Kernbohrungen 2021

Ballungsraum Düsseldorf/Bergisches Land

Kernbohrung Düsseldorf-Messe

Mit der etwa 300 Meter tiefen Bohrung erkunden wir die Lockergesteinsschichten des Tertiärs und die darunter lagernden Festgesteine der Karbon- und Devon-Zeit. Die 23 bis 34 Millionen Jahre alten, etwa 225 Meter mächtigen tertiären Schichten bestehen aus Sanden, Schluffen und Tonen. Das darunterliegende mehr als 331 Millionen Jahre alte paläozoische Festgestein setzt sich aus Ton-, Schluff-, Sand- und Kalksteinen zusammen. Der genaue Schichtenaufbau ist jedoch unklar. Daher erbohren wir hier ein repräsentatives Profil der Gesteinsabfolge. Aus diesem lassen sich wichtige Erkenntnisse für die hydrothermal interessanten Gesteinsvorkommen in größerer Tiefe im nördlichen Rheinland ableiten.

 

März 2022

30.03.: Spannend ist ein Blick auf die ersten Erkenntnisse der Bohrung. Stephan, unser für die Bohrung zuständige Geologe, hat die bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse dem prognostizierten Profil gegenübergestellt. Die Grafik zeigt, dass die Grafenberg-Formation fast 70 Meter mächtiger ist und somit bis in eine Tiefe von 184 Metern reicht. Die Rupel-Formation ist mit 50 Metern halb so mächtig wie angenommen, hier vor allem die Lintfort-Subformation. Die Walsum-Formation an der Basis der tertiären Schichten wurde nicht erbohrt. Es folgt direkt der Grenzbereich Unterkarbon/Oberdevon mit einer Wechselfolge von Ton- und Schluffstein mit Kalksteinbänken. Das dort angetroffene Grundwasser ist zwar nicht hoch mineralisiert, allerdings tatsächlich stark gespannt. Da der Bereich des Bohrplatzes durch eine künstliche Aufschüttung um 4,5 Meter höher liegt als das natürliche Gelände, fließt kein Wasser aus dem Bohrloch. Weitere Untersuchungen werden die stratigraphische Einstufung der Bohrkerne sowie die Ausbildung und die Eigenschaften der Gesteine präzisieren. Auf dieser Datenbasis wird für den bislang wenig erkundeten Untergrund nördlich von Düsseldorf ein wichtiges Referenzprofil erstellt.

Gegenüberstellung: prognostiziertes Bohrprofil und Bohrprofil nach bisherigen Erkenntnissen

25.03.: Am Bohrplatz war auch diese Woche noch richtig viel los. Die LIAG und unser Messteam führten eine ganze Reihe geophysikalischer Bohrlochmessungen sowie seismischer Messungen mit dem „Vibro-Truck“ durch, um weitere Erkenntnisse über Aufbau, Eigenschaften und Lagerung der Gesteinsschichten zu erhalten. Mit Spannung erwartet: der Pumpversuch. Er zeigt, wieviel Kubikmeter Wasser je nach Pumpleistung in 1 Stunde gefördert werden kann und welche Auswirkungen das auf den Grundwasserstand im Bohrloch hat. Dies ist ein wichtiger Parameter für die geothermische Charakterisierung des Gesteins. Und noch etwas: Das Wasser schmeckt! Ganz normales Süßwasser in natürlicher Reinheit, wie unser Hydrogeologe beim Kosten feststellte. Dieses Geschmackserlebnis bleibt allerdings ihm vorbehalten. Denn das Bohrloch wird nun sachgerecht verfüllt.

Pumpversuch: Wie viel Kubikmeter Wasser werden in 1 Stunde gefördert?

Der „Vibro-Truck“ sendet Schallwellen in Tiefen von mehr als 300 Metern. Im Untergrund reflektieren die geologischen Schichtgrenzen die Schallwellen zurück an die Oberfläche. Im Bohrloch werden sie von speziellen Mikrophonen, sogenannten Geophonen, aufgezeichnet.

Blick in den geophysikalischen Messwagen: Mit der Seilwinde werden die geophysikalischen Messsonden ins Bohrloch heruntergelassen und wieder herausgezogen. Die Messung erfolgt jeweils beim Ziehen der Sonde.

17.03.: Der 300ste Bohrmeter ist geschafft und damit unser Bohrziel erreicht! Auch auf den letzten Bohrmetern ist es bei einer Wechsellagerung von Ton- und Schluffstein mit Kalksteinbänken geblieben. Die Bohrmannschaft hat bereits mit dem Ausbau des Bohrgestänges begonnen, damit das LIAG nächste Woche die geophysikalischen Bohrlochmessungen durchführen kann.

Wechsellagerung von Ton- und Schluffstein mit Kalksteinbänken aus 300 Meter Tiefe, vermutlich aus dem Grenzbereich Devon/Karbon

15.03.: Mit 281 Bohrmetern nähern wir uns der Endtiefe der Bohrung. Die erbohrten Gesteine des Erdaltertums bestehen aus einer Wechsellagerung von Ton- und Schluffstein mit 1 bis 2 Meter mächtigen Kalksteinbänken. Stratigraphisch befinden wir uns vermutlich im Grenzbereich Devon/Karbon. Eine konkretere Datierung ist zurzeit noch nicht möglich.

 

Februar 2022

25.02.: Heute werfen wir einen Blick in unseren sogenannten Klopfraum in Krefeld. Dort liegen nun Bohrkerne bis 179 Meter Tiefe aus. Die schluffigen Feinsande der mächtigen Grafenberg-Formation werden detailliert mit allen erkennbaren Merkmalen beschrieben und dokumentiert. Unsere Geologin Stefanie nimmt Proben, um die darin enthaltenen Mikrofossilien zu bestimmen. Sie freut sich aber auch über die nach mehr als 23 Millionen Jahren „ausgegrabenen“ größeren Muschel- und Schneckenschalen. Zur Bestimmung beispielsweise von Korngröße, Kalkgehalt und Mineralzusammensetzung sowie der Wärmeleitfähigkeit gehen weitere Proben in unsere Labore.

Unsere Geologin Stefanie nimmt Proben, die im Labor aufbereitet werden, um dann unter dem Mikroskop die enthaltenen Mikrofossilien zu bestimmen.

Auch Muscheln und Schnecken sind in den Ablagerungen des tertiärzeitlichen Meeres reichlich zu finden.

11.02.: Ein riesiger Zeitsprung von mindestens 320 Millionen Jahren und das exakt bei Bohrmeter 233,80. Dort findet ein abrupter Wechsel von Ton zu Tonstein statt, also von tertiärem Lockergestein zu paläozoischem Festgestein. Gesteine, die in dem Zeitraum dazwischen möglicherweise abgelagert worden waren, sind im Laufe der Jahrmillionen wieder abgetragen worden. So ist es zu dieser spektakulären Schichtlücke gekommen. Zum Alter des Festgesteins – ob aus der Unterkarbon- oder der noch älteren Devon-Zeit – können wir noch nichts sagen. Die nächsten Bohrmeter werden hierüber hoffentlich mehr preisgeben.

Tonsteine aus dem Erdaltertum mit einem Alter von mindestens 350 Millionen Jahren

In 233,8 Metern Tiefe: rechts in der Bohrkiste die tertiärzeitlichen Tone auf paläozoischen Tonsteinen liegend

10.02.: Kein Blick in den Sternenhimmel, sondern durch das Mikroskop. Zu sehen sind typische Formen kalkiger Nannofossilien aus der älteren Tertiär-Zeit. Folgendes spricht dafür, dass das Meeressediment, in dem sie eingebettet sind, vor mehr als 28 Millionen Jahren im Rupelium abgelagert wurde: das Fehlen von Leitfossilien sowohl aus jüngeren als auch älteren Schichten. Faszinierend, welch' tolle Geschichte diese klitzekleinen Algenreste noch nach Jahrmillionen erzählen.

Aus 195 Meter Tiefe: ein typisches Spektrum kalkiger Nannofossilien aus der älteren Tertiär-Zeit

04.02.: Der Zement an der Basis der stabilisierenden Verrohrung ist ausgehärtet. Seit Mittwoch wird daher wieder gebohrt! Die mittlerweile bis 200 Meter Tiefe erbohrten Gesteine bestehen aus schwach feinsandigem, schluffigem Ton und schwach feinsandigem, tonigem Schluff. Ein erster Gesteinsblock im Bohrmeter 199 bis 200 deutet darauf hin, dass das paläozoische Festgestein bald erreicht werden könnte. Spannend ist, was die stratigraphische Einstufung der Mikrofossilien ergibt. Dazu dann mehr in der kommenden Woche.

Auch Bohrmeister Bodgan freut sich, dass nun wieder gebohrt wird und zeigt stolz einen Bohrkern aus 186 Meter Tiefe.

Januar 2022

20.01.: Neuigkeiten aus dem Reich der Fossilien: Die ersten Foraminiferen aus der Rupel-Formation wurden in der Probe aus 183 bis 184,5 Metern gesichtet. Der überwiegende Teil der Foraminiferen ist allerdings der Grafenberg-Formation zuzuordnen. Da es sich nicht um eine Kern-, sondern um eine Spülprobe mit möglichen Verunreinigungen aus den bereits durchbohrten Schichten handelt, ist eine sichere Alterseinstufung nicht möglich. Die nächsten erbohrten Kerne werden hoffentlich Klarheit bringen.

13.01.: Es tut sich einiges am Bohrplatz. Am 3. Januar hat die Bohrmannschaft die Arbeit wieder aufgenommen. Zunächst förderte sie den Kies, der das Bohrloch während des Jahreswechsels vor dem Einstürzen sicherte, mit einem Gemisch aus Bohrspülung und Luft zutage. Dieses Lufthebeverfahren ist eine spezielle Spülbohrung, die das Bohrgut nach oben spült.

Seit dem 12. Januar wird die Bohrung in die Tiefe fortgesetzt. Bereits im ersten Meter vollzog sich der langersehnte Übergang in bindiges, tonhaltiges Sediment. Ab 181 Metern ist es ein schwach schluffiger, karbonatischer Ton ohne Feinsand. Da sich das Gestein bis 184,5 Metern nicht ändert, wurde das Lufthebeverfahren gestoppt und heute Vormittag eine geophysikalische Kontrollmessung durchgeführt. In dem bindigen Gestein wird eine stabilisierende Verrohrung eingebracht, die an der Basis zementiert wird. Sobald der Zement ausgehärtet ist, können die nächsten Bohrkerne gewonnen werden.

In welcher stratigraphischen Schicht wir uns befinden, in der Rupel-Formation oder noch immer in der Grafenberg-Formation, werden die Fossilien aus den Spülproben verraten. Wir sind sehr gespannt auf das Ergebnis!

 

Dezember 2021

17.12.: Das Bohrloch ist mit einer stabilisierenden Kiesfüllung gesichert. Die Bohrmannschaft verabschiedet sich nun in den wohlverdienten Weihnachtsurlaub. Nach den Festtagen geht es im neuen Jahr weiter. Bis dahin wünschen wir schöne und besinnliche Festtage und sagen: „Licht aus, Kerzen an.“

Der Bohrplatz Düsseldorf-Messe bei Nacht

16.12.: Von Montag bis heute war viel los am Bohrplatz. Nachdem am vergangenen Freitag der 180ste Meter erbohrt war, fanden umfangreiche geophysikalische Messungen und Verrohrungsarbeiten statt.

Noch im verrohrten Bohrloch hatte unser geophysikalisches Messteam am Montag eine Gamma Ray-Messung durchgeführt. Mit der natürlichen Gammastrahlung von Gesteinen lassen sich insbesondere sand-, schluff- und tonreiche Schichten gut voneinander unterscheiden – über die Schichtenfolge der gesamten Bohrstrecke.

Dienstag und Mittwoch war der Messtrupp vom Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) vor Ort, um verschiedene geophysikalische Messungen im offenen Bohrloch vorzunehmen. Hierfür musste die Bohrmannschaft die Verrohrung aus dem Bohrloch ziehen. Messungen der elektrischen, magnetischen und radioaktiven Eigenschaften der Gesteine geben Auskunft über die Zusammensetzung und den Aufbau der Schichtenfolge. Andere Messungen erlauben Aussagen zu Dichte, Porenraum und Lagerung der Gesteine.

Und wo steht die Bohrung stratigraphisch? Wir sind überrascht, aber die Foraminiferen und die Nannofossilien im bindigen Schluff aus 179 Metern Tiefe lassen keine andere Einstufung als in die immer mächtiger werdende Grafenberg-Formation zu.

Blick in den geophysikalischen Messwagen des GD NRW: Die aufgezeichneten Messergebnisse und -parameter – wie die Geschwindigkeit, mit der die Sonde nach oben gezogen wird – werden hier verfolgt. Messparameter werden bei Bedarf angepasst.

Geophysikalische Bohrlochmessung durch das LIAG

Gesteinsproben aus 163 bis 179 Metern Tiefe: Allmählich werden die Feinsande bindiger, die Schluff- und Tonanteile nehmen also zu. Noch immer Grafenberg-Formation nach Bestimmung der Foraminiferen.

10.12.: Kurzes Update zum Wochenende: 175 Bohrmeter sind es heute Morgen, 180 sollen es bis zum Abend werden – nach wie vor durch schluffige Feinsande. Eine auf Foraminiferen untersuchte Probe aus 168 Metern Tiefe ist noch immer der Grafenberg-Formation zuzuordnen. Ob wir heute die Rupel-Formation erreichen? Wir sind gespannt.

06.12.: Interessante Neuigkeiten von unseren Expert*innen für Nannofossilien und Foraminiferen. Sie bestimmen anhand fossiler Kalkreste mikroskopisch kleiner, einzelliger Algen und anhand fossiler Gehäuse einzelliger Foraminiferen, auch Kammerlinge genannt, das Alter der erbohrten marinen Feinsande.

Das sternförmige Nannofossil namens Micrantholithus hat unser „Nanno“-Experte in einer Probe aus 109 Metern Tiefe unter dem Mikroskop entdeckt. Es ist typisch für die ältere Tertiär-Zeit, das Paläogen.

Was aber sagen die Foraminiferen aus 133 und 146 Metern Tiefe? Neben anderen Foraminiferen-Arten, die in der gesamten Grafenberg-Formation vorkommen, lässt das zahlreiche Auftreten von Astergerina gürichi gürichi die Eingrenzung auf die Basis der Grafenberg-Formation zu. Arten aus dem mehr als 28 Millionen Jahre alten Rupelium treten noch nicht auf. Somit lässt sich vermuten, dass die Grafenberg-Formation mehrere Meter mächtiger ist als erwartet, so unsere Foraminiferen-Expertin.

Typisch für die ältere Tertiär-Zeit: das sternförmige kalkige Nannofossil Micrantholithus

Foraminiferen aus dem basalen Bereich der Grafenberg-Formation (rechts aus 146 Metern) mit der besonders typischen Art Astergerina gürichi gürichi (links aus 133 Metern)

01.12.: Bohren rund um die Uhr: Bohrtiefe gestern Abend 116  Meter, heute Morgen 122  Meter. Allmählich nähern wir uns der Basis der Grafenberg-Formation mit zahlreichen Resten von Muschelschalen.

Das Bohrgerät bei Nacht mit Blick in die sedimentgefüllte Bohrkrone

Viele Reste von Muschelschalen deuten darauf hin, dass wir bald die Basis der Grafenberg-Formation erreichen werden.

November 2021

26.11.: Heute in der Früh ist die Bohrung bereits bei 83 Meter angekommen. Gestern noch präsentierte Bohrmeister Achim zufrieden den Bohrgewinn aus 73 Metern Tiefe. Am Ende der Schutzhülle ist das kostbare Bohrgut zu sehen – noch immer dunkle schluffige Feinsande der Grafenberg-Formation. So geht es heute Meter für Meter weiter durch diese mehr als 23 Millionen Jahre alten Meeressande.

Bohrmeister Achim ist zufrieden mit dem Bohrfortschritt.

23.11.: Die Kernbohrung ist angelaufen und ab jetzt wird im 24-Stundenbetrieb gebohrt. So geht es zügig voran und die Bohrung macht gute Kerngewinne. In mehr als 40 Metern Tiefe befinden wir uns nun in der Grafenberg-Formation.

Bohrkopf gefüllt mit Sediment der Grafenberg-Formation

Plastikhülsen schützen die Bohrkerne.

11.11.: Gute Nachricht: Das Umweltamt und die Stadtwerke Düsseldorf haben den Bohrplatz geprüft und ihr Okay gegeben. Am Montag werden wir mit der Kernbohrung starten. :-)

Der fertig eingerichtete Bohrplatz Düsseldorf-Messe

Oktober 2021

Los geht's mit wichtigen Vorarbeiten. Die ersten 25 Meter werden trocken gebohrt. Der Greifer holt zunächst eine 5 Meter mächtige künstliche Altablagerung hervor, gefolgt von bis zu 2,6 Millionen Jahre alten Lockersedimenten des Quartärs. In etwa 20 Metern Tiefe beginnen die sandigen Ablagerungen der Grafenberg-Formation. Die tertiärzeitliche Nordsee hat sie vor mehr als 23 Millionen Jahren bei ihren weit nach Süden reichenden Vorstößen hinterlassen.

Bevor es mit dem eigentlichen Kernbohrgerät weitergehen kann, werden das Bohrloch und der Bohrplatz zum Schutz des Bodens und des Grundwassers umfangreich durch bauliche Maßnahmen gesichert.

Ruhrgebiet Nord

Kernbohrung Raesfeld 2

Mehr als 95 Millionen Jahre alte Meeresablagerungen der Kreide-Zeit stehen hier entgegen der bisherigen Annahme oberflächennah an. Die Schichten der tieferen Oberkreide und der Unterkreide bestehen aus unterschiedlich harten Kalk- und Mergelsteinen. Zur Tiefe hin können sie verkieselt und teilweise sandig sein. Überlagert werden sie am Bohrpunkt lediglich von rund 34 Millionen Jahre alten Sanden der Tertiär-Zeit und geringmächtigen eiszeitlichen Lockersedimenten. Wir hoffen mit der voraussichtlich 150 Meter tiefen Kernbohrung und der 1 Kilometer nordöstlichen Bohrung Raesfeld aus dem Jahr 2018 die komplette kreidezeitliche Schichtenfolge zu erfassen. Möglicherweise erreichen wir auch noch darunter liegende Gesteine aus der Jura-Zeit. Idealerweise liefern die Bohrungsdaten auch Hinweise darauf, ob die Schichten im Untergrund entlang einer Störung versetzt oder übereinander geschoben sind.

 

Oktober 2021

12.10.: Abschließend ist heute unser geophysikalischer Messtrupp vor Ort. Die Messkurve der Gamma-Ray-Strahlung bildet mit dem weit nach rechts ausfallenden Peak der stark glaukonitischen Essen-Grünsand-Formation die Basis der Oberkreide eindrucksvoll ab.

Die Bohrung ist damit erfolgreich beendet. Schon jetzt können wir sagen, dass wir neue und wichtige Erkenntnisse über die Schichtenfolge und die Lage der Gesteine im Raum Raesfeld gewonnen haben. Die geowissenschaftliche Untersuchung und Analyse der Bohrkerne sowie die Auswertung der Messergebnisse in den kommenden Wochen und Monaten werden uns weitere wichtige Details liefern.

Aufzeichnung der geophysikalische Messkurve der Bohrung Raesfeld 2

11.10.: Die Endtiefe ist erreicht: 140 Meter! Auch mit den letzten Bohrmetern kamen marine Tonsteine des Lias an Tageslicht. Nun folgen noch die geophysikalischen Bohrlochmessungen im offenen Bohrloch.

08.10.: Update zum Wochenende: 135 Meter sind geschafft. Die mächtigen Lias-Ablagerungen bestehen aus kalkhaltigem Ton und Tonstein mit 15 bis 20 Zentimeter dicken Lagen aus hellgrauem Mergelstein. Anfang der nächsten Woche ist der Endspurt der Bohrung angesagt.

Bohrkern aus liaszeitlichen Meeresablagerungen, zur Hälfte aus der blauen Schutzhülle ragend

04.10.: Interessante Neuigkeiten zum Wochenstart: Bei 72,7 Meter erfolgt ein prägnanter Schichtwechsel, verbunden mit einer Schichtlücke von rund 80 Millionen Jahren. Die stark glaukonitische Sandstein-Abfolge der unterkretazischen Olfen-Formation endet hier. Darunter folgt ein grauer, kalkhaltiger Ton – für einen Tonstein ist er nicht fest genug – stellenweise mit millimeterdünnen Mergelsteinlagen. Ein erster Blick auf die Nannofossilien verrät: Wir sind in Ablagerungen des Unterjura-Meeres angekommen. Sie wurden während des Mittleren Lias vor rund 185 Millionen Jahren abgelagert.

Bis in 90 Meter Tiefe ist die Bohrung bereits in den Ton des Unterjuras vorgedrungen. Allerdings musste dann die Schutzverrohrung von 22 Meter bis auf 90 Meter Tiefe verlängert werden, um Wasserverluste beim Bohren zu unterbinden.

Etwa 185 Millionen Jahre alt: toniger Meeresboden aus der Zeit des Unterjuras

September 2021

28.09.: Für die Bohrmannschaft gibt es heute einen freudigen Moment: Der Meeresboden der ausgehenden Unterkreide-Zeit ist beim 63sten Bohrmeter mal komplett ohne Schutzhülle zu sehen. Der Sandstein ist fest mit dunklen tonigen und grünen glaukonitischen Lagen. Zurück in der Schutzhülse kommt er zu den anderen Bohrkernen. Über 15 Meter sind es heute, sodass die Bohrung bei etwas mehr als 71 Metern angekommen ist.

Meeresboden der ausgehenden Unterkreide-Zeit aus 63 Meter Tiefe

Bohrkerne gut geschützt in Plastikhülsen, den sogenannten Linern

27.09.: Mittlerweile hat unser „Nanno“-Experte Gesteinsproben unter dem Mikroskop auf fossile Überreste von mikroskopisch kleinen Algen untersucht. Die kalkigen Nannofossilien eignen sich besonders gut, das Alter von Meeresablagerungen zu bestimmen. Weil blaue Plastikhülsen die Bohrkerne vor dem Auseinanderfallen schützen, können zunächst nur die Gesteine untersucht werden, die an den Enden der Bohrkerne zugänglich sind. Diese Gesteinsproben lassen vermuten, dass Schichten aus dem Zeitabschnitt des frühen Cenomaniums möglicherweise fehlen oder nur geringmächtig vorhanden sind. Dies werden wir genau untersuchen, wenn die Bohrkerne im GD NRW sind. Dann werden die blauen Plastikhülsen aufgeschnitten und das Gestein wird detailliert beschrieben und analysiert.

Meter für Meter dreht sich das Bohrgerät tiefer in das Gestein der oberen Unterkreide, das mit mehr als 100,5 Millionen Jahren zur Olfen-Formation gehört. Die Bohrmannschaft hat es allerdings mit einer Wechselfolge von unterschiedlich harten Sedimenten zu tun. In 51 Meter Tiefe ist ein Schichtwechsel von dunklem Schluffstein zu einem sehr harten Feinsandstein zu sehen. Zur Tiefe hin wird der Sandstein immer härter und ist zunehmend verkieselt. Der Bereich des stark verkieselten Feinsandsteins reicht von 52 bis 53,5 Metern. Darunter ist der Feinsandstein dunkelgrüngrau und glaukonitisch.

Mehr als 100 Millionen Jahre alt: kalkige Überreste kleiner Algen, sogenannte Nannofossilien, aus 54 Meter Tiefe (obere Unterkreide)

In 53 Metern Tiefe ist der Feinsandsein der Olfen-Formation so stark verkieselt, dass der Teil des Bohrkerns, der in der Bohrkrone steckt, nur mit dem Winkelschleifer abgesägt werden konnte. Das Weiße ist das gesägte Gestein. In der Mitte konnte das Gestein gebrochen werden und erscheint in seiner natürlichen Farbe.

Schichtwechsel bei 51 Meter von dunklem Schluffstein zu hellerem, sehr hartem Feinsandstein der Olfen-Formation

22.09.: Unser Geologe Tobias ist an der Bohrstelle, um vor Ort das Bohrgut in Augenschein zu nehmen und zu dokumentieren. Es gibt spannende und überraschende Neuigkeiten: Bei 29 Metern wurde mit der rund 100 Millionen Jahre alten Essen-Grünsand-Formation bereits die Basis der Oberkreide erreicht. Die grüne Färbung des Gesteins kommt durch das Mineral Glaukonit. Darunter befinden wir uns dann schon im Albium, das zur oberen Unterkreide gehört. Sehr harter, verkieselter und daher schwierig zu bohrender Mergelstein ist der Beleg dafür. Nach bisheriger Datenlage wurde die Oberkreide-/Unterkreide-Grenze in 40 bis 50 Metern Tiefe erwartet. Befindet sich also zwischen der Basis der Essen-Grünsand-Formation und der Oberkante des Albiums eine Schichtlücke? Die Untersuchung der Nannofossilien wird diese Frage beantworten.

Unser Geologe Tobias an der Bohrstelle.

Durch das Mineral Glaukonit grün gefärbtes Gestein der Essen-Grünsand-Formation

Der Überrest eines fossilen Kopffüßers, ein sogenannter Belemnit, kam mit unterkretazischem, verkieseltem Mergelstein nach Jahrmillionen ans Tageslicht.

21.09.: Im Seilkernverfahren kommen nun die ersten Bohrkerne ans Tageslicht: rund 95 Millionen Jahre alte, helle Mergelsteine des Kreide-Meeres. Bis 21 Meter Tiefe sind wir heute vorgedrungen.

Im Bohrkernfänger ist heller Mergelstein der Oberkreide zu sehen.

20.09.: Die ersten 13,5 Meter sind geschafft. Nach 11 Metern erreichte die Bohrung im Rammkernverfahren das kreidezeitliche Festgestein. Nach dem Umbau des Bohrgeräts für das Seilkernverfahren geht es weiter.

Der Bohrplatz der Kernbohrung Raesfeld 2

Nordeifelrand

Kernbohrung Hastenrath 2

Eine Gesteinsabfolge mit großem Potenzial für hydrothermale Geothermie hat der GD NRW im Juni in Hastenrath erfolgreich erbohrt. Die mehr als 349 Millionen Jahre alten Gesteine der Unterkarbon- und Oberdevon-Zeit treten hier oberflächennah auf. Die Erkenntnisse, die die Bohrkerne über die wechselhafte Schichtenfolge der marinen Dolomit-, Kalk-, Mergel-, Sand-, Schluff- und Tonsteine liefern, lassen sich im Wesentlichen auf die etwas weiter nördlich, in wenigen Kilometern Tiefe zu erwartenden, geothermisch relevanten Gesteinsvorkommen übertragen. Dort, so der Plan, soll in Zukunft umwelt- und klimafreundliche Energie aus heißem Tiefenwasser gewonnen und in das Wärmenetz eingespeist werden, welches bislang durch Braunkohleverbrennung im Kraftwerk Weisweiler versorgt wird.

Der Bohrplatz mit dem Kraftwerk Weisweiler im Hintergrund

Juli 2021

Die Kernbohrung liegt nun zusammen mit der Bohrung Hastenrath 1 aus dem Jahr 2018 im GD NRW aus. Meter für Meter untersuchen unsere Geologinnen und Geologen die Bohrkerne und erstellen ein detailliertes Schichtenverzeichnis, das in die Bohrungsdatenbank DABO einfließt. Was mit dem Auge zu erkennen ist, wird mit Angabe der Tiefe dokumentiert: wie Gesteinsart, Lagerung, Klüfte, Fossilien. Untersuchungen in unserem Labor liefern geochemische und -physikalische Kennwerte, beispielsweise zum Karbonatgehalt und zur Wärmeleitfähigkeit. Dabei sind nicht nur die geklüfteten, dolomitisierten Kalksteine von besonderem Interesse, sondern auch der oberdevonische Condroz-Sandstein. Auch er ist möglicherweise für die geothermische Nutzung geeignet.

190 m Bohrkerne der Bohrungen Hastenrath 1 und Hastenrath 2

Geklüfteter Condroz-Sandstein – ist er für die geothermische Nutzung geeignet?

Mai/Juni 2021

Die Bohrung lief – dank guter Arbeit der Bohrmannschaft – wie am Schnürchen. Nach guten drei Wochen lagen 98 Meter Bohrkerne gut verpackt zum Abtransport nach Krefeld in den Holzkisten.

Das Ziel der Bohrung ist erreicht: Der untere Teil der unterkarbonischen Kohlenkalk-Gruppe und die obersten Schichten des Oberdevons sind erbohrt. Zusammen mit der Bohrung Hastenrath 1, die den oberen Teil des Kohlenkalks erfasste, liegt nun ein vollständig gekerntes Profil der vermutlich geothermisch bedeutsamen Kohlenkalk-Gruppe im Aachener Raum vor.

Bohrkerne – bereit zum Abtransport

Das jetzt erbohrte Profil hat nach einer ersten Sichtung durch unsere Geologen diese Schichtenfolge:

• Vesdre-Formation: verkarstete, dolomitisierte Kalksteine der Kohlenkalk-Gruppe
• Pont d’Arcole-Formation: dunkle, kalkfreie und nicht geschieferte Tonsteine
• Hastière-Formation: verkarstete, dolomitisierte Kalksteine der Kohlenkalk-Gruppe

– – – Karbon/Devon-Grenze – – –

• Etrœungt-Formation: Wechsellagerung von Dolomitsteinen und hauptsächlich mergeligen Ton- und Schluffsteinen, teilweise Glimmer führend, mit vielen rugosen Korallen
• Condroz-Gruppe: gut geschichtete, teils stark glimmerreiche, fossilarme Feinsandsteine mit Lagen aus dunklen, organikreichen Tonsteinen

Helle, dolomitisierte Kalksteine der Hastière-Formation (Karbon) mit offenen Klüften.

Die abschließenden geophysikalischen Vermessungen des Bohrlochs mit speziellen Sonden liefern weitere Informationen beispielsweise zu Klüftigkeit des Gesteins, Wassertemperatur und Salinität oder gesteinsspezifischen geophysikalischen Parametern. Die Messdaten werden unmittelbar in den Messwagen übertragen. So können schon vor Ort erste Auswertungen vorgenommen und Entscheidungen über das weitere Messprogramm getroffen werden. Besonders aufschlussreich ist die Aufnahme des Bohrlochs mit einem akustischen Bohrlochscanner. Hierbei wird ein Abbild der Bohrlochwandung erstellt, wodurch beispielsweise Lage und Öffnungsweite von Klüften im Gestein analysiert werden.

Vorbereitung einer geophysikalischen Messung

Die aufgezeichneten Messdaten können direkt auf Bildschirmen im Messwagen eingesehen werden.