Variationsbreite der chemischen Zusammensetzung von Grundwässern im Kontakt zu Salzformationen

Elke Bozau1, Ina Voss
1 Endlagerforschung/Hydrogeologie, TU Clausthal

P 4.1 in Endlager und Untertagedeponien

Grundwasser, das in Kontakt zu Salzformationen steht, weist oft extrem hohe TDS-Gehalte auf. Es liegen z.T. gesättigte Lösungen mit TDS-Gehalten von mehr als 500 g/L vor. Nach Auswertung von zahlreichen, aus verschiedenen Publikationen gesammelten, weltweiten hydrochemischen Daten lassen sich diese Grundwässer anhand der Hauptkationen in drei Gruppen unterteilen (Bozau et al., 2015). Bei den im Wasser gelösten Hauptkationen handelt es sich um Na+, K+, Mg2+ und Ca2+. Als dominierendes Kation tritt meist entweder Na+, Mg2+ oder Ca2+ auf. K+ liegt immer in geringeren Konzentrationen als die anderen Hauptkationen vor. Das dominierende Anion von Grundwässern, die mit Kontakt mit Salzablagerungen stehen, ist Cl-. Untergeordnet tritt SO42- auf. Bei den in der Abbildung gewählten Beispielen handelt es sich um in Bohn (2013) und Pinneker (1966) veröffentlichte Daten für folgende Grundwässer: 

A         Staßfurt, Messstelle 305 (Unterer Buntsandstein)

B         Staßfurt, Messstelle GWE Stf 2 (Zechstein, Staßfurt-Serie)

C         Lena-Angara-Becken, Bohrung „Balichtinskaja“ (Salzablagerungen, Kambrium)

Verantwortlich für die chemische Zusammensetzung der Grundwässer ist die Lösung verschiedener Salzmineralparagenesen. Andere Prozesse, wie z.B. eine Albitisierung, sind jedoch nicht auszuschließen. Bei der Betrachtung der Radionuklid-Mobilisierung aus in Salzstöcken errichteten Endlagern sollten neben den häufig untersuchten MgCl2-reichen, auch CaCl2- und NaCl-dominierte Lösungen/Wässer berücksichtigt werden.

Beispiele zum Verhältnis der Hauptkat- und -anionen (mol %) in salinaren Grundwässern.
Beispiele zum Verhältnis der Hauptkat- und -anionen (mol %) in salinaren Grundwässern.



Bohn, A. (2013): Hydrogeochemische Analyse und Modellierung von Lösungs- und Reaktionsprozessen im Salinar- und Deckgebirge am Staßfurter Sattel. Dissertation, TU Cottbus-Senftenberg.

Bozau, E., Sattler, C.-D., van Berk, W. (2015): Hydrogeochemical classification of deep formation waters. Appl. Geochem. 52, 23-30.

Pinneker, E.V. (1966): Rassoli Angaro-Lenskogo artezijanskogo bassejna. Nauka, Moskva.