Zusammenfassung
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.
Abstract
The hydrogeological assessment of a rock mass can be significantly influenced by fault zones acting either as conduits, barriers, or a combined conduit-barrier system. At the Talhof-fault (Semmering-Rax, Austria) the internal structure of a core zone with respect to the hydraulic properties was investigated and compared to results of packer tests. The fault rocks are built up by cataclasites and cacirites with a planar fabric parallel to the fault zone boundaries. Samples were taken with steel pipes in three orientations with reference to a kinematic coordinate system along a scan line. The samples were analysed with respect to grain size distribution, mineralogical composition and hydraulic conductivity. The hydraulic conductivity was determined in the laboratory with tri-axial penetration cells resulting in values ranging from 1,7⋅10−7 m/s to 4,2⋅10−11 m/s. The analyses suggest a homogeneous and anisotropic hydraulic behaviour of the core zone despite its heterogeneous, fine layered internal structure.
The hydraulic conductivity parallel to the fault plane is two orders of magnitude higher than normal to the fault plane. The results correspond well with data from packer tests also from fault rocks of the Talhof fault system and the same tectonic units, giving additional information about the fault domains within the test intervals.
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Winkler, G., Kurz, W., Hergarten, S. et al. Hydraulische Charakterisierung von Störungskernzonen in kristallinen Festgesteinen am Beispiel der Talhof-Störung (Ostalpen). Grundwasser 15, 59–68 (2010). https://doi.org/10.1007/s00767-009-0130-0
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