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Standortbeschreibung Gorleben Teil 2

Die Geologie des Deck- und Nebengebirges des Salzstocks Gorleben

Hrsg.: Angelika Köthe; Norbert Hoffmann; Paul Krull

[Description of the Gorleben Site Part 2: The Geology of the Overburden and Adjoining Rock of the Gorleben Salt Dome, Germany (Nuclear waste disposal site candidate)]

2007. 201 Seiten, 42 Abbildungen, 19 Tabellen, 17x24cm, 690 g
Language: Deutsch

(Geologisches Jahrbuch Reihe C, Band C 72)

ISBN 978-3-510-95963-1, brosch., price: 58.00 €

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nuclear waste disposal site gorleben

Contents

Kurzbeschreibung top ↑

Im Rahmen der Eignungsuntersuchungen des Salzstocks Gorleben als Endlager für radioaktive Abfallstoffe wurde im Raum Gorleben in den Jahren 1979 bis 1984 sowie von 1996 bis 1998 ein umfangreiches geologisch-hydrogeologisches Bohr- und Erkundungsprogramm durchgeführt. Etwa zeitgleich erfolgten in einem dichten Netz reflexionsseismische und flachseismische Messungen zur strukturellen Erkundung des Salzstocks und seiner Randsenken. Die Ergebnisse der geologischen Bearbeitung des Deckgebirges und der strukturgeologischen Untersuchungen werden zusammenfassend dargestellt.

Der Strukturbau des präsalinaren Untergrundes sowie alle erbohrten lithostratigraphischen Einheiten werden beschrieben und ihr Vorkommen sowie ihre Lagerungsverhältnisse erläutert und illustriert.

Die dem Salzstock auflagernden Deckgebirgsschichten werden hauptsächlich von quartären und tertiären Sedimenten gebildet, kretazische Schichten sind nur in Relikten vorhanden. Die tertiären Sedimente des Paläozäns bis Untermiozäns waren ursprünglich fast im gesamten Untersuchungsgebiet vorhanden. Heute jedoch bestehen infolge Erosionen, insbesondere in den quartären Rinnen, Verbreitungslücken. Die tertiäre Schichtenfolge wird deutlich von der halokinetischen Entwicklung der Salzstruktur Gorleben − Rambow beeinflusst. Sie ist über der Salzstruktur mit ca. 50 m bis 200 m stark kondensiert und schwillt in der nordwestlichen Randsenke auf bis etwa 1.100 m an.

Mit einem zeitlichen Hiatus von ca. 15 Mio. Jahren überdecken quartäre Ablagerungen das gesamte Untersuchungsgebiet. Die Schichtenfolge ist vom Ende der Menap-Kaltzeit bis einschließlich des Holozäns nahezu vollständig durch Sedimente vertreten.

Die Basisfläche des Quartärs setzt sich aus Elementen unterschiedlicher Entstehung und verschiedenen Alters zusammen. Auffälligstes Element der Quartärbasis sind mehr oder weniger parallel verlaufende tiefe Rinnen. Über dem zentralen Teil des Salzstocks sind die tertiären Schichten vollständig erodiert, so dass dort elstereiszeitliche Sedimente das Hutgestein und an flächenmäßig eng begrenzten Stellen das Salinar direkt überlagern. Die Lagerungsverhältnisse des Quartärs wurden vorwiegend durch glaziäre Prozesse wie Erosion, Exaration oder glazigene Dynamik und weniger durch Auswirkungen der Subrosion bestimmt.

Die Analyse der Randsenken des Salzstocks ergab eine Hebungsrate der Salzstockoberfläche von 0,08 mm/Jahr während der Oberkreide und 0,02 mm/Jahr im Zeitraum Miozän bis Quartär. Die quantitative Auswertung epirogen-tektonischer und halokinetischer Bewegungen belegt, dass sich im Untersuchungsgebiet relativ stabile tektonische Verhältnisse eingestellt haben. Die verschiedenen und unterschiedlich starken Phasen der Ablaugung des Salzstocks wurden analysiert und zeigen, dass zukünftig nur noch mit geringen Subrosionsraten zu rechnen ist.

Abstract top ↑

The Gorleben salt dome is being investigated for its suitability as a repository for radioactive waste. From 1979 to 1984 and from 1996 to 1998 the cover deposits of the Gorleben salt dome have been investigated in the frame of a comprehensive geological and hydrogeological site exploration programme. Simultaneously, for structural investigations of the salt dome and the rim synclines a high number of reflection seismic and shallow seismic reflection profiles were conducted. The results of the geological examination of the cover deposits and the structural geological investigation are comprehensively and finally described.

The structure of the pre-Zechstein underground and all the lithostratigraphic units that have been cored are described in detail, their occurrences and their beddings are explained and illustrated.

The cover deposits mainly consist of Tertiary and Quaternary sediments, whereas Cretaceous sediments are preserved as remnants. The Tertiary sequence includes Paleocene through Lower Miocene sediments which originally were present all over the study area. As a result of erosion, mainly in the Quaternary channels, they are now absent in some places. The Tertiary sequence is clearly influenced by the halokinetic evolution of the Gorleben − Rambow salt structure. Above the salt structure the sequence is condensed to about 50 m to 200 m but in the northwestern rim sink it rises up to a thickness of 1100 m. A hiatus of approx. 15 million years separates the Tertiary sequence from the overlying Quaternary sediments.

The Quaternary sequence consists of sediments from the upper Menapian through to the Holocene and covers the whole of the study area. The base of the Quaternary is build up of elements of different ages and genesis. Most spectacular are the more or less parallel oriented Quaternary channels. In the central part of the salt dome the Tertiary sediments were eroded completely and therefore sediments of the Elsterian Glaciation have direct contact with the cap rock and at some spots even with the salt. The bedding of the Quaternary sediments was primarily governed by glacial processes such as erosion, exaration and glacial dynamics, and to a lesser extent by the effect of subrosion.

Based on an analysis of the salt dome rim synclines the uplift of the salt dome was 0,08 mm/year during the Upper Cretaceous and 0,02 mm/year during the Miocene through Quaternary. The epirogenic-tectonic and halokinetic movements are quantitatively evaluated and indicate a stable tectonic situation in the study area nowadays. The subrosion that took place at different times and with different rates were analysed showing an expected low subrosion rate for the future.

Bespr.: ZGW 6/2007, S. 415-416 top ↑

Die broschierte Monographie ist 2007 im Geologischen Jahrbuch, Reihe C, Heft 72 erschienen. Sie gehört zu einer vierteiligen Dokumentation der Ergebnisse der geowissenschaftlichen Untersuchungen am Standort Gorleben.

Der im niedersächsischen Landkreis Lüchow-Dannenberg gelegene Salzstock Gorleben wird seit 1979 auf seine Eignung als Endlager für radioaktive Abfälle untersucht. Dadurch gehört er zu den am besten untersuchten Salinarstrukturen Deutschlands. In dem umfangreichen Werk fassen die Autoren die Ergebnisse der Untersuchungen zum Deck- und Nebengebirge des Salzstocks Gorleben zusammen. Sie geben zunächst einen Überblick über das Ziel der Untersuchungen und die übertägigen Erkundungsmaßnahmen, zu denen ein umfangreiches Bohrprogramm, flach- und tiefenseismische Messungen sowie quartärgeologische und bodenkundliche Kartierungen Buchbesprechungen gehörten. In den folgenden zwei Kapiteln werden die mit mehr als 250 Bohrungen aufgeschlossenen Schichtenfolgen des Tertiär und des Quartär auf insgesamt 75 Seiten sehr ausführlich beschrieben. Dabei werden die Ergebnisse der stratigraphischen, lithologischen und sedimentologischen Untersuchungen mit genetischen Aspekten verknüpft. Das nächste Kapitel ist dem regionalen Strukturbau des tieferen Untergrundes, von der Moho bis zur Basis des Zechstein, gewidmet. Wegen der geringen Datenverfügbarkeit und wegen der Dimension der subsalinaren Strukturen wird der Rahmen des Untersuchungsgebietes in diesem und im folgenden Kapitel, das die mesozoischen und känozoischen Strukturen in der Umgebung des Salzstocks Gorleben beschreibt, etwas weiter gefasst. Im Anschluss werden die Ergebnisse der Strukturanalyse im Bereich des Salzstocks dargestellt. Neben den Lagerungsverhältnissen der Schichten des Zechstein bis Quartär wird dabei auf die Störungen und Strukturen im Liegenden und im Hangenden der Salzstruktur sowie auf Unterschiede in der Entwicklung der benachbarten Salzstöcke Gorleben und Rambow eingegangen. Weitere Kapitel sind den Themen Subrosion, Bilanzierung der Salzbewegungen, rezente Tektonik und Krustenbewegungen, Salzstockaufstieg sowie zukünftige Entwicklung der Salzstruktur Gorleben gewidmet. Darin werden die geologischen Prozesse in den verschiedenen Bereichen des Salzstocks detailliert aufgeschlüsselt.

Ziel der Untersuchungen war die Klärung des stratigraphischen und lithologischen Aufbaus des Deckgebirges und seiner geologischen Entwicklung im Zuge des Salzaufstiegs und seines Deckgebirges. Damit sollen Grundlagen und Daten für einen Langzeitsicherheitsnachweis für das geplante Endlager im Salzstock Gorleben bereitgestellt werden. Des Weiteren sollen die Arbeiten dazu dienen, die Diskussion um den Endlagerstandort Gorleben zu versachlichen.

Diesen Ansprüchen wird das Buch in jedem Fall gerecht. Es ist klar strukturiert und enthält in knapper Sprache ausführliche Informationen zur Geologie des Untersuchungsgebietes, die auch auf andere Gebiete übertragen werden können. Mit den Ergebnissen wird außerdem die Kenntnislücke für dieses Gebiet in unmittelbarer Nähe zur früheren innerdeutschen Grenze geschlossen. Besonders informativ sind die detailreichen und exakten Karten und geologischen Schnitte sowie die Tabellen. Sehr ausführlich wird auch auf die Entstehung und die Füllung der quartären Rinnen sowie auf die glazigenen Deformationen eingegangen. Demgegenüber fehlt eine Beschreibung von Stratigraphie und Lithologie der in den Randsenken auftretenden mesozoischen Abfolge, auch wenn diese nicht bzw. nur spärlich durch Bohrungen aufgeschlossen ist. Hilfreich wären auch einige zusätzliche Abbildungen, wie z.B. ein synthetisches Profil der tertiären und quartären Abfolge, in das die häufig zitierte Gamma- Kurve eingebunden ist.

Das Buch ist als kompakte Darstellung des aktuellen Wissens zur Geologie des Deck- und Nebengebirges des Salzstocks Gorleben zu empfehlen. Es richtet sich an ein breites, fachlich interessiertes Publikum. Für die Quartärund Tertiärforschung Norddeutschlands dürfte es wegen der ausführlichen Beschreibung der Lithologie und Genese der känozoischen Schichtenfolge von hohem Interesse sein. Strukturgeologisch Interessierte können sich zudem eine präzise Vorstellung von der Entstehung eines Salzstocks und den damit verbundenen Prozessen in der Umgebung und im Deckgebirge machen. Und nicht zuletzt sollten auch die Gegner und Befürworter des Endlagerstandortes Gorleben sowie die Politiker diese sachlich gehaltene Abhandlung kennen.

HAGEN FELDRAPPE, Güstrow

ZGW 6/2007, S. 415-416

Bespr.: Felsbau 1, Februar 2008, Seite 12 top ↑

Im Rahmen der Eignungsuntersuchungen des Salzstocks Gorleben als Endlager für radioaktive Abfallstoffe wurde im Raum Gorleben in den Jahren 1979 bis 1984 sowie von 1996 bis 1998 ein umfangreiches geologisch- hydrogeologisches Bohr- und Erkundungsprogramm durchgeführt. Etwa zeitgleich erfolgten in einem dichten Netz reflexionsseismische und flachseismische Messungen zur strukturellen Erkundung des Salzstocks und seiner Randsenken. Die Ergebnisse der geologischen Bearbeitung des Deckgebirges und der strukturgeologischen Untersuchungen werden zusammenfassend dargestellt. Erbohrte lithostratigraphische Einheiten und deren Lagerungsverhältnisse werden beschrieben und illustriert.

Felsbau 1, Februar 2008, Seite 12

Bespr.: BWK 1/2 2009 top ↑

Der zweite Teil der Reihe zum Salzstock in Gorleben befasst sich mit geologischen Eigenschaften des Deck- und Nebengebirges, die im Zeitraum von 1979 bis 1984 sowie von 1996 bis 1998 im Zuge geologisch-hydrogeologischer Bohr- und Erkundungsprogramme ermittelt wurden. Der Strukturbau des präsalinaren Untergrundes sowie alle durch Bohrungen erhaltenen lithostratigraphischen Einheiten werden beschrieben und ihr Vorkommen sowie ihre Lagerungsverhältnisse erläutert und illustriert. Die Analyse der Randsenken des Salzstocks ergab eine jährliche Hebungsrate der Salzstockoberfläche von 0,08 mm während der Oberkreide und von 0,02 mm im Zeitraum Miozän bis Quartär. Die quantitative Auswertung epirogen-tektonischer und halokinetischer Bewegungen belegt, dass sich im Untersuchungsgebiet relativ stabiletektonische Verhältnisse eingestellt haben. Die unterschiedlich starken Phasen der Ablaugung des Salzstocks wurden analysiert und zeigen, dass künftig nur noch mit geringen Subrosionsraten zu rechnen ist.

BWK Das Energie-Fachmagazin 1/2 2009 Seite 77

Bespr.: Zentralblatt für Geologie und Paläontologie Teil II Jg. 2010, Heft 1/2 top ↑

Die vorliegende Veröffentlichung ist der zweite Teil einer dreiteiligen Bearbeitung des Salzstock Gorlebens: Teil 1 der Standortbeschreibung Gorleben umfasst die Hydrogeologie des Deckgebirges über dem Salzstock Gorleben und der Teil 3 enthält die Ergebnisse der über- und untertägigen Erkundung des Salinars.

Der vorliegende Teil 2 der Standortbeschreibung Gorleben enthält die Geologie des Deck- und Nebengebirges des Salzstockes Gorleben.

Gorleben liegt – tektonisch betrachtet – im Bereich der kaledonischen und variszischen Deformationsfront im Gebiet der Altmark-Schwelle südlich der Avalonia- Baltica-Sutur (SW-Rand von Baltica) auf dem Ost-Avalonia-Terran als kristallines Grundgebirge des Norddeutschen Beckens und nördlich des Armorica-Terrans mit der Avalonia-Amorica-Sutur.

Seit 1979 untersucht man den Salzstock Gorleben und dessen nähere Umgebung auf seine Eignung als Endlager für radioaktive Abfälle: Bis 1984 und von 1996 bis 1998 führte man ein geologisch-hydrogeologisches Bohr- und Erkundungsprogramm durch. Etwa gleichzeitig fanden geophysikalische Untersuchungen zur Erkundung der Salzstockstruktur und der Randsenken statt. Diese Ergebnisse werden in dieser Abhandlung dargestellt.

Die Kapitel 1 und 2 enthalten die Einleitung und eine Vorstellung der durchgeführten Erkundungsuntersuchungen, Kartierungen, quartärgeologischen und Laborarbeiten an Gesteinsproben. Auf die Beschreibung des Untersuchungsgebietes und dem morphologisch-geologischen Überblick folgt die Schilderung des sedimentären Untergrundes vom Zechstein bis zum Holozän. Die salinaren Abfolgen und die Internstruktur des Salzstockes selbst enthält der Teil 3 dieser Reihe als ausführliche Beschreibung.

Es schließt sich der regionale Strukturbau des tieferen Untergrundes an mit Tiefenlage der Mohorovicic-Diskontinuität, Kristallin- und präpermischer Oberfläche, Zechsteinbasis und Elbe-Lineament. Der Salzstock Gorleben liegt auf dem NW-Abschnitt der Unterelbe-Linie. Dieser Bereich mit NW-SE streichenden Störungen gehört dem nördlichen Elbe-Lineament oder Hamburg-Krakau-Lineament an. Der nordwestliche Teil der Unterelbe-Linie wird als „vorwiegend mafi scher bis ultrabasischer Krustenrest des ehemaligen Tornquist-Ozeans … bzw. eines ostavalonischen kaledonischen Inselbogens und der südöstliche Abschnitt als vorwiegend saurer Krustenrest des Ostavalonia-Terrans“ favorisiert.

Anschließend folgen Kapitel über den Strukturbau in der Umgebung des Salzstockes Gorleben und die Salzstruktrur Gorleben-Rambow sowie über die Subrosionsvorgänge im Tertiär und Quartär bis hin zu rezenten Bewegungen. Die Verf. bilanzieren die Salzfl ießgeschwindigkeiten und Salzstockhebungen infolge der Salzbewegungen. Im Bereich der Einlagerungssohle bei -840 m Teufe stellte man das Maximum der Salzfl ießgeschwindigkeiten in der Ober-Kreide mit 0,34 mm/ Jahr und ein Minimum im Zeitabschnitt Miozän/Quartär fest. Abschließend werden rezente Tektonik und Krustenbewegungen, der Salzstockaufstieg und die zukünftige Entwicklung der Salzstruktur Gorleben aufgezeigt. Eine Zusammenfassung, ein Literaturverzeichnis und ein Abkürzungsverzeichnis runden dieses Werk fundiert ab. Ein Teil der Abbildungen dieses Werkes ist in größerem Format auf den drei beiliegenden Tafeln wiedergegeben.

Diese bemerkenswerte Veröffentlichung verdient es, daß man sie in die Hand nimmt!

S. J. MARKS

Zentralblatt für Geologie und Paläontologie Teil II Jg. 2010, Heft 1/2

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Einleitung 11
2 Geologische und strukturanalytische Untersuchungen
in Gorleben 12
2.1 Ziel der Untersuchungen 12
2.2 Erkundungsmaßnahmen 12
2.2.1 Bohrungen 16
2.2.2 Geophysikalische Erkundungsprogramme 17
2.2.3 Quartärgeologische Kartierungen 17
2.2.4 Bodenkundliche Kartierungen 20
2.2.5 Untersuchungen an Gesteinsproben 21
3 Beschreibung des Untersuchungsgebietes 23
3.1 Lage und Begrenzung 23
3.2 Morphologisch-geologischer Überblick 23
4 Stratigraphie, Lithologie und Lithogenese 28
4.1 Zechstein bis Kreide 28
4.2 Tertiär 29
4.2.1 Paläozän 31
4.2.2 Eozän 32
4.2.3 Oligozän 40
4.2.4 Miozän (Untermiozän) 46
4.3 Quartär 55
4.3.1 Präglazial-Zeit (Präelster) 57
4.3.2 Elster-Kaltzeit 66
4.3.3 Holstein-Warmzeit 76
4.3.4 Saale-Komplex 83
4.3.5 Eem-Warmzeit 92
4.3.6 Weichsel-Kaltzeit 92
4.3.7 Holozän 99
5 Regionaler Strukturbau des tieferen Untergrundes 104
5.1 Mohorovicic-Diskontinuität 105
5.2 Kristallin-Oberfläche 109
5.3 Präperm-Oberfläche 111
5.4 Elbe-Lineament 113
5.5 Zechstein-Basis 117
6 Strukturbau in der Umgebung des Salzstocks Gorleben 121
6.1 Mesozoische Strukturen 121
6.2 Känozoische Strukturen 125
7 Salzstruktur Gorleben−Rambow 131
7.1 Unterschiede in der Entwicklung der Salzstöcke
Gorleben und Rambow 131
7.2 Lagerungsverhältnisse des Zechsteins und
des Mesozoikums 133
7.3 Lagerungsverhältnisse des Tertiärs 139
7.4 Lagerungsverhältnisse des Quartärs 144
7.4.1 Quartäre Rinnen 150
7.4.2 Glazigene Deformationen 152
7.5 Strukturen im Liegenden der Salzstruktur 154
7.5.1 Sockelstörungen 156
7.6 Strukturen im Hangenden der Salzstruktur 157
7.6.1 Salzspiegel 157
7.6.2 Hutgestein 157
7.6.3 Scheitelgräben 161
8 Subrosion 162
8.1 Subrosion im Tertiär 162
8.2 Subrosion während der Präglazial-Zeit 163
8.3 Elsterkaltzeitliche bis saalekaltzeitliche Subrosion 164
8.4 Eemwarmzeitliche bis rezente Subrosion 166
9 Bilanzierung der Salzbewegungen 169
9.1 Salzfließgeschwindigkeiten und Salzstockhebungen 169
9.2 Primäre Zechsteinmächtigkeit 171
9.3 Bilanz der Salzmengen 173
10 Rezente Tektonik und rezente Krustenbewegungen 175
11 Der Salzstockaufstieg 176
12 Zukünftige Entwicklung der Salzstruktur Gorleben 183
13 Zusammenfassung 184
14 Literaturverzeichnis 190
15 Abkürzungsverzeichnis 200