S TANDORTSZENARIEN

4.2.1 Allgemeine Einschränkungen

Bei der Definition der im Schritt 4 bzw. 5 des vom AkEnd vorgeschlagenen Endlagerauswahl-verfahrens zu erkundenden potenziellen Standortregionen bzw. Standorte wird gefordert, dass die im Verfahren definierten Ausschlusskriterien nicht zutreffen bzw. die Mindestanforderun-gen erfüllt sind.

Einschränkungen der Charakteristika der zu betrachtenden Standortregionen (Schritt 4) bzw.

Standorte (Schritt 5) ergeben sich aus den vom AkEnd vorgegebenen geometrischen Beding-dungen. Die wesentlichen Faktoren können wie folgt zusammengefasst werden:

• Es ist eine Mindestmächtigkeit des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches von 100 m zu gewährleisten, wobei die Teufe der Oberfläche des erforderlichen einschlusswirk-samen Gebirgsbereiches mindestens 300 m betragen muss. Somit darf die Unterkante des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches nicht weniger als 400 m unter der Erd-oberfläche liegen.

• Das Endlagerbergwerk darf nicht tiefer als 1.500 m liegen. (Hinweis: Die unter Berück-sichtigung der Standfestigkeit praktisch erreichbare Tiefengrenze für Tonsteine ist wahrscheinlich geringer.)

• Für die Errichtung eines Endlagers muss die minimale flächenhafte Ausdehnung der betreffenden Gesteinskörper 10 km² (bzw. 3 km² im Salzgestein) betragen. Die tat-sächlichen Größen der zu erkundenden Flächen hängen deshalb sowohl vom Wirts-gestein als auch von den lokalen geologischen Gegebenheiten ab.

4.2.2 Salzgesteine

4.2.2.1 Definition

Die Definition der im Folgenden betrachteten Salzgesteine erfolgt gemäß GOLDER ASSOCIATES (2006) - Auszug: Bei den in Frage kommenden Salzgesteinen handelt es sich um Evaporitabfolgen (Steinsalz mit > 90% NaCl, Anhydrit, Kalisalze, Salztone) mit einem Steinsalzanteil von > 90%. Für den einschlusswirksamen Bereich muss die generelle lithologi-sche/stratigraphische Abfolge die Erfüllung der Mindestanforderungen AkEnd erlauben, wel-che eine Mächtigkeit > 100 m und eine horizontale Ausdehnung von > 3 km² Salzgestein vor-sieht.

4.2.2.2 Standortszenarien

Steinsalz weist aufgrund seiner stofflichen und strukturellen Homogenität (> 90% NaCl) gegenü-ber den anderen Gesteinen einige Besonderheiten auf, die sowohl bei der Errichtung des Endla-gers als auch bei der Nachweisführung der Langzeitsicherheit entsprechend zu berücksichtigen sind.

Es besitzt die geringste Gebirgsdurchlässigkeit und ist unter intrinsischen Bedingungen als undurchlässig gegenüber Fluiden, wie z.B. Gasen oder Salzlösungen, anzusehen. Hinzu kommt, dass in der vorgesehenen Endlagertiefe die durch Errichtung des Endlagers durch Span-nungsumlagerung entstandenen Wegsamkeiten in der Umgebung offener Hohlräume nach deren Verfüllung und nach Verschließen des Endlagers aufgrund des visko-plastischen Verhaltens von Steinsalz langfristig wieder geschlossen werden. In der Konsequenz sind keine lokalen hy-draulischen Wegsamkeiten zu erwarten.

Daraus folgt gleichzeitig, dass innerhalb des Salzgesteins die hydrochemischen Ge-sichtspunkte weniger wichtig im Vergleich mit anderen Parametern sind. Bei zutretenden Lö-sungen handelt es sich in der Regel um primäre RestlöLö-sungen und Prozesse wie Sorption oder Diffusion sind praktisch bedeutungslos.

Hinsichtlich einer Hohlraumerstellung liegen aufgrund der langjährigen konventionellen unter-tägigen Salzgewinnung umfangreiche bergtechnische Erfahrungen vor, wobei das Gebirge auch in Teufen über 1.000 m standsicher ist und in der Regel auf einen technischen Ausbau verzichtet werden kann. Insofern spielt eine Bewertung hinsichtlich der bautechnischen Mach-barkeit bei einer Erkundung nur eine nachgeordnete Rolle.

Nach dem wissenschaftlichen Kenntnisstand über die geologischen Rahmenbedingungen der Entstehung hinreichend mächtiger Salzablagerungen und den Erfahrungen aus der ausge-dehnten bergbaulichen Nutzung sind in Deutschland Salzvorkommen, die den Vorgaben des AkEnd entsprechen, vorhanden. Sie entstanden unter ariden Klimabedingungen, wie sie erd-geschichtlich in Mitteleuropa vor allem in Zeitabschnitten des Perm, des Mesozoikum und Tertiär vorherrschten. Am weitesten verbreitet sind die Salzgesteine des Zechstein (Ober-perm). Es handelt sich dabei um zyklische Abfolgen aus Tonen, Karbonaten, Sulfaten und Chloriden, wobei sieben Hauptzyklen (z1 bis z7) unterschieden werden können.

Nachdem das Salz entsprechend der jeweiligen sedimentären Beckensituation in unterschied-licher Mächtigkeit und Erstreckung primär flach abgelagert wurde, hat es abgesehen von dia-genetischen Prozessen im Laufe der Erdgeschichte regional unterschiedlich eine z.T.

erhebli-che Veränderung erfahren. Aufgrund der visko-plastiserhebli-chen Eigenschaften von Steinsalz kön-nen bei ausreichender Mächtigkeit und ausreichendem Gebirgsdruck durch überlagernde Sedi-mentgesteine sowie möglicherweise ausgelöst oder begleitet durch tektonische Vorgänge halo-kinetische Prozesse auftreten, infolgedessen kommt es zur Entstehung von Salzakkumulati-ons- und Salzabwanderungszonen und damit zur Erhöhung bzw. Reduzierung der Ausgangs-mächtigkeit.

In der Konsequenz müssen bei der Erkundung vereinfachend zumindest zwei Konfigurationen unterschieden werden.

• Salzgesteine in flacher Lagerung

Die in Mitteldeutschland dominierenden Salzgesteine des Zechstein sind zumeist in größerer lateraler Erstreckung flach gelagert und spiegeln damit - abgesehen von diagenetisch beding-ten Veränderungen - weitgehend die sedimentationsbedingbeding-ten Lagerungsverhältnisse wider.

Die vertikale Mächtigkeit beträgt regional unterschiedlich bis zu mehreren 100 m. Die laterale Erstreckung ist häufig, abhängig von der lokalen tektonischen Situation, kleinräumigen Schwankungen (z.B. Anhydritklippen) unterworfen und kann zu den Randbereichen hin, z.B.

durch sekundäre Ablaugungsprozesse im Bereich des Salzhanges, deutlich abnehmen.

• Salzgesteine in steiler Lagerung

Infolge halokinetischer Prozesse liegen die Salzvorkommen im Norden Deutschlands in Form von Salzkissen, Salzstöcken und Salzmauern vor. Die flächige Ausdehnung dieser Salzge-steinskörper variiert, wobei insbesondere der Internbau mit stratigraphisch und lithologisch unterschiedlichen Salzgesteinen aufgrund der halokinetischen Prozesse sehr komplex sein kann. Der Wurzelbereich dieser Salzstrukturen liegt teilweise mehr als 4.000 m tief [BALDSCHUHN et al. (1996)].

4.2.3 Tone und Tonsteine

4.2.3.1 Definition

Die Definition der im Folgenden betrachteten, für ein Endlager in Frage kommenden Tone und Tonsteine erfolgt gemäß GOLDER ASSOCIATES (2006) - Auszug: Bei Tonen, die in Frage kommen, handelt es sich um klastische Lockergesteine gemäß FÜCHTBAUER (1988), die zu mindestens 50% des Feststoffes eine Korngröße kleiner 2 μm aufweisen sowie Tonminerale enthalten. Tonstein ist verfestigter Ton. Die im vorliegenden betrachteten Formationen schlie-ßen Tonsteine, Schluffsteine wie auch Tonmergelsteine ein.

4.2.3.2 Standortszenario

Tongesteinsformationen kommen in Deutschland sowohl in unterschiedlichen stratigraphi-schen Niveaus als auch geographistratigraphi-schen Regionen vor. Unter Berücksichtigung der Tiefe und Mächtigkeit lassen sich Tongesteine für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in relevan-ter Lage im Tertiär, in der Kreide und im Jura sowohl in Nord- als auch in Süddeutschland ausweisen [BGR (2007)].

Es folgt ein Auszug aus BGR (2007): Das Konzept der Endlagerung in tiefen geologischen Formationen setzt generell eine ausreichende Festigkeit für die Erstellung und Offenhaltung der untertägigen Strecken voraus. In Tongesteinen kann die Standsicherheit der Strecken nur mit Ausbaumaßnahmen erreicht werden. Bei unverfestigten Tonen sind diese Maßnahmen besonders aufwändig und kostspielig. Daher werden hier nur verfestigte Tongesteine in die Betrachtung einbezogen.

Anmerkung: Aus geotechnischer Sicht ist eine Unterscheidung von plastischen und verfestig-ten Tonsteinen kaum möglich, d.h. es fehlt ein objektives geomechanisches Kriterium für eine entsprechende Differenzierung, wobei die Eigenschaften innerhalb einer Tonformation tiefen-abhängig und lokationsspezifisch unterschiedlich sein können (tiefen-abhängig von der erzielten paläogeographischen Versenkungstiefe). Beispielsweise sind die phänomenologischen Ver-formungseigenschaften der Tonformationen aus Bure/Frankreich (verfestigter Tonstein) und Mol/Belgien (plastischer Tonstein) bezüglich der Ausbildung einer Auflockerungszone im Nahbereich von Hohlräumen sehr ähnlich, während in Mont Terri/Schweiz (verfestigter Ton-stein) infolge des dort vorherrschenden anisotropen Spannungsfeldes deutlich andere Phä-nomene beobachtet werden.

Das entsprechende Standortszenario für das Wirtsgestein Ton/Tonstein ist ein Endlager in einer Teufe von nicht weniger als 350 m bis zu einem Maximum von etwa 1.000 m unter der Geländeoberfläche. Oberhalb des Wirtsgesteins sind eventuell andere Sedimentgesteine bzw.

Lockergesteine abgelagert.

4.2.4 Kristallin

4.2.4.1 Definition

Die Definition des im Folgenden betrachteten Kristallins erfolgt gemäß GOLDER ASSOCIATES (2006) - Auszug: Kristalline Gesteine im Sinne der vorliegenden Bearbeitung sind Gesteine, die aus kristallisiertem Material bestehen. Die Kristallisation erfolgt während der Abkühlung geschmolzener Materialien oder durch Metamorphose. Die hier betrachteten

kristallinen Gesteine umfassen magmatische (Intrusiva und Effusiva) und metamorphe Ge-steine, wobei letztere regionalmetamorph (z.B. Phyllite, Glimmerschiefer, Gneis, Granulite) sowie kontaktmetamorph entstanden sein können.

4.2.4.2 Standortszenarien

Kristalline Gesteine kommen in Deutschland unter geringer (gebietsweise auch fehlender) Bedeckung bzw. unter mächtiger Bedeckung vor. Eine mächtige Bedeckung könnte in Abhän-gigkeit ihrer Ausbildung, z.B. beim Vorhandensein einer Tonbarriere, eine zusätzliche sicher-heitsrelevante Wirkung aufweisen. Da diese zwei Bedeckungsbedingungen erkundungstech-nisch unterschiedlich sind, wurden zwei entsprechende Standortszenarien festgelegt:

• Ein Endlager in einer Teufe von nicht weniger als 350 m bis zu einem Maximum von 1.500 m unter der Geländeoberfläche im Kristallin mit einer geringen (eventuell ge-bietsweise auch ohne) Bedeckung von Sedimentgesteinen bzw. Lockergesteinen

• Ein Endlager in einer Teufe von nicht weniger als 350 m bis zu einem Maximum von 1.500 m unter der Geländeoberfläche im Kristallin mit einer mächtigen Bedeckung (ei-nige hundert Meter) von Sediment- bzw. Lockergesteinen

Anmerkung: Ungestörte Kristallingesteine sind generell sehr gering durchlässig. Als Folge tektonischer Beanspruchung kommen in diesen Gesteinen jedoch häufig Störungs- und Kluft-zonen vor, welche bevorzugte Wasserfließwege darstellen. Daneben können auch lithologi-sche Inhomogenitäten (Ganggesteine, Mineral- und Erzadern) erhöhte Wasserwegsamkeiten bewirken.

4.2.5 Sonstige Gesteine unter Tonbedeckung

4.2.5.1 Definition

Die Definition der im Folgenden betrachteten sonstigen Gesteine unter Tonbedeckung erfolgt gemäß GOLDER ASSOCIATES (2006) - Auszug: Die sonstigen Gesteine unter Tonbede-ckung (Tondefinition siehe Abs. 2.2.3.1) schließen prinzipiell alle Gesteine ein, die keinen we-sentlichen hydraulischen Anschluss an Aquifere oberhalb der Tonbarriere haben. Die betrach-teten sonstigen Gesteine umfassen z.B. Kalksteine, Mergelsteine, Tonschiefer, stark zemen-tierte Sandsteine sowie Quarzite. Salzgesteine, Tonsteine sowie kristalline Gesteine sind nicht Gegenstand der Betrachtung, sie werden in den entsprechenden Berichtsabschnitten abge-handelt.

4.2.5.2 Standortszenarien

Das Standortszenario ist ein Endlager in einem sonstigen Festgestein in einer Teufe von nicht weniger als 350 m bis zu einem Maximum von 1.500 m unter der Geländeoberfläche. Ober-halb des Wirtsgesteins lagern andere Sedimentgesteine bzw. Lockergesteine, die eine Ton-schicht einschließen. Der einschlusswirksame Teil dieser TonTon-schicht hat eine Mächtigkeit von mindestens 100 m und liegt mindestens 300 m unterhalb der Geländeoberfläche.

4.3 Übertragbarkeit der internationalen Erfahrungen