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Abstract

Gaslagerstätten in Rotliegend-Speichergesteinen des Mitteleuropäischen Beckens (Central European Basin - CEB) zeichnen sich durch z.T. sehr hohe Stickstoffkonzentrationen aus. Diese finden sich überwiegend in Regionen, in denen kohleführendes Karbon als mögliches Muttergestein im Untergrund nicht verbreitet ist. Unsere Untersuchungen konzentrieren sich daher auf das Verhalten des anorganisch gebundenen Stickstoffs in sedimentären Becken. Stickstoff gelangt generell über die organische Substanz in die Sedimente. Während der Absenkung führt die mikrobiologische und thermische Zersetzung der organischen Substanz zur Bildung von Methan und anorganischen Stickstoffkomponenten wie Ammonium (NH4 +). Insbesondere im kohlearmen Oberkarbon des Nordostdeutschen Beckens kann Ammonium für Kalium in Tonmineralen substituieren und tief in das Becken versenkt werden. Die Analyse der Stickstoff- und Ammoniumgehalte in Gesteinen des Perms, Oberkarbons und des tieferen Paläozoikums im Mitteleuropäischen Becken belegen, dass die Tonsteine rund 1000 ppm Stickstoff in Form von Ammonium fixiert haben. Die mehrere tausend Meter mächtigen paläozoischen Sedimente haben somit ein signifikant höheres Stickstoffpotential als die deutlich geringer mächtigen Kohleflöze mit N2-Gehalten um 1,5 %. Stickstoff in Form von Ammonium ist sehr stabil fixiert und kann nur durch hohe thermische Überprägung, Oxidation oder durch Fluid/Gesteinswechselwirkungen wieder freigesetzt werden. Die Isotopie des Ammoniumstickstoffs dient als Tracer für die N-Generierung. Das Verständnis dieser Schlüsselprozesse kann eine bessere Prognose stickstoffreicher Gasakkumulationen ermöglichen.