Technischer Bericht NTB 90-41
Sedimentäre Architektur der distalen Unteren Süsswassermolasse und ihre Beziehung zur Diagenese und der Petrophysik. Eigenschaften am Beispiel der Bohrungen Langenthal.
Die gezielte sedimentologische Untersuchung der distalen jüngeren Unteren Süsswassermolasse («Aquitan») in natürlichen Aufschlüssen hat gezeigt, dass in diesen terrestrischen Ablagerungen im wesentlichen vier Faziestypen vorkommen, die auch in Bohrungen (Langenthal, Weiach und Schafisheim) nachgewiesen werden können. Diese bauen wohl unterscheidbare Sedimentkörper auf, die durch ihren genetischen Ursprung, ihre spezifischen Geometrien, petrographischen (Korngrösse und mineralogische Zusammensetzung) wie auch petrophysikalischen (Porosität P, Permeabilität k) Eigenschaften charakterisiert sind und daher als die Architektur-Elemente der distalen USM bezeichnet werden. Es sind dies: RG Rinnengürtel; DFR Durchbruchsfächer und -rinnen; UW Uferwälle und distale Überschwemmungssande; UPS Überschwemmungsebene mit Paläoböden und Sümpfen sowie LAK lakustrische Ablagerungen. Die einzelnen Architektur-Elemente zeigen einen stark heterogenen Aufbau, der einerseits von primären sedimentologischen Unterschieden (v. a. hydrodynamische Sortierung), andererseits von diagenetischen Veränderungen (v. a. differentielle Zementation) herrührt.
In der distalen USM kommen Rinnengürtel (Architektur-Element RG) sowohl von bodenfrachtreichen als auch von suspensionsfrachtreichen Mischfrachtrinnen vor. Die in der USM dominanten Rinnengürtel bodenfrachtreicher Mischfrachtrinnen sind generell breiter (ca. 150 – 1500m) und kontinuierlicher als diejenigen suspensionsfrachtreicher Paläorinnen (Breite ca. 40 – 100m), sind aber auch vielfach amalgamiert und stehen häufig miteinander in erosivem Kontakt.
Aufgrund der petrographischen und petrophysikalischen Eigenschaften lassen sich die Architektur-Elemente in ein sandiges Gerüst aus Rinnensandsteinkörpern mit angrenzenden Durchbruchsfächern und -rinnen (durchschnittliche offene Porosität 13.1 (RG) und 8.6% (DFR), durchschnittiche Permeabilität 486md (RG) und 5md (DFR)) sowie in eine tonig-siltige Matrix (Einbettungssediment praktisch ohne offene Porosität und messbare Permeabilität) der Schwemmebene gruppieren. Der ansehnliche Gesamttongehalt der arenitischen Architektur-Elemente des Gerüsts (Rinnengürtel sowie Durchbruchsfächer und -rinnen) kann auf den hohen Tongehalt der Gesteinsbruchstücke zurückgeführt werden.
Gegen die Alpen und gegen Westen zu ist generell mit einer Zunahme der Breite, der Kontinuität und der Verbundenheit («Interconnectedness») der Rinnengürtel zu rechnen. Die primären Porositäten und Permeabilitäten dagegen nehmen gegen den Beckennordrand und gegen Osten hin ab, wobei die regional unterschiedliche Diagenese und Tektonisierung einen grossen sekundären Einfluss ausüben.
