Fänger für Seilkerninnenrohr am Bohrgerät
Rock & Log
Bohrkampagne 2023, Bohrlochgeophysik (LIAG) und Forschungsmessstellenbau am Lehrstuhl für Hydrogeologie - Teil 1
Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks im akustischen Televiewer-Log
- Life
Meldung vom: | Verfasser/in: Dr. Robert Lehmann
Bohrplatz in der Mühlhausen-Langensalzaer Mulde
Seit Anfang Juni dreht sich die Bohrkrone wieder im Hainich. Im Rahmen unseres von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFGExterner Link) geförderten Sonderforschungsbereichs AquaDiva ergänzen wir das Langzeitmonitoring-Messnetz im Critical-Zone-Exploratory um zwei Forschungsmessstellen.
Die erste Grundwassermessstelle (Endteufe 85 m), am Fuß des Hainichrückens gelegen, schließt die phreatische Grundwasserzone in Gesteinen des Unteren Keupers und Oberen Muschelkalks in Richtung Entlastungsgebiet des Grundwasserfließsystems auf. Neben der Komplettierung zweier Quertransekte, u. a. für das Monitoring der Druckverhältnisse, Untergrundtemperaturen und der hydrochemischen Beschaffenheit, dienen die Bohrungen erneut zur Gewinnung von Gesteinsmaterial zwecks Untersuchung der vielfältigen mineralischen Reaktionsräume und mikrobiellen Bewohner, die für die Güte unseres Grund- bzw. Trinkwassers entscheidenden Beitrag leisten.
Schattiges Plätzchen für Bohrkernbeschreibung vor Ort
Über die vielfältigen Arbeiten für unser Feldteam um Prof. Kai Uwe Totsche am Bohrplatz, wie z.B. Qualitätskontrolle während Bohr- und Ausbauarbeiten der Grundwassermessstellen, lithologische Bohrkernbeschreibung durch Dr. Michaela Aehnelt, Kamerabefahrungen und Probenahmen etc. informieren wir mit den Bildergalerien und Teil 2 (folgt in Kürze).
Unser Team am Bohrplatz
Austretende Bohrspülung beim Öffnen des Bohrgestänges
Bergen des Seilkerninnenrohrs
Entfernen des Kernfangrings am Seilkerninnenrohr
Liner in Bohrkernkiste
Lithologische Kernansprache und Aufnahme sedimentologischer und hydrogeologischer Parameter
Karbonattest mit verdünnter Salzsäure: es schäumt
Abtransport einer Kernkiste (Archivprobe) ins Kernlager
Für die Speicherung von Grundwasser in Kalkstein-Mergelstein-Wechselfolgen des Oberen Muschelkalks sind v.a. feine Klüfte bedeutsam
Im Oberen Muschelkalk bieten stark alterierte Matrices bioklastischer Kalksteine Hohlräume für Grundwasser sowie endolithische Habitate
Photodokumentation vor Ort
Messfahrzeug des LIAG
Für bohrlochgeophysikalische Messungen und hervorragende Zusammenarbeit im Rahmen einer 2016 initiierten Kooperation danken wir herzlichst den Kollegen vom Leibniz-Institut für Angewandte GeophysikExterner Link (LIAG) aus Hannover.
Das Messteam der Sektion Gesteinsphysik & BohrlochgeophysikExterner Link, Thomas Grelle und Carlos Lehne, war zwei Tage vor Ort um die am Hangfuß des Hainichs bis 85 m Endteufe aufgeschlossene, wenig verwitterte Schichtenfolge mit vielfältigen geophysikalischen Verfahren zu messen. Die Befahrung erfolgte im standsicheren Kernbohrloch mit ca. 148 mm Durchmesser, nach Ziehen des Bohrgestänges. Folgende bohrlochgeophysikalische Verfahren kamen dabei u.a. zum Einsatz:
- Spektral-Gamma-Ray-Log
- Akustischer Imager (Borehole Televiewer)
- Geometrie (4-Arm-Kaliber mit Orientierung)
- FEL (fokussierte gleichstromelektrische Messung)
- NMR (Nuklear-Magnetische-Resonanz)
Die Bohrlochmessungen liefern wertvolle Daten, u. a. zur Aufklärung der hydrogeologischen Funktionen der Gesteinsschichten und für die Tiefenkorrektur von Bohrkerndaten anhand der kontinuierlichen und teufengenauen Logs.
Am Bohrplatz im Hainich
Umlenkrolle, gehisst
Thomas Grelle, LIAG-Sektion 5 Gesteinsphysik & Bohrlochgeophysik im Austausch mit Prof. Kai Uwe Totsche
Beim Logging mit akustischem Borehole-Televiewer
Carlos Lehne, LIAG-Sektion 5 Gesteinsphysik & Bohrlochgeophysik, mit Bohrlochsonde
Platzieren und Montage einer Sonde im Bohrloch
Im Messwagen: alles gut im Blick
Im Messwagen des LIAG
Nach erfolgreichem Logging: Demontage einer Bohrlochsonde auf dem Bohrplatz
Sensible Fracht: Bohrloch-NMR-Sonde
NMR-Logging
Diskussion der Messergebnisse vor Ort
Bohrkern mit Kalkstein-Mergelstein-Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks
(Grundwasser-)Messstellenbau am Lehrstuhl für Hydrogeologie zeichnet sich durch folgende Kriterien aus - Teil 1:
Repräsentative Lage und Kompartimente:
Messstellen erstrecken sich über das Grundwasserneubildungs- und Entlastungsgebiet und umfassen sowohl die phreatische Zone (permanent gesättigter Grundwasserraum), als auch die Aerationszone. Forschungsmessstellen(-bündel) weisen separate Filterstrecken (Multilevel-Beobachter) auf, zum Monitoring der Grundwasserqualität in verschiedenen Ökosystemkompartimenten und von multidirektionalen FließbewegungenExterner Link.
Exploration und Gesteinsprobenahme:
Der Errichtung einer Forschungsmessstelle geht zumeist eine durchgehende Gewinnung von Bohrkernproben voraus. Diese dienen uns für die Untersuchung der unterirdischen Ökosystemkompartimente bezüglich u. a. Hohlraum-/Porenraumarchitektur, reaktiver mineralischer Oberflächen und endolithischer mikrobieller GemeinschaftenExterner Link.
... zu Teil 2 (folgt in Kürze).
Robert Lehmann, Dr.
Wiss.Mitarbeiter
Lehrstuhl Hydrogeologie
Foto: FSU/Hydrogeologie
Raum H 107
Wöllnitzer Straße 7
07749 Jena
Kai Uwe Totsche, Prof. Dr.
Lehrstuhl Hydrogeologie
Foto: FSU/Hydrogeologie
Raum H 104
Burgweg 11
07749 Jena