Beitrag der Sektion zu Forschungsthemen des Instituts

Die Forschung in der Sektion beruht auf der Anwendung ihrer Erkenntnisse auf umweltrelevante und geologische Fragen wie z.B. die Charakterisierung von Porenräumen und Grenzflächen. Untersuchungsobjekte sind u.a. Grundwassersysteme und geothermische Lagerstätten. Zudem ermöglichen gesteins­physika­lische / -magnetische Analysen die Datierung und Charakterisierung quartärer und tertiärer terrestrischer Sedimentsysteme. Zur Bearbeitung eigenständiger Forschungsthemen bzw. durch das Bereitstellen von Zusatzinformationen und Referenzmessungen ist die Sektion in nahezu allen Forschungsarbeiten im LIAG involviert.

Forschungsfelder

Die methodisch orientierten Aktivitäten der Sektion lassen sich in die folgenden Forschungsfelder untergliedern:

Gesteinsphysik

Neben der Charakterisierung von Gesteinsproben hinsichtlich klassischer gesteinsphysikalischer Parameter, stehen insbesondere die Methoden Nuklear Magnetische Resonanz (NMR), Spektrale Induzierte Polarisation (SIP) sowie Röntgen-Computer Tomografie (µ-CT) in Verbindung mit der Digitalen Gesteinsphysik im Fokus der Forschung. Beispiele für zu untersuchende Prozesse sind der hydraulische Transport in 1- und 2-Phasen-Systemen sowie die Interaktion von Fluid-Matrix-Grenzflächen und der dabei auftretenden Phänomene (z.B. Grenzflächenleitfähigkeiten). Die gewonnenen Ergebnisse dienen als elementare Basis für eine makroskopische, d.h. großräumige, anwendungsbezogene physikalische Charakterisierung, z.B. für die Bestimmung der hydraulischen Leitfähigkeit von Grundwasser­systemen aus kombinierten NMR-SIP-Messungen oder zum Verständnis der Entstehung und zeitlichen Entwicklung von Karst-Strukturen als spezielle geologische Struktur.

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Gesteinsmagnetik

Die Methoden der Gesteins- und Paläomagnetik bilden die Basis dieses Forschungsfeldes. Die Gesteinsmagnetik liefert gesteinsphysikalische Größen, die wichtige Kenngrößen für die Umweltbedingungen zum Zeitpunkt der Ablagerung von Sedimenten oder der in-situ-Bedingungen während der Diagenese von  Gesteinen sind. Neben der klassischen Paläomagnetik (Schlagwort „Polwanderkurven) werden unter Magnetostratigraphie Methoden zusammengefasst, die über die im Gestein gespeicherte Polarität des Erdmagnetfeldes zum Zeitpunkt der Gesteinsgenese wichtige Informationen zur Chronostratigraphie liefern. Ergänzend zu radiometrischen Datierungen und anderen stratigraphischen Verfahren lassen sich damit Sedimente und andere Gesteinskörper bis zu Altern von ca. 500 Mio. Jahren datieren. Die Arbeiten des Forschungsfeldes Gesteinsmagnetik sind eng verknüpft mit Projekten der Sektion 3 und des Forschungsschwerpunktes 3 (Terrestrische Sedimentsysteme). Die Bestimmung der in Gesteinen gespeicherten Richtung und Intensität der Magnetisierung sowie deren Suszeptibilität liefern darüber hinaus wichtige Informationen zum Forschungsfeld der Magnetik (Sektion 1).

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Bohrlochgeophysik

Geophysikalische Messungen in (Tief-)Bohrungen bilden eine wesentliche Grundlage für die Beantwortung vieler geowissenschaftlicher Fragestellungen. Ihre Interpretation erlaubt die gesteinsphysikalische Cha­rakterisierung der erbohrten Gesteinsschichten, die Bestimmung der Lage von Se­dimentstrukturen sowie Aussagen zu paläoklimatischen Bedingungen. Die kombinierte Interpretation von verschiedenen physikalischen Parametern ermöglicht die Ableitung grundlegender Gesteins- und Reservoir-Eigenschaften und löst Fragen zu (makroskopischen) Grenzflächen und Grenzflächenprozessen. Die Analyse von Bohrloch-zu-Bohrloch Beziehungen ermöglicht eine regionale, als auch eine überregionale Charakterisierung von analogen bzw. genetisch ähnlichen Sedimentationsräumen.

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