Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks im akustischen Televiewer-Log

Rock & Log

Bohrkampagne 2023, Bohrlochgeophysik (LIAG) und Forschungsmessstellenbau am Lehrstuhl für Hydrogeologie - Teil 1
Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks im akustischen Televiewer-Log
Foto: Robert Lehmann
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Meldung vom: | Verfasser/in: Dr. Robert Lehmann

Bohrkampagne 2023

Bohrplatz in der Mühlhausen-Langensalzaer Mulde
Foto: Robert Lehmann

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
Foto: Robert Lehmann

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).

Kernbohrung und Bohrkernaufnahme vor Ort

Fänger für Seilkerninnenrohr am Bohrgerät
Foto: Robert Lehmann
Unser Team am Bohrplatz
Foto: Robert Lehmann
Austretende Bohrspülung beim Öffnen des Bohrgestänges
Foto: Robert Lehmann
Bergen des Seilkerninnenrohrs
Foto: Robert Lehmann
Entfernen des Kernfangrings am Seilkerninnenrohr
Foto: Robert Lehmann
Liner in Bohrkernkiste
Foto: Robert Lehmann
Lithologische Kernansprache und Aufnahme sedimentologischer und hydrogeologischer Parameter
Foto: Robert Lehmann
Karbonattest mit verdünnter Salzsäure: es schäumt
Foto: Robert Lehmann
Abtransport einer Kernkiste (Archivprobe) ins Kernlager
Foto: Robert Lehmann
Für die Speicherung von Grundwasser in Kalkstein-Mergelstein-Wechselfolgen des Oberen Muschelkalks sind v.a. feine Klüfte bedeutsam
Foto: Robert Lehmann
Im Oberen Muschelkalk bieten stark alterierte Matrices bioklastischer Kalksteine Hohlräume für Grundwasser sowie endolithische Habitate
Foto: Michaela Aehnelt
Photodokumentation vor Ort
Foto: Robert Lehmann

LIAG im Hainich

Messfahrzeug des LIAG
Foto: Robert Lehmann

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.

Bohrlochgeophysikalische Messungen (LIAG)

Am Bohrplatz im Hainich
Foto: Robert Lehmann
Umlenkrolle, gehisst
Foto: Robert Lehmann
Thomas Grelle, LIAG-Sektion 5 Gesteinsphysik & Bohrlochgeophysik im Austausch mit Prof. Kai Uwe Totsche
Foto: Robert Lehmann
Beim Logging mit akustischem Borehole-Televiewer
Foto: Robert Lehmann
Carlos Lehne, LIAG-Sektion 5 Gesteinsphysik & Bohrlochgeophysik, mit Bohrlochsonde
Foto: Robert Lehmann
Platzieren und Montage einer Sonde im Bohrloch
Foto: Robert Lehmann
Im Messwagen: alles gut im Blick
Foto: Robert Lehmann
Im Messwagen des LIAG
Foto: Robert Lehmann
Nach erfolgreichem Logging: Demontage einer Bohrlochsonde auf dem Bohrplatz
Foto: Robert Lehmann
Sensible Fracht: Bohrloch-NMR-Sonde
Foto: Robert Lehmann
NMR-Logging
Foto: Robert Lehmann
Diskussion der Messergebnisse vor Ort
Foto: Robert Lehmann

Messstellenbau am Lehrstuhl für Hydrogeologie - Teil 1

Bohrkern mit Kalkstein-Mergelstein-Wechsellagerungen des Oberen Muschelkalks
Foto: Robert Lehmann

(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
Robert Lehmann
Raum H 107
Wöllnitzer Straße 7
07749 Jena

Kontakt:

Kai Uwe Totsche, Prof. Dr.
Lehrstuhl Hydrogeologie
Prof. Dr. Kai Uwe Totsche
Raum H 104
Burgweg 11
07749 Jena