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
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2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20132
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20133
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
5 2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20136
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/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20137
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
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.20138
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
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
Beispiel aus dem Gebiet Jura-Ost
9
Mandacher Überschiebung
ZNO: Reprozessierte 2D-Seismik (Profil 91-NO-68)
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Siblingen Benken Thalheim
Südranden: Profil 12-NS-66
11 2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
~ 1 km
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
Nördlich Lägern: Profil 11-NS-20
12
~ 1 km
• Top Lias• Top Muschelkalk• Basis Mesozoikum
• Topographie• Basis Quartär
• Top Malm• Basis Malm
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
Jura Ost: Profil 11-NS-04
~ 1 km
• Top Lias• Top Muschelkalk• Basis Mesozoikum
• Topographie• Basis Quartär
• Top Malm• Basis Malm
Jura-Südfuss: Profil 12-NS-53
~ 1 km
• Top Lias• Top Muschelkalk• Basis Mesozoikum
• Topographie• Basis Quartär
• Top Malm• Basis Malm
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.201314
Zusammenfassung: Regionale Störungszonen
Vergleich des Verlaufs von regionalen Störungszonen gemäss aktueller
Auswertung (Niveau Top Lias) mit dem Störungsmuster aus SGT – E1
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WLB: 2D-Seismik 1989
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Geosynthese
Wellenberg 1996
(NTB 96-01)
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Datenlage (Stand 2013)
ZNO: 3D-Seismik 1996/97
18 2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
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.
2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.201319
3D-Seismik – Auswertung und Interpretation
Die reflektierten Signale werden anhand der Informationen aus Tiefbohrungen den Gesteinsschichtgrenzen zugeordnet.
Die Reflexionen können räumlich abgebildet und tektonische Störungen durchgehend kartiert werden.
Die Auswertung ergibt eine lückenlose dreidimensionale
Darstellung der Gesteinsschichten im Untergrund (3D-Seismik).
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3D-Seismik – Auswertung und Interpretation
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Die reflektierten Signale werden anhand der Informationen aus Tiefbohrungen den Gesteinsschichtgrenzen zugeordnet.
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.
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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.
24 2D/3D-Seismik - 9. VV RK ZNO 16.11.2013
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