Salzgeologen entwickeln 3D-Modell des Staßfurter Salzsattels
Abb. 1: Gesamtansicht des Grubenhohlraummodells Staßfurt
Quelle: BGR
Im Arbeitsbereich „Geologie der Barrieren und Wirtsgesteine“ wurde im Rahmen des durch das BMBF geförderten Forschungsverbundvorhabens „Dynamik abgesoffener oder gefluteter Salzbergwerke und ihres Deckgebirgsstockwerkes“ ein geologisches 3D-Modell sowie ein Bergwerksmodell des Staßfurter Salzsattels erstellt. Die Arbeiten basieren auf langjährigen Erfahrungen bei der Erarbeitung geologischer 3D-Modelle für die Salzstrukturen Morsleben und Gorleben sowie für zahlreiche deutsche und ausländische Kavernenstandorte.
Das Untersuchungsgebiet ist durch Oberflächenabsenkungen charakterisiert. Als Ursachen für die Absenkungen und Tagesbrüche kommen natürliche Ablaugungsprozesse an den Salzgesteinen im Topbereich und an den Flanken des Salzsattels in Betracht. Außerdem werden nicht verfüllte Grubenhohlräume der seit Mitte des 19. Jahrhunderts aufgefahrenen Schachtanlagen knapp unterhalb des Salzspiegels und ggf. daraus resultierende Grundwasserzuflüsse in die Grubenbaue sowie daran gebundene Auflösungsprozesse der Salzgesteine als ursächlich für die Senkungsprozesse angesehen. Das von der BGR konstruierte 3D-Modell des geologischen Baus und der Grubengebäude dient zur besseren Prognose der möglichen Entstehung weiterer, sich im Extremfall bis an die Erdoberfläche fortsetzender Senkungsprozesse.
In Abstimmung mit dem Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt (LAGB) wurden auf der Grundlage der im „Informationssystem Altbergbau – Kali- und Steinsalz (ISA-KS)“ enthaltenen Risswerk-Unterlagen und zusätzlich recherchierter Archiv-Daten 3D-Modelle der Bergwerke von Berlepsch-von Maybach, von der Heydt-von Manteuffel, Leopoldshall I & II, Neustaßfurt I - III, Ludwig 2 I & II und Friedrichshall I & II erarbeitet (Abb. 1). Die einzelnen, sich insgesamt über eine Länge von ca. 8 km erstreckenden Grubenmodelle weisen einen sehr hohen Detaillierungsgrad auf und enthalten auch Daten zur Verfüllung der bergmännischen Hohlräume.
Abb. 2: Blick von Süden auf das geologische 3D-Modell für den Staßfurter Salzsattel – Basisfläche der Quartärablagerungen mit gut sichtbarer Quartärrinne südöstlich von Neustaßfurt
Quelle: BGR
Auf der Basis der geologisch interpretierten Bergwerksmodelle und einer neu geschaffenen, u. a. auf Daten des LAGB und von der Gesellschaft für Ingenieur- Hydro- und Umweltgeologie mbH (IHU Geologie und Analytik), Stendal beruhenden Datenbank mit Informationen zu den Altbohrungen sowie neuer, durch das Land Sachsen-Anhalt oder im Rahmen des Verbundvorhabens finanzierter Bohrungen wurde das geologische 3D-Modell des Standortes Staßfurt erarbeitet. In die Modellierung flossen die Ergebnisse von, im Rahmen des Forschungsverbundes realisierten geophysikalischen Untersuchungen (Seismik, Hubschrauber-Geoelektrik, Gravimetrie) ein. Außerdem bildeten die Ergebnisse zahlreicher, im Projekt gestoßener Flachbohrungen sowie die Daten von Neubewertungen noch im Kernlager des LAGB vorhandener Kerne aus älteren Erkundungsbohrungen wesentliche Ausgangsdaten für die Modellierungsarbeiten.
Das geologische 3D-Modell der Salzstruktur und des Deckgebirges wurde im Rahmen des Forschungsverbundvorhabens für die Simulation von Stofftransportprozessen und für geomechanische Stabilitätsberechnungen genutzt. Im Ergebnis der Auswertung der Erkundungsdaten haben sich die Vorstellungen zum geologischen Bau der Region und zu den Ursachen eines Teils der Oberflächenabsenkungen verändert. Erstmalig wurden im Untersuchungsgebiet Quartärrinnen nachgewiesen, mit markanten Ablaugungen (maximale Tiefe: ca. 200 m) im Bereich des Solfeldes Staßfurt. In Abb. 2 ist die Quartär-Basisfläche aus dem neu erarbeiteten geologischen 3D-Modell dargestellt, in deren NW-Teil (SE von Neustaßfurt) die Quartärrinne deutlich sichtbar ist. Im Ergebnis detaillierter mineralogisch-geochemischer Untersuchungen von Kernen aus Erkundungsbohrungen wurden die beträchtlichen Ausmaße und die Bedeutung natürlicher Ablaugungsprozesse, die zur Ausbildung von „Hutgesteinen“ führten, herausgearbeitet.
Die Resultate der Modellierungsarbeiten bilden die Grundlage für zielgerichtete Prognosen des weiteren Senkungs-/ Bruch-Geschehens im Stadtgebiet. Außerdem können die Ergebnisse der Modellierungen im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit der Stadt bzw. des Landes genutzt werden. Gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF), Magdeburg wurde eine anschauliche Visualisierung der Untersuchungsergebnisse in Kombination mit dem Übertage-Stadtmodell der Stadt Staßfurt erarbeitet.
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