Original paper

Isotopen- und hydrochemische Betrachtungen über die Süßwasser/Salzwasser-Zone am Nordostrand des Münsterländer Beckens

[Isotopic and Hydrochemical Contributions to the Fresh/Saline Water-System at the NE Margin of the Münsterland Basin]

Geyh, Mebus A.; Michel, Gert

Kurzfassung

Für das Solbad Ravensberg am Nordostrand des Münsterländer Beckens wurde versucht, das Süßwasser/Salzwasser-Vorkommen qualitativ zu erfassen. Die dortigen Brunnen fördern unterschiedlich konzentrierte Mineralwässer, die nach der hydrogeologischen Konzeption Mischungen einer Sole mit Süßwasser sind. Sole kommt im Kalkstein-Aquifer des gesamten Münsterländer Beckens vor. Sie steigt an dessen Rändern auf Kluftzonen auf und tritt in Quellen zutage oder vermischt sich - wie im vorliegenden Falle - im überlagernden quartären Aquifer mit Süßwasser. Dieses wird im Ausstrichbereich des Kalkstein-Aquifers neu gebildet. Die Bestimmung der Mischungsverhältnisse von Süßwasser und Salzwasser (Sole) gelingt nicht allein mit den hydrochemischen Daten (Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO4+-, NO3-, HCO3-). Erst die Ergebnisse ergänzender radiometrischer Isotopenanalysen (14C und 3H) erlauben - nach der Ermittlung der Eigenschaften der Sole - die gesuchten Süßwasser- und Salzwasser-Anteile der Mineralwässer anhand ihrer Chlorid-Gehalte einzugrenzen. Andere Ionen- und Isotopen-Gehalte sind dazu weniger geeignet, weil die BÖGLIsche Mischungskorrosion chemische Reaktionen mit dem Aquifergestein auslöst, die auf das Mineralwasser verändernd wirken. Hinzu kommen Ionenaustauschvorgänge. Die Wasseralter nehmen mit der Tiefe zu und erschweren ebenfalls die Beurteilung.

Abstract

In the area of the Solbad Ravensberg at the NE-margin of the Münsterland basin the quality of the fresh water and saline water system and its interface was investigated. In that region the production wells bring up mineral waters with different concentrations, which are, hydrogeologically, compositions of brine with fresh water. Brine occurs in the limestone aquifer in the whole Münsterland basin. The brine ascends in zones of jointing and comes to the surface in sources, or - as in this case - it blends with fresh water in the overlaying quarternary aquifer. The fresh water is re-formed in the outcrop of the quarternary aquifer. The analysis of the ratios of components fresh water and saline water cannot succed only by the means of hydrochemical data Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, NO3-, HCO3-). Only the results of additional radiometric isotope analysis - after investigation of the brine's properties - permit to determinate the fresh and saline water's portions by help of their chloride percentages. Other proportions of ions and isotopes are less suitable, because the BÖGLI's mixing corrosion can set free chemical reactions with the aquifer. These can change the original properties of the mineral water. In addition to this ion exchanges will be found. In case of 3H- and 14C-concentration, the age of water increases with depth and makes such calculations difficult.

Keywords

Saline wateraquiferlimestoneUpper Cretaceousmixturefresh waterclastic rockQuaternaryhydrochemistry14Ctritiumchloridemineral water Rhenish-Westphalian Basin (Solbad Ravensburg)North-Rhine Westphalia TK 25: Nr. 38153915