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Geologie

Roskow-Ketzin Doppelantiklinale

Am Standort Ketzin wurden Sandsteinhorizonte der Stuttgart-Formation zur CO2-Speicherung genutzt. Die geologische Einheit der Stuttgart-Formation ist von Norddeutschland bis in den Stuttgarter Raum verbreitet und wurde im Zeitalter der Oberen Trias vor rund 225 Millionen Jahren im sogenannten Keuper abgelagert. In Ketzin werden die triassischen Ablagerungen von einer etwa 600 m mächtigen Abfolge weiterer Sedimente überlagert.

Ähnlich wie an vielen anderen Orten in Norddeutschland kam es durch die Auflast dieser Sedimente zur Bewegung von großen Salzmassen im Untergrund (Halokinese), die vor etwa 255 Millionen Jahren im Perm abgelagert wurden. Als Folge dieser Bewegungen haben sich Salzkissen, Salzwälle und Diapire ausgebildet, die die überlagernden Gesteinsschichten deformiert und zur Ausbildung von Mulden (Synklinalen) und Aufwölbungen (Antiklinalen) geführt haben (siehe Abb 1).

Der Standort Ketzin liegt oberhalb einer solchen geologischen Antiklinale (Abb. 1). Die Einspeisung des CO2 erfolgte an der Südflanke dieser Aufwölbungsstruktur in etwa 630 bis 650 m Tiefe. Die Speichersandsteine der Stuttgart Formation werden von rund 165 m mächtigen abdichtenden Tonsteinen überlagert (Abb. 2). Oberhalb des CO2-Speichergesteins befinden sich in ca. 250 bis 400 m Tiefe Sandsteine des Jura, welche früher als Stadtgas- und Erdgasspeicher genutzt wurden. Diese Gesteine werden ebenfalls von einem etwa 80 bis 90 m mächtigen abdichtenden Deckgebirge aus tertiärem Rupelton überlagert. Dieser Ton besitzt eine besonders wichtige Funktion als Grundwasserstauer, und verhindert die Versalzung der oberflächennahen nutzbaren Grundwasservorkommen.

Zusammen mit der Antiklinalstruktur sichert solch ein Multibarrierensystem eine kontrollierte und begrenzte Ausbreitung des CO2.

Die gesamte Stuttgart-Formation ist in einem fluviatilen System abgelagert worden. Die Sandsteinlagen stellen dabei die ehemaligen Flussläufe dar und bestehen überwiegend aus den Mineralen Quarz und Feldspat und kleineren Gesteinsbruchstücken. Der Sandstein ist fein- bis mittelkörnig und gut sortiert, die Sandsteinkörner sind meist allerdings nur schwach mit einander verbunden. Verbindende Zemente sind vor allem Analzim und Anhydrit sowie Eisenoxide, Dolomite, Tonminerale und vereinzelt auch Salz (Halit). Die Sandsteine weisen eine Porosität von 13 bis 26% auf. Permeabilitäten von 50 bis 100 mD (D - Darcy ist eine Einheit für Permeabilität) wurden in hydraulischen Tests nachgewiesen; Untersuchungen der Bohrkerne ergaben Permeabilitäten von etwa 500 bis über 1000 mD.