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rvSU-Kriterium - Kristallines Wirtsgestein - Prüfschritt 2 - Kristalline Wirtgesteinskomplexe (PDF)

Description: rvSU-Kriterium Ungünstige räumliche Charakterisierbarkeit kristalliner Wirtsgesteinskomplexe Einordnung PrüfschrittPrüfschritt 2 WirtsgesteinKristallines Wirtsgestein Fachlich-regulatorische Beschreibung Fachliche BeschreibungDer strukturelle Aufbau kristalliner Wirtsgesteinskomplexe wirkt sich auf die Übertragbarkeit der charakteristischen Ge­ steinseigenschaften und damit auf die Bewertung der räumli­ chen Charakterisierbarkeit aus. Im Gegensatz zu Plutoniten ist insbesondere bei hochgradig regionalmetamorphen Gesteinen wie Gneisen und Migmatiten durch das metamorphe Lagenge­ füge die räumliche Vorhersagbarkeit der Gesteinstypen nicht zuverlässig möglich. Bedeutung für die Sicherheit des EndlagersystemsDie räumliche Charakterisierung des Wirtsgesteinsbereichs mit Barrierefunktion (WbB)1 soll zuverlässig möglich sein. Thematischer und regulatori­ scher BezugHauptgruppe „Räumliche Charakterisierbarkeit und Zuverläs­ sigkeit der Sicherheitsaussage“ (vgl. BGE 2023/3, S. 27 ff.); § 7 Abs. 6 Nr. 3 Buchst. a EndlSiUntV Anwendungsmethodik KategorisierungMittels der weiteren rvSU-Kriterien zu Prüfschritt 2 (BGE 2023/3, S. 35) werden ggf. frühzeitig eindeutige Nach­ teile eines Gebiets identifiziert. Als weiteres rvSU-Kriterium zu Prüfschritt 2 ist die ungünstige Bewertung dieses rvSU-Kriteri­ ums damit hinreichend für die Nichterfüllung des Prüfschritts 2 und eine Einstufung in Kategorie C. BewertungsmethodikDie Bewertung des rvSU-Kriteriums erfolgt anhand der Ge­ steinsausbildung (Gefüge)2, welche insbesondere anhand ge­ ologischer Karten ermittelt und in die Tiefe übertragen wird. 1 Als WbB wird bis zum Zeitpunkt der konkreten räumlichen Festlegung des einschlusswirksamen Gebirgsbereichs (ewG) in einem Untersuchungsraum der Wirtsgesteinsbereich bezeichnet, der den ewG aufnehmen kann (verändert nach BGE 2023/6). Innerhalb eines WbB kann theoretisch überall ein ewG platziert werden. Der ewG ist „der Teil eines Gebir­ ges, der bei Endlagersystemen, die wesentlich auf geologischen Barrieren beruhen, im Zusammenwirken mit den techni­ schen und geotechnischen Verschlüssen den sicheren Einschluss der radioaktiven Abfälle in einem Endlager gewährleis­ tet“ (§ 2 Nr. 9 StandAG). 2 Bei der Charakterisierung der kristallinen Gesteine nach dem Gefüge wird der Begriff im Sinne von Okrusch & Matthes (2014) angewendet. Dabei umfasst das Gefüge von Gesteinen folgende, nicht scharf gegeneinander abzugrenzende Be­ griffe: Struktur, Textur, Absonderung. Die genannten Einzelbegriffe sind wie folgt definiert: Struktur beschreibt die Mine­ ralkörner und Einzelkomponenten bezogen auf deren Grad der Kristallinität, die Größe und Größenverteilung sowie die Gestalt der Minerale und ihre Bindung untereinander. Mit Textur werden die räumlichen Anordnungsformen der Minerale angesprochen, wie die besondere Verteilung in Lagen, die Orientierungen der jeweiligen Mineralformen oder bestimmte Wachstumsformen. Die makroskopische Form der Absonderung ergibt sich wiederum aus der Struktur und Textur der Gesteine. Bei kristallinen Gesteinen ist das insbesondere die flächige Absonderungsform der Gneise. Geschäftszeichen: SG02303/97-4/3-2025#6 – Objekt-ID: 14063857 – Stand: 03.11.2025 www.bge.de Seite 1 von 5 rvSU-Kriterium Bewertungs-/Datengrundlagen Als Bewertungsgrundlage dienen insbesondere geologische Karten und wenn vorhanden geologische Schnitte, 3D-Struk­ turmodelle, Bohrungsdaten (Schichtenverzeichnisse, bohr­ lochgeophysikalische Messungen) und Fachliteratur. Wertungsgruppen nicht ungünstigPlutonite mit weitgehend isotropem magmatischen Gefüge (mit entsprechendem Intrusionsvolumen) mit geringer Variations­ breite der Gesteinseigenschaften und guter räumlicher Vorher­ sagbarkeit der Gesteinsausbildung. ungünstigHochgradig regionalmetamorphe Gesteine wie Gneise und Migmatite mit ausgeprägtem metamorphen Gefüge, deutlicher Variationsbreite der strukturellen Muster und räumlich nicht vorhersagbaren Verteilungen von Gefüge- und Gesteinstypen. 1 Fachliche Herleitung des Kriteriums Eine günstige räumliche Charakterisierbarkeit zeichnet sich dadurch aus, dass die in einem Gebiet vorkommenden Gesteinstypen und ihre bewertungsrelevanten Eigenschaften ermittelbar und räum­ lich übertragbar sind. Dabei ist bei kristallinen Wirtsgesteinen die Übertragbarkeit von übertägigen Informationen in endlagerrelevante Teufen wichtig, was durch das Fehlen oder den eingeschränkten Informationsgehalt von Bohrungen und aufgrund komplexer Strukturmuster nur begrenzt möglich ist. Die Möglichkeiten der Übertragbarkeit werden durch die Lagerungsverhältnisse, einen möglichen Faltenbau und Störungen sowie die räumliche Verteilung der homogen bzw. heterogen ausgebilde­ ten Gesteine bestimmt. Die BGE definiert zwei Gesteinsgruppen als kristalline Wirtsgesteine: Plutonite und hochgradig re­ gionalmetamorphe Gneise. Ihre Klassifizierung und die Bestimmung der spezifischen Gesteinsei­ genschaften erfolgen anhand des Mengenverhältnisses der im Gestein enthaltenen Minerale und der verschiedenartig ausgebildeten Gefüge. Bei gleicher Mineralzusammensetzung bestehen Nach­ teile, wenn über die spezielle Anordnung und Verteilung von Mineralen (Gefüge) potenzielle Ablö­ sungsflächen und Wegsamkeiten entstehen und bei Beanspruchung weiterentwickelt werden kön­ nen. Das Festigkeitsverhalten der kristallinen Gesteine wird hauptsächlich durch das Gefüge und den mengenmäßigen Anteil der Schichtsilikate Muskovit und Biotit bestimmt. Diese Minerale neh­ men aufgrund ihrer flachen Form und blättrigen Ausbildung eine Sonderstellung ein. In plutonischen Gesteinen sind sie meist regellos und homogen verteilt. Gneise weisen demgegenüber stofflich dif­ ferenzierte Lagen und sehr häufig auch Anreicherungen der o. g. Schichtsilikate entlang sogenann­ ter Foliationsflächen auf. Der stetige Materialwechsel in Gneisen bewirkt daher eine richtungsab­ hängige Festigkeit. Je stärker das Lagengefüge in Gesteinen mit einer metamorphen Entstehungs­ geschichte entwickelt ist, desto deutlicher wirkt sich das Gefüge auf das Festigkeitsverhalten und mögliche Wegsamkeiten aus (z. B. Plinninger et al. 2019). Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Ausbildung der Gesteinsgefüge in der Tiefe annähernd bekannt ist bzw. dass dort zwischen homogenen Magmatiten und den stärker anisotropen Gneisen unterschieden werden kann. In geologischen Karten sind die dargestellten Einheiten neben der Mineralzusammensetzung auch nach Art und Verteilung der Gefüge sortiert. Zusätzlich zu magmatischen Intrusionen und Gneisen Geschäftszeichen: SG02303/97-4/3-2025#6 – Objekt-ID: 14063857 – Stand: 03.11.2025 www.bge.de Seite 2 von 5 rvSU-Kriterium werden sogenannte migmatische Gneise unterschieden, die eine Mischform der beiden Erstgenann­ ten darstellen. In Anlehnung an Mehnert (1968) sind diese wiederum in die zwei Haupttypen Meta- texite und Diatexite gegliedert. Der Zusammenhang zwischen Art und Ausbildung der Gefüge und den Bezeichnungen in den gängigen geologischen Karten ist in Abbildung 1 verdeutlicht. Gebän­ derte Gneise (Typ 1) besitzen in der Regel flächenhaft ausgerichtete Gefüge und Strukturen. In mig­ matischen Gneisen wird dieser Lagenbau sukzessive aufgelöst. Metatexite zeigen noch flächige, sich aber bereits in Verformung und Auflösung befindende Gefüge (Typ 2 „stromatisch“ bis Typ 3 „verfaltet“), während sich Diatexite durch eine fortgeschrittene Auflösung und Reliktgefüge auszeich­ nen (Typ 4 „schlierenförmig“ bis Typ 5 „nebulös“). Aufgrund der vielfältigen Erscheinungs- und Durchdringungsformen ist eine genaue Einstufung im Aufschlussmaßstab oft schwierig. Geologi­ sche Karten weisen deshalb fast ausschließlich nur die beiden Grundformen Metatexit und Diatexit aus. Gneise mit Übergängen in Metatexite und Diatexite zeigen sehr komplexe Verzahnungen und kleinmaßstäbliche Veränderungen der Gefüge sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung (Olin et al. 1997; Bierbrauer & Oncken 1996). Entsprechende Beobachtungen sind auch über Boh­ rungen belegt (z. B. in der Auswertung der Geothermiebohrungen Urach 3 und 4 im Grundgebirge des Moldanubikums in Hann et al. (2014)). Abbildung 1: Gesteinstypen gegliedert nach der Gefügeausbildung. Die Gesteinstypen sind dargestellt als kontinuierliche Entwicklungsreihe zwischen den Endgliedern „Gneis“ und „Plutonit“ mit den Zwischengliedern „Metatexit“ und Diatexit“ nach Bierbrauer & Oncken (1996) in Anlehnung an Mehnert (1968). Siehe Text für Erläuterungen. Plutonische Gesteine (Typ 6, Abbildung 1) können zwar unterschiedliche Korngrößen, porphyrische Erscheinungsformen und in Einzelfällen auch magmatische Fließgefüge und Formregelungen ein­ zelner Minerale aufweisen, der damit verbundene Grad der Anisotropie (Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften) ist jedoch zu vernachlässigen. Auch die stoffliche Variabilität ist innerhalb einer In­ trusionsfolge vergleichsweise gering. Hinsichtlich der Geometrie größerer magmatischer Intrusionen Geschäftszeichen: SG02303/97-4/3-2025#6 – Objekt-ID: 14063857 – Stand: 03.11.2025 www.bge.de Seite 3 von 5

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Tags: Urach ? Geologische Karte ? Endlager ? Gneis ? Korngröße ? Ausbildung ? Plutonit ? Tiefbohrung ? Mineral ? Gestein ?

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