Sachplan geologische Tiefenlager Akteure

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1 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 Verfahrensführung EGT Regionalkonferenz Technik und Wissenschaft Aufsicht 2

2 Sachplan geologische Tiefenlager (SGT): 3 Etappen Etappe 1 Auswahl von geologischen Standortgebieten ( ) Etappe 2 geologische Erkundungen sicherheitstechnischer Vergleich Partizipations-Verfahren Etappe 3 Standortuntersuchungen (3D-Seismik, Tiefbohrungen) Rahmenbewilligungsgesuche 3 Strukturgeologische Gliederung SGT-E1 flächendeckende seismische Messungen (3D-Seismik) Nagra, 1996/97 seismische Messlinien (2D-Seismik) Nagra, SEAG u.a

3 Ausgangslage SGT-E1 + Messkampagne 2011/12 bestehende Seismische Messungen Seismische Messlinien 2011/12 Feldarbeiten: Oktober März Messlinien (~305 km) mit Anregungspunkten, 440 Zusatzmessungen (Nahlinien) und 36 Aufzeitbohrungen (~ 2200 Bohrmeter) 5 Untersuchungsziele der 2D Messungen 2011/12 Grossräumige Vertiefung des tektonischen 1 Verständnisses bezüglich der geologischen Langzeitentwicklung im Untersuchungsgebiet Identifikation von Strukturen innerhalb der Standortgebiete im Hinblick auf eine vertiefte, vergleichende Beurteilung der Platzverhältnisse für ein geologisches Tiefenlager Input für die Planung der fokussierten, flächendeckenden 3D-Seismik für Etappe 3 1 Tektonik: Die Lehre vom Aufbau der Erdkruste 6

4 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. Laufzeit 7 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 vertikalen Schnitt durch die Gesteinsschichten im Untergrund (2D-Seismik). Tiefe Laufzeit 8

5 Beispiel aus dem Gebiet Jura-Ost Mandacher Überschiebung 9 ZNO: Reprozessierte 2D-Seismik (Profil 91-NO-68) Benken Siblingen 10 Thalheim

6 Südranden: Profil 12-NS-66 ~ 1 km 11 Nördlich Lägern: Profil 11-NS-20 ~ 1 km 12 Topographie Basis Quartär Top Malm Basis Malm Top Lias Top Muschelkalk Basis Mesozoikum

7 Jura Ost: Profil 11-NS-04 ~ 1 km Topographie Basis Quartär Top Malm Basis Malm Top Lias Top Muschelkalk Basis Mesozoikum Jura-Südfuss: Profil 12-NS-53 ~ 1 km 14 Topographie Basis Quartär Top Malm Basis Malm Top Lias Top Muschelkalk Basis Mesozoikum

8 Zusammenfassung: Regionale Störungszonen Vergleich des Verlaufs von regionalen Störungszonen gemäss aktueller Auswertung (Niveau Top Lias) mit dem Störungsmuster aus SGT E1 15 WLB: 2D-Seismik 1989 Geosynthese Wellenberg 1996 (NTB 96-01) 16

9 Datenlage (Stand 2013) 17 ZNO: 3D-Seismik 1996/97 Einfache Schichtabfolge der Sedimentgesteine Tektonisch ruhige Verhältnisse Opalinuston in erforderlicher Tiefenlage Genügende Ausdehnung des Lagergesteins 500 N Sondier- Cholfirst Benken bohrung Benken Marthalen Alten S Tiefe [m ü.m.] km Legende: Quartär Lockergesteine (Quartär) Tertiär Obere Meeresmolasse/ Untere Süsswassermolasse Mesozoikum oberer Malm unterer Malm mittlerer bis oberer Dogger Opalinuston Lias Keuper Muschelkalk und Buntsandstein Grundgebirge Kristallin Permokarbon (vermutet/wahrscheinlich) 18

10 3D-Seismik Untersuchungsmethode Auslage der Geofone und Anregung an der Oberfläche in einer flächenhaften 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. 19 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). 20

11 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). 21 ZNO: 3D-Seismik Auswertung der Strukturen (I) Die flächenhafte Auswertung erlaubt weiterführende Analysen der seismischen Daten. Lokale Störungen können hochauflösend abgebildet werden. 22 Datum/Autor enkürzel Filename

12 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 (Birkhäuser et al.) 23 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 durch die 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

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