Geologisk karakterisering af

Transkript

1 Geologisk karakterisering af områder dækket d af moræneler ATV-møde Vingsted 8 marts 2011 Knud Erik S. Klint ; Bertel Nilsson, Timo Kessler, Peter Roll Jakobsen Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS)

2

3 Udfordringer Hvordan beskytter vi grundvandet i forbindelse med fladeforureninger fra landbruget og punktkildeforureninger fra typisk industrien og hvordan udnytter vi jordens naturlige strukturer til at nedsive overskudsvand i områder dækket af moræneler Hvad har de sidste 15 års forskning lært os?

4 BAGGRUND 40 mark/punktkilde-skala undersøgelser på morænelerslokaliteter i Danmark og i udlandet Potientielle lokaliteter 1. Skudersløse 2. Aversi 3. Højbakkegård 4. Snubbekorsgård 5. Farre 6. Sigerslev 7. Syvbæk 8. Nysted 9. 8 Udenlandske lokaliteter

5 Opmålinger er typisk udført i friskblottede profiler i 3-D

6 Traditionelle klassifikationsmetoder af moræneler tilgodeser stratigrafiske, lithologiske og tektoniske processer, men kun i ringe grad hydrauliske processer Vurdering af morænelers hydrauliske variabilitet kræver derfor indgående kendskab til fordelingen af iboende højpermeable strukturer såsom sprækker, sandlinser, biopore (rodhuller og gravegange)

7 Klassifikation af Moræneler MORÆNLERSTYPER AFLEJRINGSPROCES BUNDMORÆNER Basal till Type A A-type (ductile deformation) Basal till Type B B-type (brittle deformation) Glacitectonite Basal squeezing and crushing FLYDEMORÆNE Flow till Deposited by supra glacial gravitational processes UDSMELTNINGSMORÆNE Melt-out till Slowly released from melting glacierice without being re-deposited VANDAFLEJRET MORÆNE Waterlain diamicts (Drop-till) Drop material from ice to the sea or lake-floor sediments

8 Klassifikation af sprækker Non-Systematic fractures Systematic fractures Non-systematiske sprækker Desiccation fractures Ice and soil wedges Tensile fracturing due to frost heave Frost cracks Systematiske sprækker Neo-tectonic fractures Earthquakes Glaciotectonic fractures: Glacitectonites Low-angle shear fractures/bands Conjugating shear fractures Extension fractures Hydro fractures Micro fractures

9 Eksempler påp till typer og tilhørende sprækketyper

10 Kötlujökull Island 1 km North Active Ice Research area Stagnating ice-margin Ground moraine with dead-ice relief Sandur plain

11 Sprækkefordeling i basal till type A (island)

12

13 hydrofractures Downward infilled Upward infilled Clastic dykes/diapirs Fracture orientation N Icemovent direction N = 9

14 Slettjökull Island Resear ch area North 500 m Ground-moraine Push-moraine Sandur-plain

15 Sprækkefordeling i basal till type B (island Icemovement direction 1 m BASAL TILL Fracture orientation straight fractures sigmoidal/ilistric fractures N Glaciofluvial sediments N = 42 N N = 9 Ice movement indicators Fold axis Ice scour Clast fabric

16 Eksempel fra basal til type B Tune grusgrav Danmark

17 Generelle observationer om sprække orientering I forskellige morænelerstyper

18 Dybde og sprækkespacing på 32 lerlokaliteter i Danmark, Island Canada, Polen Fracture spacing versus depth on 32 locations Cumulative fracture spacing m Silstrup Mammen Laidlaw 1 Laidlaw 2 Avedøre Havdrup Fårdrup Lillebæk Ranzausgade Slæggerup Vasby Flakkebjerg Haslev 1 Estrup Gedser Grundfør Højstrup 2 Højstrup Gjorslev haslev 2 Kamstrup Ringe Tune Sigerslev 1 Sigerslev 2 Scarborough bluff 1 Scarborough bluff 2 Rouge river 1 Rouge River2 Duffins Creek 1 Duffins Creek 2

19 Typiske makroporezoner

20 Kan lerjord opdeles i mindre typeområder med potentiel ensartet heterogenitet/geologisk variabilitet?

21 Randmoræner og Glacialtektoniske komplekser. Meget stor heterogenitet Sørvad Systofte grusgrav Møn Fur

22 Dødislandskaber Stor heterogenitet

23 Bundmoræne (moræneflade) Medium heterogenitet

24 Hedesletter/sandurflader mindre (hydraulisk) stor geologisk heterogenitet

25 Lacustrine og marine aflejringer relativ lille heterogenitet

26 Hvor langt kan vi komme med eksisterende data i forhold til at opdele morænelersområder i mindre geologisk ensartede områder?

27 Datagrundlag Jupiter (Boredata) Diverse Kort (geologi/geomorfologi) Gerda (Geofysik) Rapporter. Primært SMP, VAP og KUPA Artikler GIS-data (højdemodeller)

28 Jordartskort over Sjælland

29 Højdemodel af Sjælland

30 Det geomorfologiske kort Peter Roll Jakobsen upubliceret

31 S R D R M Ma M L Polymorfologiske landskabsformer S S R D M R M S R D M Ma M L R Houmark-Nielsen et al 2005

32 Eksempel på konstruktion af et polymorfologiske landskabskort (P-M-L)

33 Det polymorfologiske kort sammenholdt med fordeling af ler og sandjorde

34 Det polymorfologiske kort sammenholdt med fordeling af ler og sandjorde og lertykkelse

35 Pesticidfund i drikkevandsboringer

36 Fordeling af lokaliteter på landskabsformer M-M-K: 7 lokaliteter: 2 moræneflader på kalkoverflade: Rantzausgade, Englandsvej, Avedøre, Højstrup, Gjorslev. Haslev, Sigerslev. M-S: 5 lokaliteter: 1 Moræneflade på smeltevandsslette (sandur): Mammen, Grundfør, Sletjökull, Solheimajökull, Scarborough Bluff, M-M-S: 7 lokaliteter: 2 moræneflader på smeltevandsslette (sandur): Tune, Kamstrup, Flakkebjerg, Havdrup, Lillebæk, Duffins Creek, Estrup, M-D: 1 lokalitet: Moræneflade på dødislandskab: Ringe D-M: 3 lokaliteter: Dødislanskab på moræneflade: Slæggerup, Vasby, Kötlujökull. M-R: 5 lokaliteter: Moræneflade på randmoræne (overskredet randmoræne) Silstrup, Polmenakke, Gedserodde. Fårdrup. Rouge River. L: 1 lokalitet: Issøaflejring: Laidlaw (issøler på skifer), L-D-M-S: 1 lokalitet: Kluczewo (issøler på dødis over bundmoræne over smeltevandsslette).

37 Vigtige temaer til vurdering af de hydrologiske og hydrauliske forhold i ler-områder Makroporefordeling i moræneler (sprækker og sandlinser) afhænger af: Aflejringsforhold Lertykkelse Hydrauliske forhold i og under moræneleret Topografi Textur (primært ler indhold) Fordelingen afspejles sandsynligvis af nogle af flg. temaer: Geomorfologi Tykkelse af reduceret zone Jordarts fordeling (geologi/textur) Grundvandsstand

38 Konklusion Vi har efterhånden godt overblik over potentielt vigtige parametre der har indflydelse på sprækkefordeling i moræneler. Den nye højdemodel muliggør en detaljerede opdeling af landskabsfomer i såkaldte polymorfologiske landskabsformer (PML). Der findes sprækkedata fra 32 lokaliteter fordelt på mere en 6 forskellige landskabskonfigurationer Der er opstillet en foreløbig model for vurdering af opsprækning på forskellige PML-konfigurationer. Der er p.t. kun nogenlunde datagrundlag for M-K og M-S lokaliteter og derfor et stort vidensbehov for de øvrige