Deutsch (27.2 MB) - Nagra

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mertemperatur die stabile Phase. Bei hõheren Temperaturen
(55°C und hõher) ist Anhydrit das dominierende
Mineral.
Das Wasser aus dem Muschelkalk (50°C) ist in bezug
auf Gips ungefãhr gesãttigt und für Anhydrit leicht
untersãttigt (Beil. 9.7). Das nur wenig wãrmere Wasser
aus dem Buntsandstein (53°C) ist g1eichermassen
für Gips und Anhydrit gesãttigt, wãhrend für das
Wasser aus dem oberen Perm (59°C) der Sãttigungsindex
für Anhydrit bereits über dem des Gips liegt.
Die Sãttigungsindices sind somit konsistent mit dem
Wechsel der stabilen Phase von Gips zu An-hydrit
bei etwa 55°C. Sie weisen ferner darauf hin, dass die
entsprechenden Grundwãsser im Laufe ihrer Evolution
ausreichend lange mit sulfathaltigen Mineralen
in Kontakt waren oder noch sind. Die Wãsser aus
dem Malm, dem unteren Perm und dem Kristallin
sind dagegen deutlich untersãttigt in bezug auf Gips
und Anhydrit. Dies ist konsistent mit der Abwesenheit
von Sulfaten in diesen Schichten.
Quarz wird bei niedrigen Temperaturen (z.B. 2O°C)
zwar gelõst,. aber nicht oder nur sehr langsam ausgefãllt.
Niedrig temperierte Wãsser kõnnen daher in
bezug auf Quarz übersãttigt sein. Die relativ hohen
Silikatkonzentrationen in diesen Wãssem sind hãufig
das Ergebnis von Reaktionen mit Feldspãten oder
Tonmineralen. Die Obergrenze für den Silikatgehalt
ist erreicht, wenn Chalcedon auszufallen beginnt.
Chalcedon ist damit hãufig die bestimmende
Mineralphase für die Silikatkonzentration in Wãssern
mit niedriger Temperatur. Dementsprechend ist
das Grundwasser aus dem Malm (19°C) im Hinblick
auf Quarz deutlich übersãttigt, aber ungefãhr gesãttigt
für Chalcedon.
Bei hõheren Temperaturen geht aus thermodynamischen
Gründen die Ausfãllung von Quarz ausreichend
schnell vor sich, so dass Quarz die bestimmende
Mineralphase wird. Folgerichtig sind die
Wãsser aus dem Buntsandstein (53°C) und dem
oberen Perm (59°C) rur Quarz nur noch leicht übersãttigt
bzw. gesãttigt.
Konsequenterweise sollte auch das Wasser aus dem
unteren Perm (70°C) in bezug auf Quarz gesãttigt
sein. Der berechnete Sãttigungsindex betrãgt jedoch
-0.7. Wie aus Beil. 9.3 ersichtlich ist, wird die Kieselsãurekonzentration
sowohl in ungefIltertem wie auch
in membranfiltriertem Probenwasser ermittelt. Zur
Berechnung des Quarz- und Cha1cedon-Sãttigungsindices
wird normalerweise der niedrigere Wert
(membranfIltrierte Probe) verwendet. Bei Quarzuntersãttigung
wirdjedoch der hõhere Wert mitberücksichtigt.
Trotzdem ist der erwãhnte Sãttigungsindex
bei weitem zu niedrig und dürfte in fehlerhaften
Ana1ysendaten begründet sein.
Das Wasser aus dem oberen Muschelkalk (50°C)
weist untypischerweise eine starke Übersãttigung für
Quarz und eine leichte für Cha1cedon auf. Dies ist
wahrscheinlich auf kolloida1e Silikate in den Proben,
die nicht durch normale Laborfilter zurückgehalten
werden, zurückzuführen. Für die weitere Auswertung
der Daten wurde daher angenommen, dass das
Wasser aus dem oberen Muschelkalk für Cha1cedon
gesãttigt ist.
Die Wãsser aus dem Kristallin sollten ebenfalls für
Quarz gesãttigt sein, da dort ausreichend Silikate
vorhanden sind. Gemãss Beilage 9.7 sind die Proben
jedoch leicht untersãttigt. Dies kann durch eine Ausfãllung
von Quarz bei der Abkühlung der Proben
wãhrend der Probennahme erklãrt werden.
Grundsãtzlich sind auch die Sãttigungsindices für
weitere gesteinsbildende Minerale, wie zum Beispiel
Feldspat, Tonminerale oder andere Aluminiumsilikate,
von Interesse. Allerdings ist in der Praxis ihre
Bestimmung schwierig oder unmõglich. Dies liegt
zum einen an den analytischen Schwierigkeiten, die
Aluminiumkonzentration einer Wasserprobe hinreichend
genau zu bestimmen (bei normalen pH­
Werten sind die Konzentrationen sehr niedrig!).
Zum anderen sind die thermodynamischen Konstanten
für einige dieser Minerale nicht bekannt. Desha1b
war eine Berechnung der entsprechenden Sãttigungsindices
nicht mõglich.
9.5.2.6 Redoxpotential
Das Redoxpotential ist ein Indikator für die Oxidationszahl
oder Wertigkeit der verschiedenen Elemente
in einer Lõsung. Bei Elementen, die in mehr
als einer Wertigkeit g1eichzeitig vorkommen, lassen
sich über das Redoxpotential die einzelnen Konzentrationen
der verschiedenwertigen Ionen bestimmen.
Norma1erweise wird das Redoxpotential a1s Redoxspannung
mit einer sog. Redoxmesskette, z.B. einer
Platin- und einer Referenzelektrode gemessen. Die
sich an der Platinelektrode aufbauende elektrische
Spannung ist bei Lõsungen, die nur ein Redoxpaar
(z.B. Fe 2 +, Fe 3 +) enthalten, direkt abhãngig vom
Konzentrationsverhãltnis der verschiedenwertigen
Ionen.
Obwohl die Messung in der Praxis nicht ohne Probleme
ist, wurde an den meisten Wasserproben die
Redoxspannung mit derartigen Platinelektroden