Hydraulische Charakterisierung von geologischen Strukturen im Tafeljura bei Muttenz
Die Bruchzonen des Tafeljuras im Untergrund von Muttenz-Pratteln haben mutmasslich entscheidenden Einfluss bei der Subrosion von Evaporiten, aber auch bei der Ausbreitung von gelösten Substanzen z.B. aus Altlasten. Bruchzonen werden dabei als nicht scharf begrenzte Zonen aufgefasst, in denen gehäuft geologische Bruchstrukturen auftreten, die tektonischen Ursprungs und auch als Klüfte sichtbar sind. Auch in den Bruchzonen kontrollieren deren hydraulischen Eigenschaften den Transport von gelösten Substanzen im Grundwasser. Daher beeinflusst die räumliche Anordnung der Bruchstrukturen die Anordnung der hydraulischen Eigenschaften wie Porosität und hydraulische Leitfähigkeit. Weitere geologische Strukturen, welche die hydraulischen Eigenschaften im Festgestein des Tafeljuras beeinflussen, sind Schichtfugen, die ihren Ursprung in der Ablagerung der Sedimente haben. Klüfte und Schichtfugen in Karbonatgesteinen und Evaporiten, wie sie in den Muschelkalkserien des Tafeljuras auftreten, können durch Verkarstung gut sichtbare offene Hohlräume bilden, die das Strömungsverhalten des Grundwassers entscheidend prägen. Es ist anzunehmen, dass auch ausserhalb der vermuteten Bruchzonen die Anordnung der offenen Klüfte und Schichtfugen im Festgestein den gleichen Randbedingungen unterworfen ist, und sich diese ebenfalls als präferentielle hydraulische Eigenschaften ausbilden. Kenntnisse zur Anordnung der Strukturen sind insbesondere in den Formationen des Muschelkalkes von Interesse, da diese zum einen als regionaler Grundwasserträger genutzt werden (karbonatische Schinznach- Formation), und zum zweiten mutmasslich Ursache für anhaltende Gebietsabsenkungen darstellen (evaporitische Zeglingen-Formation). Eine Möglichkeit die Anordnung zu erkunden und mit deren hydraulischen Eigenschaften zu verbinden sind orientierte Aufnahmen von Strukturen im Bohrloch zusammen mit hydraulisch relevanten Messungen („Flowmeter“, „Packer“-Tests, allenfalls Temperatur- und elektrische Leitfähigkeit des Fluids) und deren Ableitungen der hydraulischen Leitfähigkeiten.
Im Festgestein von Muttenz-Pratteln stehen in insgesamt 12 Bohrungen orientierte Aufnahmen von Strukturen (Bohrloch-„scans“ optisch „OPTV“ und akustisch „BHTV“) in den Bohrungen 21.J.96 bis 21.J.104, sowie den Salinen-Bohrungen 21.G.137, 21.X.149 und 21.X.150 zur Verfügung (Abbildung). Die beprobten Abschnitte sind in allen Bohrungen der Schinznach-Formation, und i.A. der oberste dolomitische Bereich der Zeglingen-Formation. Daten zum evaporitischen Teil der Zeglingen-Formation mit Anhydrit- und Gipsgestein sind zu kleinen Teilen in 21.J.102 und 21.J.103, und zu grösseren Teilen in den Salinen-Bohrungen 21.X.149 und 21.X.150 vorhanden. In den letzteren liegen auch Daten bis durch das Salzlager vor.
Insgesamt wurden in den orientierten Aufnahmen weit über 1000 Strukturen erkannt. Eine Neuinterpretation der Öffnungsweiten der Schichtfugen und Kluftflächen konnte als Häufigkeit, bzw. Anzahl der Schichtfugen und Klüfte pro m Tiefe angegeben werden. In den Abschnitten mit ermittelter hydraulischer Leitfähigkeit konnte diese gegen die Öffnungsweiten der Schichtfugen und Kluftflächen zur Abklärung einer allfälligen Korrelation dargestellt werden.
Im Gegensatz zu den meist horizontalen Schichtflächen gibt die Systematik der räumlichen Lage der Kluftflächen einen Hinweis auf eine mögliche hydraulische Anisotropie (Abbildung). Die Häufigkeit der Polprojektionen der Klüfte zeigen dabei mit Ausnahme der Bohrungen 21.J.97, 21.J.101 und 21.X.149 mit einem Streichen von SSW-NNE bis SW-NE eine „rheintalische“ Richtung parallel zu den Horst- und Grabenstrukturen des Tafeljuras.
