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Arbeitsbericht NAB 14-58

Reflexionsseismische Analyse des 'Braunen Doggers'

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In den Standortgebieten Nördlich Lägern und Zürich Nordost wird die Tongesteinsabfolge 'Brauner Dogger' als potenzielles Wirtgestein für schwach- und mittelaktive Abfälle (SMA) im Rahmen von SGT Etappe 2 vertieft untersucht. In der vorliegenden Studie wird der 'Braune Dogger' mit Fokus auf diese beiden Standortgebiete anhand von 2D-Seismikdaten analysiert, welche mit Bohrdaten verglichen werden. Sie dient als Ergänzung zu jener von Bläsi et al. (2013), in welcher der aktuelle Wissensstand über die Sedimentologie und Stratigraphie des 'Braunen Doggers' und seiner westlichen Äquivalente dargelegt ist. Die vorliegende Studie baut auf der strukturgeologischen Zeit- und Tiefeninterpretation von 2D-Seismikdaten auf (Maritsch 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 der Effinger Schichten durchgeführt (Meier & Deplazes 2014).

In einem ersten Arbeitsschritt wurden Formen und Trends in bohrlochgeophysikalischen Logs analysiert. Eine detailliertere Logkorrelation der lithostratigraphisch definierten Formationen und Members lässt sich jedoch mithilfe von zugeordneten Logkriterien nicht vornehmen. In einem zweiten Arbeitsschritt wurde das Sedimentpaket 'Brauner Dogger' zwischen dem seismischen Hilfshorizont 'Near-Top Opalinuston' und dem Markerhorizont Basis Malm seismisch untersucht. Eine Unterteilung des 'Braunen Doggers' durch zusätzliche Hilfshorizonte ist nicht durchwegs möglich. Aufgrund der seismisch-stratigraphischen Analyse von Reflexionsgeometrien konnten aber deutliche Hinweise gefunden werden, dass es im 'Braunen Dogger' laterale Fazieswechsel gibt. Die 2D-Seismik wurde mit lithostratigraphischen und bohrlochgeopyhsikalischen Daten verglichen, und gewisse seismische Reflexionseigenschaften konnten als seismische Fazieseinheiten zusammengefasst und definiert werden. Diese seismischen Fazieseinheiten können in erster Näherung als repräsentativ für einzelne oder zusammengefasste Formationen betrachtet werden. Es muss allerdings betont werden, dass die Einteilung vielerorts einen konzeptionellen Charakter hat. Durch die Einteilung in diese seismischen Fazieseinheiten entsteht über weite Bereiche der Standortgebiete Nördlich Lägern und Zürich Nordost eine Zweiteilung des 'Braunen Doggers' in einen oberen, weniger reflektiven Teil, welcher hauptsächlich den Parkinsoni-Württembergica-Schichten entspricht und einen unteren, stärker reflektiven Teil, welcher die Humphriesioolith-, Wedelsandstein- und Murchisonae-Oolith-Formationen umfasst. 

Im östlichen Teil des Standortgebiets Nördlich Lägern lässt sich aufgrund von Reflexionsgeometrien eine etwa N-S streichende 'Schwellenzone' umreissen, welche ein positives Relief über dem meist flach gelagerten Opalinuston bildet. Innerhalb der stark reflektiven seismischen Fazieseinheit sind teilweise linsenartige, 'transparente' Invervalle mit teils geneigten Reflexionen eingeschaltet. Die stark reflektive seismische Fazieseinheit lässt sich bis in die Bohrung Weiach verfolgen und entspricht dort etwa der Murchisonae-Oolith-, Wedelsandstein- und Humphriesioolith-Formation. Die linsenartige, transparente seismische Fazieseinheit wurde bisher nicht erbohrt. Ein Vergleich der Sedimentkörper im Bereich der 'Schwellenzone' mit ähnlichen Sedimentkörpern aus dem schwäbischen Faziesraum und weiteren auch rezenten Beispielen legt nahe, dass es sich hierbei um Sandwälle, -dünen oder -barren handeln könnte, welche sehr heterogen zusammengesetzt sein können (Kalk, Quarzsand, Eisenooide, tonige Abschnitte). 

In den seismischen Daten lassen sich keine N-S streichenden tiefer liegenden Strukturen im Mesozoikum oder Grundgebirge erkennen, welche mit der Geometrie der 'Schwellenzone' in Verbindung gebracht werden könnten. Beobachtete Mächtigkeitssprünge des 'Braunen Doggers' entlang der südlichen Begrenzung des zentralen Nordschweizer Permokarbontrogs südlich des Standortgebiets Nördlich Lägern könnten hingegen ein Hinweis auf eine mitteljurassische Reaktivierung des Permokarbontrogs geben.

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