Radiometrische Messungen sind wichtiger Bestandteil von Bohrkernuntersuchungen. Mit ihrer Hilfe können tonhaltige und tonfreie Schichten unterschieden werden. Markante Schichtpakete und Sedimentlagen werden aufgezeigt. Spektrale Messungen geben Auskunft über die Menge der im Gestein vorkommenden ?-Strahler wie Kalium, Uran und Thorium. Die vorliegende Studie steht im Verbund mit dem Geothermie-Projekt GeneSys und der Bohrung GB GT1 in Hannover. Es soll die geothermische Nutzung von geringporösen Sedimentgesteinen realisiert werden. Dazu müssen Sandsteinschichten von Formationen, die mögliche Ziel- und Re-Injektionshorizonte darstellen, identifiziert werden. Im Rahmen dieser Analyse werden die aus der Bohrung entnommenen Bohrkerne des Mittleren Buntsandsteins auf ihre radiometrischen Eigenschaften hin untersucht. Es werden integrale und spektrale ?-Messungen durchgeführt. Anhand der aufgenommenen ?-Messkurven und der Lithologie wird eine Korrelation zwischen Bohrkernteufe und Bohrlochteufe durchgeführt. Die Korrelation bestimmt den Versatz zwischen den Teufen, welcher die gezielte Umsetzung weiterer Arbeitsschritte im GeneSys-Projekt ermöglicht.

Textprobe: Kapitel 2, Probenmaterial: 2.1, Geologische Entwicklung: Niedersachsen wird in Tiefebene (nördlich der Linie: Osnabrück – Hannover – Braunschweig) und Bergland (Abb. 4) unterteilt. Die Region Hannover liegt am Übergang dieser Gebiete und wird nördlich vom Norddeutschen Tiefland und südlich vom Leine- und Weserbergland begrenzt. Regionalgeologisch befindet sich die Region um Hannover im mittleren und östlichen Teil des Niedersächsischen Beckens. Dieses besteht aus vielen verschiedenen Einzelschollen. Das Subherzyne Becken und das Osnabrücker-, das Leine- und das Weserbergland bilden den Nordwestteil des mitteldeutschen Bruchschollenlandes (LBEG, 2007). Hannover liegt auf der sogenannten Hannover-Scholle. Die Bohrung GB GT1 befindet sich im Norddeutschen Tiefland. Dort sind nahezu keine mesozoischen oder tertiären Gesteine aufgeschlossen. Oberflächennahe Ablagerungen bilden saalezeitliche Geschiebelehme und Schmelzwassersande. Die geologischen Verhältnisse des Untergrundes und die Morphologie beeinflussen eine Vielzahl von physikalischen Parametern und Eigenschaften (wie z. B. Dichte, Porosität, Permeabilität), welche unentbehrlich für hydrogeologische, geothermische und andere geowissenschaftliche Interpretationen sind. Nachfolgend wird die geologische Entwicklung der Region um Hannover kurz dargestellt. Im Fokus steht das Zeitintervall des Buntsandsteins, aus dem das Probenmaterial stammt. Dabei wird auf das Zusammenspiel von Klima, Tektonik und Sedimentation während dieses Zeitintervalls eingegangen. Die voran- und nachschreitenden geologischen Einheiten werden vollständigkeitshalber angesprochen. Geologie des Niedersächsischen Beckens Das Niedersächsische Becken ist Teil des Norddeutschen Beckens, welches zum Zentraleuropäischen Beckensystem gehört. Die Entstehung dieses Beckensystems begann im Unteren Perm vor etwa 299 Millionen Jahren (Ma). In Mitteleuropa wurden die Sedimente in einem von kontinentaler Kruste unterlagerten Becken abgelagert. Vulkanite und äolische Ablagerungen füllten das Becken. Im Oberen Perm (257 – 251 Ma) kam es zu einer Meeresingression aus Norden. Durch herrschende aride Bedingungen wurde Salz (das sogenannte Zechsteinsalz) aus dem Meerwasser gefällt.Während der Trias (251 – 199 Ma) gab es einen Superkontinent: Pangäa (Stanley, 1994). Im äquatorialen Bereich lag das Ur-Meer Tethys. Mitteleuropa befand sich etwa 25° nördlich des Äquators. Durch die besondere Land-/Meerverteilung herrschte im zentralen Bereich von Pangäa ein Klima mit hohen Verdunstungsraten. In Mitteleuropa lagerten sich im kontinentalen Bereich Sedimente der Germanischen Trias ab. Diese gliedert sich in Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper. Das Zeitintervall des Buntsandsteins (251 – 243 Ma) lässt sich in den Unteren, den Mittleren und den Oberen Buntsandstein unterteilen. Im Unteren Buntsandstein (251 – 249 Ma) herrschte ein warmes und arides Klima. Unter kontinentalen Bedingungen lagerten sich fluviatile und lakustrine Sandsteine, Tonsteine und Konglomerate ab (Faupl, 2000). Die Tonsteine weisen Einschaltungen von karbonatischoolithischen Gesteinen (Rogenstein) auf. Das Sedimentmaterial wurde in periodischen Schichtfluten aus Süden und Südosten angeliefert. Im Mittleren Buntsandstein (249 – 244,5 Ma) traten verstärkt Riftbewegungen auf, die eine allgemeine Hebung, anschließende Erosion und Ablagerung grober fluviatiler Sedimente zur Folge hatte. Aus südlicher Richtung wurden riesige Mengen an Sanden und Tonen in die Region um Hannover transportiert. Sie lagerten sich in einem ausgedehnten, leicht übersalzenen Binnensee ab. Vier Zyklen kennzeichnen den Mittleren Buntsandstein: Volpriehausen, Detfurth, Hardegsen und Solling. Die Zyklen beginnen jeweils mit einer Diskordanz und überliegenden basalen Sandsteinen. Darauf folgen Wechsellagerungen von Sand- und Tonsteinen und abschließend überwiegend tonige Sedimente (v. Daniels & Knoll, 1998). Vor der Ablagerung des Solling-Zyklus kam es durch die Riftbewegungen zur Bildung von Störungszonen. Durch die vielen aktiven Störungen bildete sich ein Relief aus Horsten und Gräben, welches Mächtigkeitsunterschiede der synsedimentär entstandenen Ablagerungen verursachte. Es wurden erstmals Zechsteinsalze mobilisiert, welche entlang von Störungszonen aufstiegen (Walter, 2007). Im tonigsalinar ausgebildeten Oberen Buntsandstein (244,5 – 243 Ma) kam es zunächst unter aridem Einfluss zur Bildung eines Salzsees, in dem Steinsalz und Anhydrit ausgefällt wurden. Das Klima wurde im höheren Röt zunehmend humider. Tonige Sedimente mit vereinzelten Einschaltungen von Anhydrit und geringmächtigen Feinsandlagen lagerten sich ab. Nach dem Buntsandstein folgten Ablagerungen des flachmarin gebildeten Muschelkalks (243 – 235 Ma). Erste Salzkissen bildeten sich über den im Buntsandstein aktiven Störungslinien. Die Fazies des Keupers (235 – 199 Ma) schließen die Germanische Trias ab. In Nordwestdeutschland senkte sich der Bereich des späteren Niedersächsischen Beckens und gliederte sich in Tröge und Schwellen (Walter, 2007). Im Jura (199 – 145 Ma) und in der Kreide (145 – 65 Ma) unterlag das Niedersächsische Becken fortlaufender Subsidenz, die u. a. die Formationen des Buntsandsteins in große Tiefen absenkte und viel Platz für neue Sedimentfracht schuf. Der Mittlere Buntsandstein ist sehr dicht und undurchlässig, dies liegt mitunter an der hohen Versenkungsrate. In der Oberkreide kam es zur Inversion des Beckens entlang von WNW-ESE verlaufenden Störungen. Aufgrund dieser tektonischen Umgestaltung entstand der sogenannte Hannover-Graben, dessen Ausläufer den Bereich der GeneSys-Bohrung GB GT1 als kleine Abschiebung in der Unterkreide durchläuft. Die Ablagerungen des Tertiärs (65 – 5 Ma) und des Quartärs (5 – 0 Ma) folgten. Seit dem Quartär prägten mehrere Glazial-Interglazial Zyklen die Region um Hannover. Durch Gletscher wurden tertiäre und oberkretazische Ablagerungen erodiert und als Moränen abgelagert.

• Geothermie

• Mittlerer Buntsandstein

• Bohrkernuntersuchung

• Bohrkernteufe

• Bohrlochteufe

Jennifer Dreiling wurde 1989 in Heiligenstadt, Thüringen geboren. Ihr Bachelorstudium der Geowissenschaften absolvierte sie im Jahre 2010 an der Leibniz-Universität in Hannover. Sie arbeitete als studentische Hilfskraft am Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik, an welchem sie auch die vorliegende Studie als abschließende Arbeit verfasste. In ihrem Masterstudium spezialisierte sich die Autorin auf die Geophysik. Seit Mitte 2012 befindet sie sich für einen akademischen Forschungsaufenthalt in Amerika.