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UP: Umweltphysik

UP 2: Transportprozesse im Boden

UP 2.2: Invited Talk

Tuesday, March 19, 2002, 10:45–11:15, HS 11

Untersuchungen zum Wassertransport und zur Porenstruktur in Sedimenten mittels NMR- und MRT-Messungen — •Frank Stallmach¹, Christoph Meinecke¹, Jörg Kärger¹, Stefan Geyer², Hans-Reinhard Gläser² und Walter Gläßer² — ¹Universität Leipzig, Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Linnestr. 5, 04103 Leipzig — ²Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, Sektion Hydrogeologie, Theodor-Lieser-Str. 4, 06120 Halle

Messungen der magnetischen Resonanz der Kernspins flüssiger Phasen in Boden- und Sedimentproben mittels spektroskopischer (NMR-) und tomographischer (MRT-) Verfahren erlauben eine zerstörungsfreie Charakterisierung der Porenstrukturen und eine direkte Beobachtung des durch sie beeinflußten Stofftransports. Der Einsatz dieser modernen Methoden zur Untersuchung von Trägergesteinen von Aquifern aus dem Mitteldeutschen Raum wird an Hand von Relaxations-, Selbstdiffusions- und Strömungsmessungen von Wasser in Dolomitgesteinen bzw. von Wasser und Kohlenwasserstoffen in glazialen Lockersedimenten dargestellt.

Die Ergebnisse dieser Studien zeigen, daß (1) NMR-Diffusionsmessungen Aussagen zur Fraktalität der spezifischen inneren Oberfläche der Lockersedimente sowie die wahren Selbstdiffusionskoeffizienten der Porenflüssigkeiten liefern; (2) in den Dolomitgesteinen schon geringe Anteile eisen- und manganhaltiger Minerale die petrophysikalische Interpretation von NMR-Relaxationszeitmessungen erschweren und (3) direkte Beobachtungen des Strömungsverhaltens in solchen Sedimenten mittels MRT geeignet sind, die freien (fließfähigen) Wasseranteile im Porenraum zu quantifizieren und Fließwege zu visualisieren.