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Arbeitsbericht NAB 14-57

Reflexionsseismische Analyse der Effinger Schichten

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Im Standortgebiet Jura-Südfuss werden die Effinger Schichten als potenzielles Wirtgestein für schwach- und mittelaktive Abfälle (SMA) im Rahmen von SGT Etappe 2 vertieft untersucht. In der vorliegenden Studie werden die Effinger Schichten mit Fokus auf das Standortgebiet Jura-Südfuss anhand von 2D-Seismikdaten analysiert, welche mit Bohrdaten verglichen werden. Sie dient als Ergänzung zu jener von Deplazes et al. (2013), in welcher der aktuelle Wissensstand über die Sedimentologie und Stratigraphie der Effinger Schichten dargelegt ist. Die vorliegende Studie baut auf der strukturgeologischen Zeit- und Tiefeninterpretation von 2D-Seismikdaten auf (Madritsch et al. 2013, Meier et al. 2014), welche alle im Rahmen von SGT Etappe 2 reprozessierten und neu erhobenen Seismikdaten berücksichtigt. Die Studie wurde parallel zur reflexionsseismischen Analyse des 'Braunen Doggers' durchgeführt (Meier & Deplazes 2014).

In einem ersten Arbeitsschritt wurden Formen und Trends in bohrlochgeophysikalischen Logs analysiert und stratigraphische Logeinheiten definiert. Diese Logeinheiten weisen im Allgemeinen eine hohe Kontinuität auf, und sie lassen sich über mindestens 20-25 km korrelieren (Bohrung Pfaffnau-1 bis EWS Bohrung Biberstein), was die Analysen von Deplazes et al. (2013) bestätigt. Die Gerstenhübel-Schichten, welche die Effinger Schichten in die Oberen und Unteren Effinger Schichten unterteilen, lassen sich auf eine bestimmte Logeinheit eingrenzen. Der Top dieser Logeinheit kann als regionaler Leithorizont für die Logkorrelation verwendet werden. 

In einem zweiten Arbeitsschritt wurden die Effinger Schichten im Standortgebiet Jura-Südfuss seismisch untersucht. Der Top der Effinger Schichten konnte in erster Näherung mit dem im Rahmen dieser Studie neu definierten seismischen Hilfshorizont Near-Top Effinger Schichten (nTEff) kartiert bzw. konstruiert werden. Der Top der Gerstenhübel-Schichten lässt sich regional in einer ersten Näherung mit dem ebenfalls neuen seismischen Hilfshorizont Near-Top Gerstenhübel-Schichten (nTGer) kartieren, wodurch die Oberen Effinger Schichten und die Unteren Effinger Schichten s.l. (inklusive Gerstenhübel- und Birmenstorfer Schichten) voneinander unterschieden werden können. Die Effinger Schichten weisen bei guter Datenlage und etwas grösserer Überlagerung in der Regel eine subparallel gelagerte, kontinuierliche seismische Fazies auf, welche der Ausdruck einer lateral ausgedehnten Wechsellagerung von Kalkbank- und Kalkmergelabfolgen ist. Die Auflösung der Seismik reicht generell aber nicht aus, um einzelne Kalkbank- und Kalkmergelabfolgen abzubilden.

Aus der Kartierung der Hilfshorizonte nTEff- und nTGer- und dem Markerhorizont Basis Malm können Mächtigkeitsangaben abgeleitet werden. Diese müssen mit Vorsicht betrachtet werden, weil (a) die Horizonte in Bereichen mit schlechter Datenqualität stellenweise konstruiert werden mussten und (b) noch Ungewissheiten in den seismischen Intervallgeschwindigkeiten hinzukommen. Regionale Trends sind aus den Mächtigkeitskarten aber durchaus abschätzbar. Es zeigt sich, dass die Mächtigkeitsverteilung der gesamten Effinger Schichten besonders durch das Verteilungsbild der mächtigeren Oberen Effinger Schichten geprägt ist. Dieses zeigt maxi-male Mächtigkeiten südlich des eigentlichen Standortgebiets.

Als Ursache für die Mächtigkeitsverteilung der Effinger Schichten werden synsedimentäre Subsidenzbewegungen vermutet. So finden sich nach der palinspastischen Rekonstruktion Hinweise auf einen lokalen Zusammenhang zwischen den Sedimentmächtigkeiten in den Effinger Schichten und darunterliegenden Permokarbontrog-Strukturen. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Mächtigkeitsverteilung der Effinger Schichten und bekannten Grundgebirgsstrukturen und Permokarbontrögen kann aber nicht nachgewiesen werden.

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