Geosciences Lab

Unsere geowissenschaftlichen Labore sind eine der zentralen Laboreinrichtungen am Standort Bochum, in denen wir Gerätschaften für Experimente und Analysen auf unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen nutzen oder selber entwickeln und in die Anwendung bringen. Unser Laborteam begleitet und unterstützt bei allen Fragestellungen, die physikalische, chemische oder technische Laborexperimente und/oder -analysen erfordern.

Das Geosciences Lab verfügt über Forschungslabore mit modernsten und zum Teil einzigartigen Versuchseinrichtungen. Unser Aufgabenspektrum deckt die Bestimmung von petrophysikalischen Gesteins- und Materialeigenschaften, inklusive einer sachgerechten Probenentnahme, -präparation und -lagerung ab. Modernste optische und digitale Mikroskope stehen zur Untersuchung natürlicher Gesteine, Baumaterialien oder verschiedener Werkstoffe zur Verfügung und ermöglichen u.a. die Bestimmung der Mineralogie, Morphologie und Alteration, aber zum Beispiel auch die Untersuchung von Korrosionserscheinungen. Neben der Bestimmung (geo)physikalischer Eigenschaften, wie Dichte, Porosität, Permeabilität, Wärmeleitfähigkeit und seismischer Wellengeschwindigkeiten sind wir besonders auf Themen zur physikalisch-chemischen Wechselwirkung zwischen Gestein und Fluiden, sowie 4D-Gesteinsdeformation spezialisiert. Die thermo-triaxiale Verformungsapparatur am Fraunhofer IEG ist in der Lage, elastische, hydraulische und thermische Gesteinseigenschaften unter simulierten Drücken und Temperaturen zu bestimmen. Hiermit lassen sich Tiefen von mehr als 5 km simulieren. Nur wenige Geräte sind in der Lage, Druckverhältnisse bis etwa 5 km zu simulieren oder sogar zusätzliche Temperaturen anzuwenden und seismische Eigenschaften zu bestimmen. Diese erheblichen Defizite können mit der hervorragenden experimentellen Ausstattung und Expertise am Fraunhofer IEG überwunden werden.

Ein Röntgen-Computertomograph ermöglicht unter anderem die hochauflösende 3D-Tomographie (axial oder helixförmig) von Proben aller Art. Die Probengröße reicht dabei von wenigen Millimetern bis hin zu Zentimetern. Die offene multifokale Röntgenröhre erzeugt hohe Strahlleistungen mit einer Beschleunigungsspannung von bis zu 225 kV, was zu einer maximalen Gesamtstrahlleistung von 50 Watt führt. Der minimale Fokusspot von 1 μm ermöglicht eine optimale Auflösung von etwa 3 μm. Das Gerät ist in der Lage, Proben mit einem Durchmesser von bis zu 150 mm und einer maximalen Länge von 600 mm durch Helix-Scans zu bearbeiten, wobei das maximale Probengewicht auf 50 kg begrenzt ist.

Die Geochemischen Labore ermöglichen die Bestimmung von Fluidzusammensetzungen und vollumfängliche Wasseranalysen aus oberflächlichen Gewässern, Brunnen und geothermischen Anlagen mittels Ionen-Chromatographie (IC) und optischer Emissionsspektrometrie (ICP-OES). In Kombination mit HP/HT Durchflusszellen können Experimente zu Gesteins-Fluid-Wechselwirkungen mit salinaren Fluiden und Gasen unter in-situ Reservoirbedingungen durchgeführt werden. Neben der qualitativen- und quantitativen Analyse mittels IC und ICP-OES, wenden wir auch Analyseverfahren, für weitere quantitative Auswertungen, aus dem Bereich der  Nasschemie und Photospektrometrie an. Zusätzlich verfügen wir über die Möglichkeit Feststoffe mittels Mikrowellenaufschluß auf ihre Zusammensetzung hin zu untersuchen. 

© Fraunhofer IEG
Gesteinslabor am Fraunhofer IEG in Bochum mit Thermo-Triaxial Apparatur. Die Thermo-Triaxial Apparatur ermöglicht unter anderem die Bestimmung von Gesteinskennwerten, wie Elastizitätsmodul, Poissonzahl, Kompressionsmodul und Schermodul, aber auch derPorosität und Permeabilität unter in-situ Reservoirbedingungen von bis zu 180°C und 140 MPa.
© Fraunhofer IEG
3D Visualisierung tomographischer Aufnahmen von Bentheim Sandstein. In blau dargestellt ist die offene Porosität des Sandsteins, welche mittels Watershed-Segmentierung aus den rekonstruierten Grauwertbildern bestimmt werden kann.