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Regionalkonferenz Zürich Nordost

9. Vollversammlung der Regionalkonferenz

Die Abbildung der tiefen Gesteinsschichten

mittels Reflexionsseismik im Gebiet ZNO

und in den anderen geologischen Standortgebieten

Philip Birkhäuser, MSc ETH (für das Projektteam)

16. November 2013

Interoil-Schweiz / Proseis-AG:

B. Meier, P. Kuhn, P. Roth, O. Zingg

geosfer ag:

H. Naef, S. Heuberger

Nagra:

H. Madritsch, S. Schnellmann

Sachplan geologische Tiefenlager – Akteure

Aufsicht

Verfahrensführung

Technik und

Wissenschaft

EGT Regionalkonferenz

www.radioaktiveabfaelle.ch

2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20132


Etappe 1

Etappe 2

Etappe 3

Auswahl von geologischen

Standortgebieten (2007 – 2011)

• geologische Erkundungen

• sicherheitstechnischer Vergleich

• Partizipations-Verfahren

Standortuntersuchungen

(3D-Seismik, Tiefbohrungen)

Rahmenbewilligungs-

gesuche

Sachplan geologische Tiefenlager (SGT): 3 Etappen

Strukturgeologische Gliederung SGT-E1

seismische

Messlinien

(2D-Seismik)

Nagra, SEAG u.a.

1979 - 1996

flächendeckende

seismische

Messungen

(3D-Seismik)

Nagra, 1996/97

4 2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013

Ausgangslage SGT-E1 + Messkampagne 2011/12

Feldarbeiten:Oktober 2011 - März 2012

20 Messlinien (~305 km)mit 40’000 Anregungspunkten,

440 Zusatzmessungen (Nahlinien) und 36 Aufzeitbohrungen (~ 2200 Bohrmeter)

bestehende

Seismische

Messungen

Seismische

Messlinien

2011/12



Untersuchungsziele der 2D Messungen 2011/12

Grossräumige Vertiefung des tektonischen1 Verständnisses bezüglich der geologischen Langzeitentwicklung im Untersuchungsgebiet

Identifikation von Strukturen innerhalb der Standortgebiete im Hinblick auf eine vertiefte, vergleichende Beurteilung der Platzverhältnisse fürein geologisches Tiefenlager

Input für die Planung der fokussierten, flächendeckenden 3D-Seismik für Etappe 3

1 Tektonik: Die Lehre vom Aufbau

der Erdkruste

6


2D-Seismik: Untersuchungsmethode

Auslage der Geofone und Anregung an der Oberfläche entlang einer Messlinie über grosse Distanzen zwecks regionaler Datenerhebung.

Die an den verschiedenen Gesteinsschichtgrenzen im Untergrund reflektierten Wellenfronten werden entlang dieser Profilspur

aufgezeichnet.

Lau

fzeit

8

2D-Seismik – Auswertung und Interpretation


Die reflektierten Signale werden anhand der Informationen aus Tiefbohrungen den Gesteinsschichtgrenzen zugeordnet.

Versätze in den Reflexionshorizonten geben Hinweise auf tektonische Störungen.

Die Auswertung ergibt einen zweidimensionalen, virtuellen vertikalenSchnitt durch die Gesteinsschichten im Untergrund (2D-Seismik).

La

ufz

eit

Tie

fe


Beispiel aus dem Gebiet Jura-Ost

9

Mandacher Überschiebung

ZNO: Reprozessierte 2D-Seismik (Profil 91-NO-68)


Siblingen Benken Thalheim

Südranden: Profil 12-NS-66


~ 1 km


Nördlich Lägern: Profil 11-NS-20

12

~ 1 km

• Top Lias• Top Muschelkalk• Basis Mesozoikum

• Topographie• Basis Quartär

• Top Malm• Basis Malm


Jura Ost: Profil 11-NS-04

~ 1 km




Jura-Südfuss: Profil 12-NS-53

~ 1 km





Zusammenfassung: Regionale Störungszonen

Vergleich des Verlaufs von regionalen Störungszonen gemäss aktueller

Auswertung (Niveau Top Lias) mit dem Störungsmuster aus SGT – E1


WLB: 2D-Seismik 1989


Geosynthese

Wellenberg 1996

(NTB 96-01)


Datenlage (Stand 2013)

ZNO: 3D-Seismik 1996/97


Tie

fe [

m ü

.M.]

-1000

-500

0

500

Legende:

Quartär

Lockergesteine (Quartär)

Tertiär

Obere Meeresmolasse/Untere Süsswassermolasse

Mesozoikum

oberer Malm

unterer Malm

mittlerer bis oberer Dogger

Opalinuston

Lias

Keuper

Muschelkalk undBuntsandstein

Grundgebirge

Kristallin

Permokarbon(vermutet/wahrscheinlich)

N SSondier- bohrungBenkenBenkenCholfirst Marthalen Alten

1 km

• Einfache Schichtabfolge der Sedimentgesteine

• Tektonisch ruhige Verhältnisse

• Opalinuston in erforderlicher Tiefenlage

• Genügende Ausdehnung des Lagergesteins

3D-Seismik – Untersuchungsmethode

Auslage der Geofone und Anregung an der Oberfläche in einer flächen-haften Anordnung zwecks hochauflösender lokaler Abklärung.

Die an den verschiedenen Gesteinsschichtgrenzen im Untergrund reflektierten Wellenfronten werden gleichzeitig von mehreren, parallel ausgelegten Geofonlinien aufgezeichnet. Auf diese Weise können die Gesteinsschichtgrenzen im Untergrund flächenhaft abgetastet werden.




Die Reflexionen können räumlich abgebildet und tektonische Störungen durchgehend kartiert werden.

Die Auswertung ergibt eine lückenlose dreidimensionale

Darstellung der Gesteinsschichten im Untergrund (3D-Seismik).





Die Reflexionen können räumlich abgebildet und tektonische Störungen durchgehend kartiert werden.

Die Auswertung ergibt eine lückenlose dreidimensionale

Darstellung der Gesteinsschichten im Untergrund (3D-Seismik).

ZNO: 3D-Seismik – Auswertung der Strukturen (I)

Die flächenhafte Auswertung erlaubt weiterführende Analysen der seismischen Daten.

Lokale Störungen können hochauflösend abgebildet werden.

Filename22Datum/Autor

enkürzel

ZNO: 3D-Seismik – Auswertung der Strukturen (II)

Die ausgewerteten Horizonte können anschaulich in ihrer dreidimensionalen räumlichen Lage dargestellt werden.


Seismischer Horizont Top Lias (= Basis Opalinuston) im Gebiet Zürcher Weinland

NTB 00-03 (Birkhäuser et al.)

Schlussfolgerungen

Die strukturgeologische Auswertung der für Etappe 2 des Sachplans reprozessierten und neu gemessenen 2D-Seismik bestätigt die

grundsätzliche tektonische Gliederung der Nordschweiz.

Die Verdichtung des bestehenden seismischen Messnetzes durchdie neue 2D-Seismik erlaubt eine Präzisierung des Verlaufs der regionalen tektonischen Störungszonen als Input zur Abgrenzung von Lagerperimetern in den Standortgebieten der Nordschweiz.

Die 2D-Seismik-Daten und Bohrungen von vergleichbarer Qualität

und Dichte in den verschiedenen Standortgebieten sind hilfreich für die qualitative Charakterisierung und Bewertung der Gebiete.

Die 2D-Seismik in den Standortgebieten der Nordschweiz ersetzt die fokussierten 3D-seismischen Messungen für Etappe 3 nicht.

Für ZNO liegt schon ein 3D-seismischer Datensatz vor. Es müssen in diesem Gebiet keine neuen seismischen Messungen für Etappe 3 mehr durchgeführt werden.


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