Beurteilung der geomechanischen Stabilität und Integrität von Endlagerbergwerken im Salzgebirge auf der Grundlage geologischer und ingenieurgeologischer Untersuchungen

Any safety assessment of a permanent repository for radioactive waste has to include an analysis of the geomechanical stability of the repository and integrity of the geological barrier. Such an analysis is based on geological and engineering geological studies of the site, on laboratory and in-situ experiments, and on numerical calculations. Central part of the safety analysis is the geomechanical modelling of the host rock. The model should simulate as closely as possible the conditions at the site and the behaviour of the rock (e.g., geology, repository geometry, initial rock stress, and constitutive models). On the basis of the geomechanical model numerical calculations are carried out using the finite-element method and an appropriate discretization of the repository and the host rock. The assessment of the repository stability and the barrier integrity is based on calculated stress and deformation and on the behaviour of the host rock measured and observed in situ. An example of the geomechanical analysis of the stability and integrity of the Bartensieben mine, a former salt mine, is presented. This mine is actually used as a repository for low level radioactive waste. The example includes all necessary steps of geological, engineering geological, and geotechnical investigations.

Das Tertiär-Vorkommen von Dörentrup im Lippischen Bergland (Ostwestfalen)

Innerhalb des Lippischen Berglandes in Ostwestfalen sind vereinzelte tertiärzeitliche Vorkommen bis heute erhalten geblieben. Die bekanntesten Lokalitäten sind dort die aufgelassene Quarzsandgrube von Dörentrup und die alten Fossilfundpunkte für das Oberoligozän in Friedrichsfeld und Göttentrup. Zur Gesamtdarstellung des rund 7 km2 großen Tertiär-Vorkommens wurden rund 200 Bohrungen in verschiedenen Archiven aus den Jahren 1861 bis 1986 gesichtet und durch ein Bohrprogramm mit 67 Bohrungen (1 270,4 lfd. m), das v. Verf. in den Jahren 1981 bis 1984 vor Ort betreut und geologisch ausgewertet wurde, ergänzt. Hinzu kam die Aufnahme von 85 Aufschlüssen im Locker- und Festgestein. Das Tertiär von Dörentrup liegt in einem durch Subrosion zechsteinzeitlicher Salinargesteine in mehreren Senkungsphasen (Alttertiär bis Mittelpleistozän) entstandenen Senkungsfeld, das im Bereich tektonisch vorgezeichneter Schwächezonen zwischen den Großstrukturen Niedersächsisches Tektogen und Hessische Senke entstanden ist. Die Schichtenfolge des Tertiärs lagert dem mesozoischen Untergrund (Keuper, Lias) diskordant auf. Sie beginnt mit dem Unteroligozän. Mittel- und oberoligozäne Sedimente sind ebenfalls durch weitere Bohrungen nachgewiesen. Ihre lithologische Ausbildung und die Fossilführung zeigen marine Verhältnisse und Landnähe an. Das Oligozän wird von einer Geröllage mit überwiegend Kieselschiefer- und Quarzgeröllen nach oben abgeschlossen. Die Maximalmächtigkeit des Oligozäns beträgt 73 m. Die fluviatilen sandigen Ablagerungen mit eingeschalteten Tonen und gering inkohlten Braunkohlenflözen sind pollenanalytisch in das Miozän/Pliozän zu stellen. Korngrößenanalysen und granulometrische Parameter zeigen zwei Sedimenteinheiten auf: schluffige Feinsande im älteren Teil und sehr eisenarme Mittelsande mit einzelnen Grobsandlagen ("Dörentruper Quarzsand") im jüngeren Teil. Das Quartär erreicht Mächtigkeiten von über 60 m, die durch eine subrosive Absenkung während der Sedimentation ermöglicht wurden. Die mio-/pliozänen Sedimentproben aus den Aufschlüssen besitzen Durchlässigkeitsbeiwerte von 9,4 x 10-4 bis 5,3 x 10-5 m/s. Eine geologische Profilserie mit 18 Profilschnitten durch das Tertiär-Vorkommen verdeutlicht die komplizierten Lagerungsverhältnisse.

Der Salzstock von Lüneburg im Quartär

Öffentlicher Vortrag anläßlich der Tagung der Deutschen Quartärvereinigung in Lüneburg 1964, etwas gekürzt

Fluß-, Schmelzwasser- und Solifluktions-Ablagerungen im Terrassengebiet der Leine und der Innerste : ein Beitrag zur pleistozänen Flußgeschichte Südniedersachsens

Vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur pleistozänen Flußgeschichte von Innerste und Leine - S-Niedersachsen - dar. Darüber hinaus wird die Frage einer E-W-Entwässerung NW-Deutschlands im Alt-Quartär diskutiert. Hierfür werden im wesentlichen Geröllanalysen herangezogen. Ihr Vergleich kann die von HECK (1928) postulierte Verbindung Werra - Leine im Alt-Pleistozän über den "Eichenberger Paß" nicht bestätigen. Möglich erscheinen hingegen sowohl ein "Mulde-Saale Flußlauf" (GENIESER, 1970) als auch eine Verbindung Weser-Leine über Coppenbrügge (LÜTTIG, 1955), um die Gerölle aus Thüringer- Wald-Kristallin in den "Oberterrassen"-Ablagerungen und ihren Umlagerungsprodukten bei Hannover zu erklären. Der Verbindung Weser-Leine wird, nach Abwägung aller Fakten, der Vorzug gegeben. Die Geröllzusammensetzung der Mittelterrasse zeigt überwiegend den unmittelbaren Einfluß des jeweils benachbarten anstehenden Festgesteins. Dieses wird über den Umweg von Hangschuttmassen zugeführt. Wo Oberterrassen- Ablagerungen vorhanden sind, können sie ebenfalls in den Mittelterrassen-Sedimenten mit aufgearbeitet sein. Die Niederterrassen-Ablagerungen müssen zumindest in Teilen des Untersuchungsgebietes als Umlagerungsprodukt der Mittelterrassen-Ablagerungen angesehen werden. Die Unterscheidung von Schmelzwasser- und Terrassenkiesen gelingt jeweils nur für Proben aus eng benachbarten Ablagerungsräumen. Allerdings sind erstere oft durch einen vergleichsweise höheren Anteil N-Materials sowie durch, in gefrorenem Zustand transportierte, Ton- sowie Schluffgerölle ausgezeichnet.

Die pleistozäne Vereisungsgrenze im südlichen Niedersachsen und im östlichen Westfalen

Mit Hilfe von Geländebegehungen, Literatur- und Karten-Auswertung sowie Befragungen von Ortskundigen wurde die Verbreitungsgrenze nordischer Geschiebe (Geschiebegrenze) im südlichen Niedersachsen und östlichen Westfalen ermittelt. Weiterhin erfolgte eine Zusammenstellung stratigraphisch wichtiger Aufschlüsse. Die Untersuchungsergebnisse wurden in zahlreichen Karten und Tabellen dargestellt, wobei eine genaue Auflistung aller berücksichtigten Fundpunkte erfolgte. Für das Untersuchungsgebiet lassen sich die folgenden Aussagen ableiten: 1. Anhand der Geschiebegrenze läßt sich auf die maximale Ausdehnung des pleistozänen Inlandeises (allgemeine Vereisungsgrenze) schließen. Da nahe der Geschiebegrenze meist jedoch nur einzelne Geschiebefunde auftreten, bei denen anthropogener Transport, in einigen Fällen auch fluviatile oder glazifluviatile Umlagerung, nicht auszuschließen sind, ist die in dieser Arbeit konstruierte Geschiebegrenze und somit auch die allgemeine Vereisungsgrenze z. T. unsicher. 2. In mehreren Teilgebieten drang das pleistozäne Inlandeis nachweislich weiter nach S, als dies in früheren Arbeiten (LÜTTIG 1955 a; SERAPHIM 1972) angegeben wurde. 3. Zur maximalen Ausdehnung von Elster-, bzw. Saale-Vereisung lassen sich keine sicheren Aussagen machen. Nur aufgrund theoretischer Überlegungen wird eine Elster- und eine Saale-zeitliche Vereisungsgrenze konstruiert. Anhand von Vorkommen glaziärer Sedimente, die stratigraphisch eindeutig zuzuordnen sind, wird eine "Linie der Mindestausdehnung der Elster-Vereisung" und eine "Linie der Mindestausdehnung der Saale-Vereisung" dargestellt. Die Auswertung von insgesamt 624 Schwermineralanalysen quartärer Lockersedimente (Mittelterrasse-, Niederterrasse-, rezente und holozäne Fluß-Sedimente) erbrachte folgende Ergebnisse: 1. übersteigt bei einem quartären Lockersediment der Anteil der Schwerminerale Gemeine Hornblende, Disthen und Sillimanit (z. T. auch Granat und Epidot/Zoisit) bestimmte Grenzwerte und befindet sich das Sediment außerhalb des Bereiches präglazialer Gesteinsvorkommen, die Lieferant dieser Schwerminerale sein könnten, so läßt sich annehmen, daß die Bildung des Sedimentes durch das pleistozäne Inlandeis oder dessen Schmelzwässer beeinflußt wurde. 2. Liegt bei einem quartären Lockersediment der Anteil der o. g. Schwerminerale unter den entsprechenden Grenzwerten, so kann dies auf Nicht-Vereisung des betreffenden Gebietes zurückzuführen sein, möglicherweise aber auch auf andere Ursachen.