig, dunkelgraue karbonatische Zwischenlagen

Schi, Qu, Wechsellagerung Qz und Phyllosilikatlagen, enge Knickfalten

Serizitphyllit, Ph, silbrig grau, feinkörnig, Derbquarzlagen

Derbquarz

Serizitphyllit, Serizitschiefer, Qu, k+, tw. grünlich, helle Quarzlagen, grau

1,4

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NN+m

Projekt:


Endteufe: 200 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 22.06.2010

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8700 LeobenTel.: +43 3842 47060 2230

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GR-Log[API]

GR

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R-Log[Ohmm]

R16R64

10,59,5 12,511,5

T-Log[°C]

T

2500500 1500

15,00

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LF-Log[µS/cm]

LF

0,10,0

Por

Por (m=1,3)

0 2015 2510 305

K

K-Ziffer/1,6m

BOHRPROFIL

G, s, u, braun, kantig-angerundet, diverse Komp. (Kristallin und karbonatisch), tw. rötlichbraun

G, U, s, t', graubraun, Gemsich, kantige-angerundete Komp. (entfestigter Phyllit)

G, s, u', braungrau-graubraun, kantige-angerundete Komponenten (wechselnd Phyllit, Quarz, Karbonat)

Serizitphyllit, z4, v4, lichtgrün-grün, schuppige Gesteinsbruchstücke

Serizitphyllit, lichtgrün-grau, sehr mürbe, weitgehend entfestigt

Serizitphyllit, lichtgrün-grau, talkik, tekt. st. bea., sehr mürbe geschert

M-Kataklasit, lichtgrün-grüngrau, G-Kataklasit-Anteile, Serizitschiefer-Bruchstücke in feinkörniger Matrix

Serizitphyllit, Serizitschiefer, Qu, lichtgrün, tek. st. bea., geschert und tw. entfestigt, Übergang zu M-Kataklasit

G-Kataklasit, M-Kataklasit, lichtgrün-grau, quarzreicher Serizitschiefer, tw. phyllitisch, weitgehend entfestigt, talkig

Serizitschiefer, Qu, grüngrau, Übergang bis Metasandstein, lokal phyllitische Lagen, stark tekt. bea., geschert

M-Kataklasit, s, grüngrau, zerscherter Serizitschiefer

Serizitphyllit, Qu, grüngrau, tekt. st. bea., lokal Harnischflächen

Serizitschiefer, Qu, grüngrau, tek. st. bea., geschert

M-Kataklasit, s, t, lichtgrün-grüngrau, zerscherter und entfestigter Serizitphyllit bis Serizitschiefer

Serizitschiefer, Qu, grau-grüngrau, tekt. st. bea., zerschert

C-Kataklasit, M-Kataklasit, Serizitphyllit, grüngrau, st. zerschert und entfestigt

Serizitschiefer, lichtgrün-grau, tekt. sehr st. bea., tw. zerschert, in cm-Bereich zu Kataklasit entfestigt

G-Kataklasit, M-Kataklasit, Qu, g, lichtgrün-grüngrau, Serizitschiefer-Bruchstücke in zerscherter Matrix

Serizitschiefer, Qu, grüngrau, st. tekt. bea. und zerlegt, geschert entlang von Harnischflcähen

G-Kataklasit, M-Kataklasit, grau-grüngrau, quarzitische Serizitschierferkompo. in zerscherter feinkörnigen Matrix

Meta-Arkose, Qu, grau, tekt. st. bea., zerlegt, geschert und von steilstehenden Harnischflächen durchzogen

G-Kataklasit, Meta-Arkose, Q, u, grau, weitgehends zerlegt und mit zerscherten Serizitschieferanteilen verschuppt

Q, Meta-Arkose, z3, grau, st. tekt. bea.

G-Kataklasit, u, s, grüngrau-grau, Gesteinsbruchstücke aus Serizitschiefer bzw. Meta-Arkose in feinkörniger Matrix

Meta-Arkose, Q, klü, grüngrau, lokale serizitische Lagen (mm-Bereich), mäßig tekt. bea.

Q, Meta-Arkose, z3, klü, grüngrau, st. tekt. bea.

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Projekt:


Endteufe: 80 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 09.03.2010

JOANNEUMRESEARCH


8700 LeobenTel.: +43 3842 47060 2230

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Por

50 10 2015 3025

KBOHRPROFIL

G, s, u, x', t', gk, beigegrau-braun, locker gelagert

G, x, s, u', beigegrau-braun, kristalline gerundete Komp.

Gn

Albitgneis, braun, Fels zu schluffigen Sand entfestigt

Albitgneis, grüngrau, tekt. bea., Harnischflächen

Albitgneis, grüngrau, gebändert, Qzbänder

Albitgneis, Qu, grüngrau, Harnischflächen, kataklastisch

Albitgneis, Quphy, grau-grüngrau, Kataklasite entlang von Störungsbahnen

Albitgneis, grüngrau, G-S Kataklasite, tekt. bea., steile Harnischflächen

Albitgneis, z3, grüngrau, tekt. bea., Harnischflächen, intensiv verfaltet

Albitgneis, grüngrau, gebändert, lokal Albit- Chloritschiefer, schlierig verfaltet

Albitgneis, grüngrau, tekt. bea., S/G Kataklsite, steile Harnsichflächen

Albitgneis, t', z2, klü, grüngrau, M/S bzw. S/G Kataklsite, Harnischflächen

Albitgneis, grüngrau, tekt. bea., M/S-G-Kataklasite

Albitgneis, Qu, grüngrau, Scherbahnen

Albitschiefer, Ph, Chloritschiefer, Qu, grüngrau, Scherbahnen

Albitgneis, grüngrau, mittel-grobkörnig, tekt. bea.

Albitgneis, grüngrau-dunkelgrau, tekt. bea., Harnischflächen, G-Kataklasite

Albitgneis, Chloritschiefer, Qu, loc2, grüngrau-grau, entfestigt, tekt. bea.

M-Kataklasit, S-Kataklasit, Albitgneis, grüngrau, Scherbahnen, Harnischflächen

Ph, Albitgneis, M-Kataklasit, S-Kataklasit, Albitschiefer, grüngrau, tekt. bea.

Albitgneis, Qu, loc2, grau-grüngrau

Albitschiefer, Albitgneis, G-Kataklasit, M-Kataklasit, S-Kataklasit, locker bis sehr locker, dunkel- -grüngrau, tekt. bea.

Albitgneis, Albitschiefer, grüngrau, Scherbahnen

Albitgneis, grüngrau, feinkörnig, gebändert

M-Kataklasit, S-Kataklasit, Albitschiefer, Albitgneis, Xk, Gk, grünbraun, zerschert

Albitschiefer, Albitphyllit, Ph, mdch2, Harnischflächen, Scherbahnen, grau

Ph, Albitschiefer, Qu, z3, grüngrau, fein gebändert

M-Kataklasit, S-Kataklasit, Albitphyllit, Albitschiefer, Ph, grüngrau

Albitschiefer, Ph, Albitphyllit, grüngrau, geschert, tonige-talkige TF-Bestege

Albitschiefer, Ph, Qu, grau, geschert, verfaltet

Albitgneis, z2, grüngrau-schwarzgrau, fein- -mittelkörnig, Scherbahnen

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LF Por (m=1,3) K-Ziffer/1,6m

Albitgneis, Albitschiefer, grüngrau-schwarzgrau, gering tekt. bea.

Albitgneis, Albitschiefer, grüngrau-grau, s-parallele Scherbahnen, Harnsichflächen

Albitgneis, grüngrau-dunkelgrau, feinkörnig, lokal st. verfaltet

Chloritschiefer, Albitschiefer, grüngrau, tekt. bea., Harnischflächen, lokal zerschert

Albitgneis, grüngrau, grobkörnig, gebändert, Scherbahnen, Harnsichflächen

Albitgneis, Albitschiefer, Qu, grüngrau, feinkörnig, st. tekt. bea.

Serizit-Chlorit-Quarzit-Phyllit, Qu, Ph, hell- -grüngrau, tekt. bea., Harnischflächen

Chloritschiefer, Qu, k+, braun- -grüngrau, gering tekt. bea.

Albitgneis, graugrün, feinkörnig, geschiefert, gering tekt. bea.

Albitschiefer, Chloritschiefer, Albitgneis, grün- -dunkelgrau, gebändert, Scherbahnen

Albitgneis, klü, grüngrau, feinkörnig, tw. Albitschiefer, Harnischflächen

Albitgneis, C-Kataklasit, grüngrau, tekt. bea., Albitblasten

Albitgneis, Albitschiefer, grün-grüngrau, tekt. sta. bea., Scherbahnen

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Projekt:


Endteufe: 370 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 15.07.2010

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LF

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Por

Por (m=1,3)

1510 20 305 250

K

K-Ziffer/1,6m

BOHRPROFIL

Oberboden, s, u, o', grau

S, G, v3, Hangschutt

S, G, mit Kristallinkomp.

Kst, feinkörnig, grau

Kst, v3, feinkörnig, grobkörnige Kalzitadern, limonitisiert, grau

Brk, k++, Dolomitkomp., Kalzitmatrix, gelblichbraun

Dst, k+, feinkörnig, Kalzitadern (1cm), grau

Kernverlust

Dst, k+, feinkörnig, Kalzitadern, tekt. überprägt, TF st. oxidiert, brekziös, grau

Kernverlust

Kst, Dst, brekziöses Gefüge mit Harnischflächen

Rw, kleinporig ausgelöst, tekt. angelegt

Kst, dch, beige, feinkörnig, tw. löchrige Öffnungen bei TF, grau

Kst, v3, dolomitisch, spätige Kalzitadern, brekziöses Gefüge, st. verwitterte Harnischflächen, grau

Kst, dch, beige, TF meist Harnischflächen

Kst, dolomitisch, feinkörnig, feine Kalzitadern, TF verwittert

Dol, k+, v3, grau, feinkörnig, Kalzitadern fein durchädert, offene Harnischflächen

Störungsbrekzie, k+, Dolomitkomp., rauhwackig angelöst, grau

Rw, ausgelöste Störungsbrekzie

Störungsbrekzie, kalkhaltig bis stark kalkhaltig, mittel- -dunkelgraue Dolomitkomp., überwiegend matrixgestützt, grau

Dol, hell, feinkörnig, grau

Störungsbrekzie, k+/k++, mittel-dunkelgraue Dolomitkomp., überwiegend matrixgestützt, grau

Dol, k+, brekziöses Gefüge aus mittel- -dunkelgrauen Dolomitkomp., grau

Dol, feinkörnig, mit feinkörnigen dolomitischen Fiederklüften bis 2cm, grau

Dol, brekziöses Gefüge, grau

Dol, k+, fein- -mittelkörnig, tw. Kalzit-/Dolomit Adern, grau

Dol, fleckig - brekziös, feine Störungsbrekzie, grau

Störungsbrekzie, hell, Dolomitkompo. in Kalzit/Dolomitmatrix

Dol, k+, fleckig-brekziös, tw. homogen, Kalzit/Dolomit Adern, grau

Störungsbrekzie, k+, v2, hell, mit Dolomitkomp., helle Dolomit/Kalzit Matrix

Dol, fleckig, mit grobspätigen Dolomit/Kalzit Adern bis 1,5cm, grau

Störungsbrekzie, k+, hell- -mittelgraue Dolomitkomp. in heller Kalzit/Dolomit Matrix, grau

Dol, mittelgrau mit hellen Kalzit/Dolomit Adern, brekziöses Gefüge, grau

Dol, hell- -mittelgrau, mit unregelmäßigen Zwischenlagen (quarzitisch), grau

Dol, dch, feinkörnig, tw. intensiv brekziert, grau

Störungsbrekzie, hell Dolomitkomp. in heller Matrix

Dol, k+, mittel- -hellgrau, spätige Karbonatadern, grau

Dol, grau. hellgrau, mittelkörnig, homogen, tw. Karbonatadern

Dol, k+, hell- -mittelgrau, fleckig, spätige Karbonatadern bis 2cm, grau

Dol, hellgrau, grau

Dol, hell- -mittelgrau, fleckig, grau

Störungsbrekzie

Dol, k+, hellgrau, homogen, tw. Kalzit/Dolomitadern, grau

Dol, k+, hell- -mittelgrau, tw. tekt. brekziert entlang von Harnsichflächen, grau

Dol, hell- -mittelgrau mit feinen Karbonatadern, tw. tekt. Brekzie, grau

Dol, k+, dch, v3, hell- -mittelgrau, feinkörnig, limonitisch verwittert, grau

Dol, hell- -mittelgrau, tw. brekziert , grau

Dol, hell- -mittelgrau, TF mit kl. Öffnungen, grau

Dol, tw. fein brekziöses Gefüge

Rw, Dol, meistens dicht, tw. löchrig ausgelöst

Dol, hell- -mittelgrau, TF mit Brekzierung und Auslösung, grau

Rw, dolomitisch, feinbrekziöses Gefüge

Dol, k+, mittelgrau, tekt. brekziert, grau

Störungsbrekzie, dolomitisch, feinkörnig, poröse Auflösung

Dol, hellgrau, tw. mittelgrau fleckig, grau

Dol, brekziöses Gefüge, löchrige Auflösung

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2,0

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11,3

2,2

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Projekt:


Endteufe: 201 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 13.07.2010

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0,050,00 0,10 0,200,15

Por

250 5 1510 20 30

KBOHRPROFIL

S-Kataklasit, s, u, Serizitphyllit, loc2, zerschert, grau

Serizitphyllit, grau

S-Kataklasit, s, u, Serizitphyllit, loc2, Gefüge meistens erhalten, grau

Serizitphyllit, dpl, silbergrau, geschert bis kataklastisch überprägt

M-Kataklasit, Serizitphyllit, u, t, s, k+

M-Kataklasit, u, fs, kalkhaltig, kalkige Kataklasite, Scherlinsen aus Serizitphyllit

S-Kataklasit, Dst, zermürbt, Gefüge gut erhalten

M-Kataklasit, u, s

S-Kataklasit, Q, s, u, Serizitphyllit, k+

S-Kataklasit, Dol, hell- -mittelgrau, geringe Festigkeit

Dol, z3, hellgrau, feinkörnig

S-Kataklasit, fS, Dol, zermürbt zu Feinsand, mittelgrau

M-Kataklasit, Dol, u, s, dunkelgrau

S-Kataklasit, fS, Dol, mittelgrau, zermürbt zu Feinsand

Dol, z3, mittelgrau, feinkörnig, mürbe

S-Kataklasit, s, fg, zerbohrt

Dol, z2, hell- -mittelgrau, meist mürbe

S-Kataklasit, Dol, u'', g, s, gr, hell- -mittelgrau

Karbonatschiefer, Dol, k+, intern stark geschiefert, geschert

Dol, hell- -mittelgrau, mürbe, zerlegt

S-Kataklasit, Dol, s, tw. grusig zerlegt

Dol, z3, mittelgrau, feinkörnig

S-Kataklasit, Dol, G-Kataklasit, g, s, gr, mittelgrau, tw. Gefüge erhalten

Dol, k+, hell- -mittelgrau, feinkörnig

S-Kataklasit, aus weißem Karbonat und hellgrünen Phyllosiliakte

Dol, k+, z3, hell- -mittelgrau, feinkörnig

G-Kataklasit, Kataklasite, Dol, g, s

Dol, k+, z3, mittelgrau, helldurchädert

S-Kataklasit, Protolith = Dolomit

Dol, mittelgrau, tw. mürbe

G-Kataklasit, Dol, g, s, x, st. tekt. bea.

S-Kataklasit, Kataklasite, s, u, zu Feinsand zermürbter Dolomit

Dol, k+, Karbonatlagen, hell- -mittelgrau

S-Kataklasit, s, u, Kataklasite, zu Feinsand zermürbter Dolomit

Dol, hell- -mittelgrau, G-Kataklasit überprägt

S-Kataklasit, Dol, s, u, zermürbt

Dol, mittelgrau

S-Kataklasit, Dol, s, g, zerschert, tw. Feinkornanteil

M-Kataklasit, Dol, u, s, dunkel, zerschert

S-Kataklasit, fS, Dol, zermürbt, mittelgrau

Dol, mittel- -hellgrau, weiß durchädert

S-Kataklasit, Dol, zu Feinsand zermürbt, mittelgrau

Dol, G-Kataklasit, mittelgrau, dunkel tonige TF

S-Kataklasit, s, gr

Dol, G-Kataklasit, stark, mittelgrau

Dol, z3, ma, hellgrau, feinkörnig

Dol, k+, z3, mittelgrau, tw. mürbe

S-Kataklasit, Dol, zu Feinsand zermürbt

Dol, ma, hell- -mittelgrau

S-Kataklasit, Dol, s, helgraue, zermürbt

Dol, ma, hellgrau

Dol, hell- -mittelgrau, kataklastisch überprägt

Dol, ma, klü, hellgrau

Dol, G-Kataklasit, b, mittelgrau

Dol, z3, ma, hellgrau, kataklastisch überprägt

G-Kataklasit, Dol, g, s, tw. zerlegt

S-Kataklasit, f- mS, s, g

G-Kataklasit, Dol, g, sandig, kiesig-sandig zerlgeter Dol

G-Kataklasit, Dol, z3, klü, stark zerbohrt, partieller Kernverlust ~60%

Dol, ma, hellgrau, lokal dunkel pigmentiert

G-Kataklasit, Dol, g, s, z3

Dol, br, k+, hell- -mittelgrau

S-Kataklasit, Dol, s, zerrieben

Dol, hellgrau

99,0

0,7

0,2

0,9

0,2

0,2

0,4

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0,1

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0,2

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0,4

0,4

0,3

0,3

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0,0

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0,2

0,4

0,6

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1,0

1,2

1,6

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0,2

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0,2

0,7

0,3

0,3

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0,2

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0,0

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0,00

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NN+m

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GR R16R64

Temperatur

215,00

205,00

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210,00

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265,00

285,00

260,00

LF Por (m=1,3) K-Ziffer/1,6m

S-Kataklasit, s, gr, z3

Dol, ma, hellgrau, tw. mürbe überprägt

Dol, k+, b, mittelgrau, feinkörnig

Dol, G-Kataklasit, hell- -mittelgrau

S-Kataklasit, Dol, s, g, G-Kataklasit

Dol, k+, b-ma, mittel- bis hellgrau

S-Kataklasit, Dol, fS, zermürbt, geringe Festigkeit

Dol, G-Kataklasit, mittelgrau, kataklastisch überprägt

S-Kataklasit, Dol, s, g, von Hand zerbrechbar

Dol, G-Kataklasit, mittelgrau

Dol, G-Kataklasit, hell- -mittelgrau

Dolomitmarmor, klü', hell- -mittelgrau, mittelkörnig

G-Kataklasit, g, s, geringe Festigkeit

Dolomitmarmor, klü', hell- -mittelgrau, mittelkörnig

S-Kataklasit, s, gr, zerrieben, kleine Pyritadern

Dol, hell- -mittelgrau, kataklastisch überprägt

S-Kataklasit, s, dch, zermürbt

Dol, ma, klü', hellgrau, kataklastisch überprägt

G-Kataklasit, Dol, g, s, z2

Dol, gG, hell- -mittelgrau, zerbohrt

Dol, m- fg, G-Kataklasit, s, hell- -mittelgrau, zerbohrt

Dol, g, z2, hell- -mittelgrau, rissig

Dol, g, z2, hell- -mittelgrau, tw. sandiger Kataklasit

Dol, k+, hell- -mittelgrau

Dol, b, mittelgrau, kleinkörnig, tw. kataklastisch überprägte

G-Kataklasit, Dol, gr, S-Kataklasit, mittel- -dunkelgrau

Dol, k+, hell- -mittelgrau, tw. grusig überprägt

0,0

6,5

5,9

2,5

0,6

9,3

0,6

1,7

0,8

1,2

2,3

3,5

0,1

3,5

0,7

0,8

0,2

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1,1

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Projekt:


Endteufe: 360 m

Maßstab: 1 : 200

Teufenbezug: GOK


Datum: 01.07.2010

JOANNEUMRESEARCH


8700 LeobenTel.: +43 3842 47060 2230

Ci

h©

1994

2005

IDA

TG

bHC

\Dk

dEi

ll\

h\D

k\B

hlh

Pl\K

B36

06b

b

NN+0,00m

1,8

8,2

17,6

18,919,920,1

28,1

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36,4

38,7

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K

K-Ziffer/1,6m

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GR-Log

300100 100030,0 300010,0

R-Log[Ohmm]

R16R64

117 98 10

T-Log[°C]

T

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10,00

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15,00

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0,00

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LF-Log[µS/cm]

LF

0,20,10,0

Por

Por (m=1,3)

BOHRPROFIL

S, fg, u, grau

fG, s, u, grau

Schi, violettgrau-grau, aufgelockert, Qz-Gerölle

Schi, grüngrau-grau "Geröllschiefer"

Serizitphyllit, braungrau-graugrün, talkige SF, tw. entfestigt

C-Kataklasit, t, Serizitphyllit, graugrün, entfestigt

C-Kataklasit, Serizitphyllit, t, s', g', violett-grün, sehr steif

Serizitschiefer, Qu, Serizitquarzit, lichtgrün, tw. entfestigt, Textur tw. erhalten

Q, gstü, weiß-hellgrün, st.tekt. bea., zerschert

C-Kataklasit, Ph, Qu, Schi, graphitisch, verfaltet, tw. entfestigt, schwarz

Q, S-Kataklasit, G-Kataklasit, lichtgrün, st. zerschert

M-Kataklasit, Ph, graphitisch, st. zerschert, verfaltet, schwarz

Sa, Metasandstein, schi, st.zerschert, grau

Ph, C-Kataklasit, schwarz-grau, graphitreich, st. tekt. beans. & zerschert

C-Kataklasit, Ph, schwarz, graphitisch, entfestigt

Ph, graphitisch, schwarz, zerlegt

Ph, Metasandstein, graphitreich, schwarz-grau

1,8

6,4

9,4

1,3

1,0

0,2

8,0

6,9

1,4

2,3

3,1

3,3

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2,7

2,1

1,0

0,00

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-65,00-65,00

NN+m

Projekt:


Endteufe: 65 m

Maßstab: 1 : 200

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