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gebo-G2: Erkundung von Störungszonen mit elektrischen und elektromagnetischen Methoden

Im Rahmen dieses Projektes werden elektrische und elektromagnetische Methoden auf ihre Eignung zur Erkundung von geologischen Störungszonen im Hinblick auf geothermische Anwendungen untersucht. Für großskalige geologische Strukturen, wie beispielsweise Störungszonen mit Tiefen von einigen Kilometern, kann die elektrische Leitfähigkeit bzw. der Kehrwert, der spezifische elektrische Widerstand, ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung sein, insbesondere im Hinblick auf geothermische Anwendungen. Niedrige elektrische Widerstände liefern Hinweise auf elektrisch leitfähige Minerale oder Salzlaugen in Klüften bzw. hydrothermale Fluide.

Numerische und praktische Untersuchungen sollen die Möglichkeiten und Einschränkungen der angewandten Methoden feststellen. Dazu werden sie gemeinsam an ausgesuchten Störungssystemen angewandt und unter Einbezug seismischer Daten interpretiert. Nach anfänglicher Untersuchung bekannter, nicht tief reichender Störungszonen, werden tiefere Strukturen im Untergrund untersucht. Ziel ist die Entwicklung eines angepaßten Messaufbaus und einer Weiterentwicklung bei der Dateninterpretation.

Als ein Studiengebiet zur Untersuchung der genannten Fragestellungen wurde der östliche Leinetalgraben gewählt, da hier eine bekannte Störungszone bis an die Erdoberfläche reicht. Aufgrund der dort gewonnenen Erkenntnisse sollen weitere Gebiete in Niedersachsen untersucht werden. Bislang wurden deshalb Messungen im Leinetal südlich von Northeim unter Einsatz einer großskaligen Gleichstromgeoelektrik unter Einsatz einer Hochstromquelle und der Transientelektromagnetik (TEM), ebenfalls mit großskaligen Messauslagen und starkem Sender, durchgeführt. Dabei überqueren zwei Messprofile den östlichen Rand des Leinetalgrabens.  Als Resultat konnte die aus der Geologie und einigen Bohrungen bekannte Störungszone ermittelt werden.

Prinzipskizze des Messaufbaus und Vorstellung über die Geologie

Das erste Ergebnis einer großskaligen Geoelektrik-Widerstandsmessung, die 2D ausgewertet wurde (Sektion), gibt deutlich zwei Bereiche unterschiedlichen Widerstandes westlich und östlich der Störungszone wieder. Die eindimensional vorläufig interpretierten Ergebnisse von ebenfalls großskaligen transientelektromagnetischen Messungen sind als Schichtmodelle im selben Vertikalschnitt dargestellt. Die Erkundungstiefe beider Methoden erreicht etwa 600 bis 800 m. Während die Geoelektrik die Störungszone gut abbilden kann, interpretiert die TEM Schichten niedrigen Widerstands dort, wo aufgrund seismischer Strukturinformationen Änderungen in der Schichtung vorliegen können (schwarze Linien).

 

 

Im weiteren Verlauf des Projektes sollen mit weiter vergrößerten Messauslagen und anderen Methoden, wie beispielsweise der Magnetotellurik (MT), noch größere Erkundungstiefen erzielt werden. Schließlich soll im Projekt eine geeignete Vorgehensweise sowohl für Messungen als auch für die Interpretation der Daten erarbeitet werden, um unter den spezifischen geologischen Bedingungen in Niedersachsen mögliche Störungszonen im Hinblick auf geothermische Anwendungen erkunden zu können.

Stand 2011

 

Die Ergebnisse des Projektes G2 wurden nach Beendigung des gebo-Projektes in folgendem Band veröffentlicht:

Schaumann, G., Grinat, M. & Günther, T. (2015): Detection of Fault Zones Using Electric and Electromagnetic Methods, in: "Final Report of Geothermal Energy and High-Performance Drilling Collaborative Research Program (gebo) Niedersachsen". Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen, Band 30, ISBN 978-3-7369-9080-7, Cuvillier Verlag Göttingen.

 

 

 

Projektleitung

Michael Grinat
 +49 (0)511 643-3493
Dr. Thomas Günther
 +49 (0)511 643-3494

Projektgruppe

Dr. Gerlinde Schaumann
Michael Grinat
Dr. Thomas Günther
Robert Meyer

Laufzeit

01.08.2009 - 31.12.2014

Produkte & Publikationen

des Projekts

Ein Projekt aus dem Arbeitsbereich Geothermische Energie