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Mikrotektonische Analyse und Reservoireigenschaften von karbonatischen Störungsgesteinen
Theresa-Christina Schröckenfuchs
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Kurt Decker
DOI
10.25365/thesis.18668
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29471.20794.777964-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit einer umfassenden
Charakterisierung spröder, karbonatischer Störungsgesteine
aus dem Umfeld des Hochschwabmassivs in
den nördlichen Kalkalpen, sowie mit der Bewertung deren
Reservoireigenschaften.
Für die Bewertung der Reservoireigenschaften wurden
Porositätsmessungen nach der ÖNORM EN 1936, Heliumporosität
sowie Permeabilitätsmessungen mit einem
Minipermeameter durchgeführt. Den zuvor im Gelände
klassifizierten Störungsgesteinen wurden Porositäten
und Permeabilitäten zugeordnet, die eine Einschätzung
der Durchlässigkeit der verschiedenen Zonen (Störungskern,
Störungsrand) innerhalb einer Störung zulassen.
Weiters werden die Vor- und Nachteile der Messmethoden
besprochen und Vorschläge für eine weiterführende
Untersuchung der Reservoireigenschaften von Störungszonen
in den Kalkalpen gemacht.
Um vorliegende Porositäten und Permeabilitäten erklären
zu können, wurden die Gesteine im Lichtmikroskop,
sowie Elektronenmikroskop und mit Kathodenlumineszenz
untersucht. Die Erforschung der Proben durch die
unterschiedliche Methodik, ergab eine sich gut ergänzende,
umfassende Charakterisierung der Prozesse, die
zum Zerbrechen (Kataklase) des Ausgangsgesteins führen
sowie einer Analyse der teilweisen Zementierung der
so entstandenen Hohlräume. Zudem wurden die Charakteristika
der interpartikulären Porosität - vor allem in der
Matrix der Kataklasite - sowie die Kluftporosität in geklüfteten
Karbonaten des Störungsrandes analysiert.
Es konnte gezeigt werden, dass im Gelände gleich klassifizierte
Störungsgesteine oft einen anderen mikroskopischen
Aufbau zeigen, der stets die Differenzen in den Porositätswerten
erklären konnte. Die Studie ergab somit,
dass eine Störungsgesteinsklassifizierung, die im Gelände
durchgeführt wird, nicht unbedingt auf Mikrosturkturen
der Kataklasite und damit auf deren Eigenschaften in
Bezug auf Porosität und Permeabilität anwendbar ist. Aus
diesem Grund werden drei unterschiedliche mikrostrukturelle
Typen von Störungsgesteinen festgelegt.
Für die Charakterisierung der Feinkluftsysteme in den
Gesteinen des Störungsrandes wurde Mikro-Computertomographie
als eine Methode zur Bestimmung der
Kluftgeometrien und Kluftöffnungsweiten getestet. Die
Untersuchungen ergaben, dass sich die Methode gut
für eine Visualisierung des 3D Charakters eines Gesteins
eignet, jedoch keine einfachen Berechnungen der Kluföffnung
und der Porosität zulässt.
Abstract
(Englisch)
This Master Thesis provides an integrated characterization
of brittle calcareous fault rocks from the area north of
the Hochschwab Massif in the Northern Calcareous Alps,
Austria. The Thesis further includes an assessment of the
reservoir properties of these fault rocks.
Assessments of the reservoir characteristics comprise
porosity measurements according to ÖNORM EN 1936,
Helium-porosity-measurements and permeability-measurements
with a minipermeameter. The classification
of fault rocks distinguishes between different types of
cataclasite from the fault core and rocks associated with
the damage zone (dilation breccias and microfractured
rocks). Measurements of porosity and permeability values
from the different rock types are used for a tentative
hydrogeological characterization of fault core and
the damage zones in both, dolomite and limestone host
rocks. Finally, a discussion of the advantages and disadvantages
of the applied analytical methods is used to
suggest further investigations.
In order to explain the observed differences in porosity
and permeability the fault rocks were examined under
the microscope, the electron microscope and the cathodoluminescence.
The combination of these different
methods complements to an integrated description and
characterisation of the rocks. It further allows an interpretation
of the processes leading to grain size reduction by
faulting (cataclasis) and the partial cementation of the
newly formed voids. The results characterise both, the inter-
particle porosity in the matrix of cataclastic fault rock
and fracture porosity carried by joints/microfractures in
the rocks of the fault damage zones.
It could be shown that classification of cataclasites in the
field is not always fitting to the microscopically observed
structure of the rocks. This appears remarkable with respect
to the fact that differences in the microstructure
could readily explain the distinct porosity values, which
were obtained from macroscopically very similar rocks.
The study therefore shows, that macroscopic classification
of fault rock in the field does not necessarily reflect
micro-structural differences and distinct properties with
respect to porosity/permeability. Three micro-structural
groups of fault rocks have been defined accordingly.
The approach for characterising jointed and micro-fractured
rocks of the fault damage zones includes microcomputer
tomography. The method was tested to map
micro-fracture networks in 3D. Results show that the
method provides good insights into the 3D-geometry of
microstructures. However, it does not allow for an easy
determination of the opening width of micro-fractures
and fracture porosity.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
fault rocks permeability porosity microtectonics carbonates
Schlagwörter
(Deutsch)
Störungsgesteine Permeabilität Porosität Mikrotektonik Karbonate
Autor*innen
Theresa-Christina Schröckenfuchs
Haupttitel (Deutsch)
Mikrotektonische Analyse und Reservoireigenschaften von karbonatischen Störungsgesteinen
Paralleltitel (Englisch)
Microtectonic analysis and reservoir characteristics of carbonate fault rocks
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
104 S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Kurt Decker
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.00 Geowissenschaften: Allgemeines ,
38 Geowissenschaften > 38.36 Tektonik
AC Nummer
AC09405542
Utheses ID
16732
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |