4.1.2 Wirtsgestein Tongestein

Das Wirtsgestein Tongestein ist ein in der geologischen Vergangenheit durch Transport und Ablagerung von Tonmineralen, aber auch Mineralen wie Quarz, Karbonaten u. a. entstandenes Sedimentgestein, dessen Korngrößen zu einem großen Teil kleiner als 0,002 mm sind. Diese Sedimente entstehen aus magmatischen, metamorphen oder aus schon existierenden Sedimentgesteinen durch Verwitterung. Die Verwitterungsprodukte werden u. a. durch Wind und Wasser abgetragen, transportiert und an anderer Stelle abgelagert. Die selektive Ablagerung nach Korngröße entsteht durch den Verlust der Transportkraft des Transportmediums – die kleinsten Partikel werden am weitesten „mitgeschleppt“. Bei Ton handelt es sich hauptsächlich um das Transportmedium Wasser (Flüsse, Seen, Meere). Daher lagern sich Tone vorwiegend in Meeren und Seen ab, aber auch an beruhigten Stellen in Flüssen. Die hier betrachteten Ablagerungen fanden erdgeschichtlich vor vielen Millionen Jahren statt. Damals befand sich in den heutigen Ablagerungsbereichen über mehrere Millionen Jahre ein stehender Wasserkörper bzw. stehendes Gewässer. Durch Ablagerung großer Mengen dieser Sedimente übereinander entsteht ein Auflagerungsdruck der die Sedimente verfestigt. Es entstehen Sedimentgesteine. Verfestigungsprozesse, die unter verhältnismäßig geringen Drücken und Temperaturen stattfinden, nennt man Diagenese.

Die BGE subsumiert unter dem Wirtsgesteinsbegriff Tongestein sowohl plastische Tone als auch Tonsteine, welche wie oben beschrieben diagenetisch verfestigt sind. Gemäß § 23 Abs. 5 Nr. 1 StandAG, muss der ewG eines Endlagersystems eine geringe Gebirgsdurchlässigkeit mit Werten von kleiner als 1010 m/s aufweisen. Des Weiteren dürfen keine Erkenntnisse oder Daten vorliegen, welche den Erhalt der Barrierewirkung gemäß § 23 Abs. 5 Nr. 5 StandAG zweifelhaft erscheinen lassen.

Tongesteine weisen als potentielles Wirtsgestein für die Endlagerung radioaktiver Abfälle eine Reihe von günstigen Eigenschaften auf, die im Wesentlichen auf die fein- bzw. feinstkörnige Textur der Tongesteine sowie auf deren mineralogische Zusammensetzung zurückzuführen sind. Besonders hervorzuheben sind hier die geringe Durchlässigkeit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten und das hohe Rückhaltevermögen langzeitsicherheitsrelevanter Radionuklide. Tongesteine eignen sich daher als langfristige geologische Barriere.

Zu den weniger günstigen Eigenschaften von Tongestein als potentiellem Wirtsgestein gehört der irreversible Verlust des Rückhaltevermögens bei zu hohen Temperaturen.

Als Tongesteinsformation werden im Folgenden Gesteinsformationen bezeichnet, die überwiegend aus Tongesteinen bestehen, aber noch zusätzlich untergeordnet andere Gesteine wie z. B. Sandsteine oder Karbonatgesteine enthalten. Tongesteinsformationen werden somit nicht ausschließlich durch Tongesteine charakterisiert; eingeschlossen werden damit auch Ton-Mergel- und Mergel-Tongesteine als die Ton-dominierten Vertreter aus der kontinuierlichen Reihe Kalkstein-Mergel-Tonstein. Nicht zu den endlagerrelevanten Tongesteinen zählen die Tonschiefer, bei denen es sich um metamorphe, nicht um sedimentäre Tonsteine handelt, die nicht die o. g. günstigen Eigenschaften besitzen.