Deutsch (27.2 MB) - Nagra

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Innerhalb der Molasse sehwanken die Werte zwisehen
2.25 g/em 3 für unverfestigte Sande ("B") und
2.55 gJem 3 für dünne Lagen ealcitiseh zementierter,
siltiger Sandsteine ("C"). Im weitgehend porenlosen
"Massenkalk" ("E") werden 2.71 g/em 3 erreieht, entspreehend
der Diehte von Calcit (Beil. 5.24).
Für sieh allein betraehtet, gibt diese Spur - wie die
meisten anderen - jedoeh kaum Anhaltspunkte bezüglieh
Lithologie und Porositãt. Für eine diesbezügliehe
Interpretation sind zusãtzliehe Logs erforderlieh,
z.B. NPHI, PEF, DT ete ..
Ein gemitteltes RHOB-Log ist auf Beilage 7.5 wiedergegeben
und dort den gravimetriseh ermittelten
Diehten gegenübergestellt (Kap. 7.2).
Photoelektrischer Absorptionsfaktor (PEF)
Bei der Weehselwirkung von Gammastrahlen mit
Elektronen werden diese so lange gestreut
(Compton-Effekt), bis sie sehliesslieh im niederen
Energiebereieh von den Elektronen vollkommen absorbiert
werden (Photoelektriseher Effekt). Die
dabei involvierten Elektronen sind zu 80% der innersten
Sehale der Atome zuzuordnen.
Mittels einer Spektralanalyse ist es mõglieh, die eintreffenden
Gammastrahlen entspreehend ihres Energiebereiehes
diesseits und jenseits von 150 Ke V zu
zãhlen. Wãhrend Gammastrahlen über 150 Ke V fast
nur durch den Compton-Effekt mit den Elektronen
reagieren, tritt unterhalb dieser Sehwel1e sowohl der
Compton- als auch der Photoelektrisehe Effekt in
Erseheinung.
Die Zahl der vom Detektor registrierten Gammaquanten
im niederen Energiebereich (unter 150
Ke V) ist dabei nieht nur invers proportional der
Elektronendichte, sondern aueh der photoelektrischen
Absorption. Dureh Verg1eich mit der Zãhlrate
im Energiebereich über 150 KeV (Compton-Effekt)
ist es mõglieh, einen "Photoelektrisehen Absorptionsindex"
zu ermitteIn, der ein Mass für den durehsehnittlichen
Einfangquerschnitt pro Elektron ist.
Die Einheit wird in barns/eleetron angegeben, wobei
1 barns einem Einfangquersehnitt von 10- 24 em 2 entspricht.
Die stark lithologieabhãngige PEF-Kurve ermõglieht
also eine rasche Unterseheidung zwischen Quarz
(1.81 barns/e) und Calcit (5.08 barns/e) bzw. quarzreichen
Klastika und Kalken. Innerhalb der Molasse
kann zusãtzlich zwisehen quarzreichen IntervalIen
mit PEF-Werten um 2 barns/e ("B") sowie siltig-
tonigen und calcitiseh zementierten Absehnitten mit
durchschnittlich 3 barns/e ("C") unterschieden werden.
Dies sind Mischwerte, erzeugt dureh die Hauptgemengteile
Quarz, Feldspat und Tonminerale
(hauptsãchlich Illit) sowie Calcit.
Wie sehr Antwortsignale durch die verschiedenen
Minerale verãndert werden kõnnen, zeigt sich in der
Bohnerzformation ("D"). Dort verhindert die Prãsenz
von Bohnerz eine IdentifIzierung der Tonminerale
mittels der PEF-Spur, weil die hohen PEF-Werte
eines Fe-Hydroxydes (vermutlich Goethit mit
19.02 barns/e) den für Kaolinit (vg1. Kap. 5.4.2) typischen
Wert von 1.83 barns/e (Beil. 5.24) überlagern.
Scheinbare Neutronporositiit (NPHI)
N eutronen sind elektrisch neutrale Teilchen mit
einer fast g1eieh grossen Masse wie jene des Wasserstoffatoms.
Die von einer radioaktiven Quel1e kontinuierlieh
emittierten sehnellen Neutronen kollidieren
mit den Atomkernen des umgebenden Mediums.
Der dabei auftretende Energieverlust ist umso grõsser,
je kleiner das getroffene Atom ist. Daraus kann
geschlossen werden, dass der grõsste Verlust beim
Zusammenstoss mit einem Wasserstoffatom erfolgt.
Nach einigen hundert Mikrosekunden sind die Neutronen
durch diesen Prozess so stark abgebremst,
dass sie von einem Atomkern eingefangen werden.
J e nach Gerãtetyp werden das von diesem ausgesandte
Gammaquant (Photon) oder die Neutronen
selbst, von einem Detektor registriert. Ihre Anzahl
ist umso kleiner, je hõher die Wasserstoffkonzentration
zwischen Quelle und Detektor ist und umgekehrt.
Das NPHI-Log spricht also primãr auf die Konzentration
der Wasserstoffatome an und steht daher im
Zusammenhang mit dem gesamten mit Flüssigkeit
gesãttigten Porenvolumen im Gestein. Da auch die
Mineralmatrix selbst einen gewissen Einfluss hat, ist
das Gerãt so geeicht, dass es in einem Kalkstein -
und nur in diesem - direkt die wahre Porositãt in
Volumenprozenten anzeigt. Für alIe übrigen Minerale
gibt es Abweichungen, die jedoeh gering sind,
solange kein Wasserstoff im KristalIgitter vorkommt
(Beil. 5.24). Ist dies aber der FalI, so kõnnen, wie
bspw. bei Tonmineralen, Fe-Hydroxyden, Gips ete.,
hohe seheinbare Neutronporositãtswerte auftreten,
die aber keiner effektiven entsprechen. Da also der
Ursprung des Wasserstoffmdex ungewiss ist, sind
stets weitere Logs notwendig, um eine zuverlãssige
Analyse der Lithologie vorzunehmen. Erst danaeh ist
es mõglieh, die wahre Porositãt zu ermitteln.