Hydraulische Charakterisierung von Störungskernzonen in kristallinen Festgesteinen am Beispiel der Talhof-Störung (Ostalpen)

摘要

Die hydrogeologische Beurteilung von Gebirgskörpern wird maßgeblich von Störungszonen beeinflusst, die als Wasserleiter, Barrieren oder einer Kombination von beiden auftreten. Der heterogene, strukturell komplexe Aufbau ergibt richtungsabhängige hydraulische Eigenschaften innerhalb der Störungszonen und ihrer strukturellen Einheiten (Domänen). An der Talhof-Störung (Semmering-Raxgebiet, Österreich) wurde der Internaufbau einer Kernzone, bestehend aus Kataklasiten und Kakiriten mit planarem Gefüge parallel zur Störungszone, in Bezug auf ihre hydraulischen Eigenschaften näher untersucht. Die Probennahme erfolgte mittels Stechzylindern in drei Raumrichtungen bezüglich eines kinematischen Koordinatensystems entlang einer Scan-Line. Des Weiteren wurden Korngrößenverteilung, Mineralbestand und hydraulische Durchlässigkeit (K-Werte) in triaxialen Durchlässigkeitszellen bestimmt. Die ermittelten K-Werte aller Proben liegen zwischen 1,7⋅10−7 m/s und 4,2⋅10−11 m/s. Die Untersuchungen ergaben, dass die Kernzone trotz des heterogenen, lagigen Internaufbaus im Millimeter- und Zentimetermaßstab hydraulisch homogen und anisotrop ist, wobei die K-Werte parallel zur Bewegungsrichtung um zwei Größenordnungen höher sind als normal dazu. Die Ergebnisse sind gut mit jenen von Packertests vergleichbar, die ebenfalls in Störungsgesteinen des Talhof-Störungssystems und der selben tektonischen Einheiten durchgeführt wurden, was Rückschlüsse auf die Störungsdomänen der Testintervalle ermöglicht.