KALKEN i AALBORG-OMRÅDET

Transkript

1 KALKEN i AALBORG-OMRÅDET Seniorprojektleder Jan Jul Christensen COWI A/S Civilingeniør Per Grønvald Aalborg Kommune, Vandforsyningen ATV MØDE KALK PÅ TVÆRS SCHÆFFERGÅRDEN 8 november 2006

2

3 KALKEN I AALBORG-OMRÅDET I Vendsyssel, Hanherred, det nordlige Thy og det østlige Himmerland findes kalk fra kridttiden umiddelbart under de Kvartære lag Dybden til kalken varierer en del I det nordlige Vendsyssel træffes kalken i koter ned til ca -300 /1/ I den sydlige del af Vendsyssel dukker kalken op fra dybet, og i store dele af Sydvendsyssel og den nordlige del af Himmerland findes kalken ofte nær ved terræn Adskillige steder kommer kalken frem i terræn Dette er tilfældet flere steder i Aalborg-området Kalken har især tidligere haft stor samfundsøkonomisk betydning for Aalborg Der har eksisteret 5 cementfabrikker og mindst 5 kridtindustrier i Aalborg, som har efterladt adskillige store kalkgrave i Aalborg og omegn /3/ Vandindvinding i Aalborg sker stort set udelukkende fra kalk Vandforsyningen i Aalborg kommune indvinder vand fra 5 store kildepladser fordelt omkring Aalborg, som alle udnytter kalken som grundvandsmagasin Kalkstrukturer i Aalborg-området Kalken i Aalborg-området er kendetegnet ved at være et oprindeligt sammenhængende højtliggende kalkplateau, som er gennemskåret af ofte meget dybe dale Kalkens alder er ved biostratigrafisk kortlægning i en række kalkgrave i Aalborg bestemt til nedre Maastrichtian /2/ På figur 1 er kalkes højdeforhold illustreret ved områder, hvor kalken findes over kote 0 Det ses af figuren, at kalkoverfladen fremstår med en række kalkøer I Aalborg findes kalkøerne Sundby kalkø, Hasseris kalkø og Tranders kalkø Syd for Aalborg er kalkøerne større og mere sammenhængende Her findes den store Aalborg Syd kalkø Kalkens overflade på kalkøerne findes helt op til kote 60 Det er tilfældet på Hasseris kalkø, Tranders kalkø og Aalborg Syd kalkø Dalene i kalkens overflade mellem kalkøerne er ofte sammenfaldende med ådale i det nuværende terræn Dybden til kalkens overflade i ådalen er dårligt kendt, fordi kun få boringer er ført til den store dybde, hvor kalken findes I forbindelse med de geotekniske undersøgelser som blev udført forud for anlæggelse af Limfjordstunnelen, blev kalkens overflade umiddelbart nord for fjorden truffen i kote -68, og i Østerådalen mellem Hasseris kalkø og Tranders kalkø er de dybeste boringer ført indtil kote - 40 uden at træffe kalken /3/ Der er således en koteforskel på over 100 m mellem kalkens overflade på kalkøerne og i dalen under Østerå Der er næppe tvivl om, at de store niveauforskelle i kalkens overflade i Aalborg-området er forkastningsbetinget Aalborg Syd kalkø Aalborg Kommune Vandforsyningen gennemfører et projekt, hvor der skal etableres en ny kildeplads inden for projektområdet markeret på figur 1 Fra den nye kildeplads forventes det, at der skal oppumpes 1 mio m 3 grundvand om året, blandt andet til erstatning for vandindvindinger som nedlægges i Aalborg by Projektområdet dækker størstedelen af

4

5 Aalborg Syd kalkøen, der er afgrænset af ådalene i forbindelse med Østerå, Lindenborg Å, Romdrup Å, og Indkilde Projektet har omfattet en kortlægning af de hydrogeologiske forhold i projektområdet ud fra eksisterende geologiske og geofysiske data På baggrund af undersøgelsens resultater er der etableret 3 undersøgelsesboringer i den nordøst lige del af projektområdet (figur 1) Resultaterne af undersøgelsesboringerne er positive, og det er besluttet at etablere i alt 5 indvindingsboringer på lokaliteten til indvinding af den ønskede vandmængde på 1 mio m 3 om året

6 Kortlægningen af vandindvindingsmulighederne på Aalborg Syd kalkø har blandt andet omfattet en kortlægning af kalkens overflade Under dette arbejde er der i den østlige del af kalkøen blevet afsløret en markant dalstruktur i kalkens overflade (figur 2) Som det er forventeligt i Aalborg-området er kalkens overflade lavtliggende under ådalene, som afgrænser Aalborg Syd kalkøen I ådalene findes kalkens overflade under kote 0 Fra ådalene stiger kalkens overflade ind mod kalkøen, og på den vestlige og centrale del af kalkøen har kalkens overflade karakter af et plateau med koter omkring kote Kalkens overflade træder flere steder frem i terrænet I den vestlige del af kalkøen findes kalken i

7 terræn typisk omkring kote I den sydøstlige del af kalkøen træder kalken frem i terrænet i op til kote 60 Dalstrukturen i kalkøens vestlige del er markant Dalen har tre arme, som forløber henholdsvis mod nord syd og vest I den sydvestlige del af kalkøen findes en "løsreven" dalstruktur Datagrundlaget tillader ikke at hægte denne mindre dal sammen med den større dalstruktur, men det er sandsynligt, at der er en sammenhæng, og at der er tale om én stor sammenhængende dalstruktur Der findes kun få boringer, som er ført til kalken i dalstrukturen I den sydøstligste dalstruktur er kalkens overflade truffet i kote -60 Umiddelbart omkring dalstrukturen findes kalkens overflade i terræn over kote 60 Kalkens overflade har således en koteforskel på op til 120 m inden for en afstand på under 1 km I andre dele af dalstrukturen er der udført boringer, som er ført til kote -67 og -70, uden at kalken er truffet På baggrund af de relativt store koteforskelle i kalkoverfladen er det sandsynligt, at dalstrukturen er dannet ved nedforkastning af kalkens overflade Indfyldningen i kalkstrukturen må overvejende bestå af ler Dette kan ses af kortet over grundvandets potentiale for Aalborg Syd kalkøen (figur 3) I modsætning til dalene i kalkens overflade under ådalene, som er positive hydrauliske grænser, fungerer dalstrukturen i Aalborg Syd kalkøen som en negativ hydraulisk grænse Grundvandets potentiale i kalken er størst umiddelbart op til dalstrukturen, og falder i alle retninger væk fra dalstrukturen Hvis dalstukturen ikke havde fandtes, eller indfyldning i dalstrukturen havde samme permeabilitet som kalken, burde grundvandets potentiale være størst centralt på kalkøen Dette er ikke tilfældet Det største grundvandspotentiale findes forskudt 2-3 km mod øst for den centrale del af kalkøen op ad dalstrukturen Dalstrukturen har således en væsentlig betydning for grundvandets strømning i kalken Dels må det forventes, at der ingen væsentlig grundvandsstrømning sker på tværs af dalstrukturen, og dels har dalstrukturen en betydning for grundvandets strømningsretning i kalken uden for dalstrukturen Interne strukturer i kalken På den planlagte kildeplads i det nordøstlige hjørne af Aalborg Syd kalkø er der som nævnt etableret tre undersøgelsesboringer Undersøgelsesboringerne er ført til meters dybde, svarende til ca 65 meter ned i kalken Som en del af undersøgelsesprogrammet er der udført borehulslogging i de åbne kalkboringer inden filtersætning, blandt andet er der kørt naturlig gamma-log, fokuserende guard-log (resistivitet) og flowlog i boringerne Den lange guard-log har en relativ dyb indtrængningsdybde og stor opløselighed, og loggen vurderes på den baggrund at repræsentere formationens resistivitet På figur 4 ses disse logs for boring DGU sammen med en log der viser kalkens hærdningsgrad

8 På baggrund af de viste logs er det muligt at inddele kalken i 3 logstratigrafiske enheder med forskellige karakteristik Enhederne består af to tilsyneladende homogene enheder adskilt af en enhed i intervallet fra kote -44 til kote -15, som på resistivitetsloggen udviser et nærmest rytmisk mønster med høje og leve værdier De tre enheder er angivet som enhed 1, 2 og 3 på figur 4

9 Enhed 3 har et relativt ensartet resitivitetsniveau omkring ohmm, som indikerer, at enheden er en ensartet homogen kalk Den øverste enhed 1 har ligeledes et ensartet resistivitesnivau, men på et lavere niveau omkring ohmm Enhed 2 adskiller de to homogene kalkenheder Resistivitetsloggen viser, at enheden består af en følge af lag med en næsten ens tykkelse på ca 0,8 m Lagene har vekslende høje og lave resistiviteter, som giver resistivitetsloggen et næsten rytmisk forløb Lag med laveste resistiviteter på ca ohmm findes i den nederste halvdel af enheden (markeret med A), og lag med højeste resistiviteter på ohmm, findes i den øverste halvdel af enheden De rytmiske lag i enhed 2 kan tolkes som kalklag med varierende indhold af ler, således at lag med lave resistiviteter har et større indhold af ler end lag med højere resistiviteter På den naturlige gammalog kan der iagttages et svagt forhøjet gammaniveau i den nederste halvdel af enhed 2, som indeholder lagene med de laveste resistiviteter, hvilket støtter antagelsen om, at resistivitetsvariationerne skyldes varierende lerindhold Kalken er generelt uhærdnet til svagt hærdnet Især enhed 1 og 2 har flere intervaller med fuldstændigt uhærdnet kalk Enhed 3 har den største hærdningsgrad af de tre enheder, idet flere intervaller af enheden er svagt hærdnede Den svagt hærdnede enhed 3 viser den største flow og har dermed den største permeabilitet Perspektivering Dalstrukturer i kalken med indfyldning, som har lavere permeabilitet end den omgivende kalk, kan have stor betydning for grundvandets strømning Grundvandets potentiale og dermed grundvandets strømningsretning i kalken kan ændres markant, og det er derfor væsentligt for undersøgelse af hydrogeologiske forhold i områder med højtliggende kalk, at sådanne strukturer kortlægges som en del af undersøgelsen I kalken i boring DGU kan der blandt andet på baggrund af den fokuserede guard-log erkendes 3 kalkenheder med forskellige karakteristika Inddelingen i enhederne kan være begyndelsen til en egentlig logstratigrafi for kalken i Aalborg-området Markeringen A på figur 4 er rapporteret at kunne erkendes i flere boringer i Aalborg-området /4/, og der er derfor perspektiver for, at der kan opstilles en egentlig logstratigrafi for kalken i Aalborg-området LITTERATURLISTE /1/ Ter-Boch, N, Tychsen, J: Kort over kalkoverfladens strukturer, Danmark Havbundsun dersøgelser, Skov- og Naturstyrelsen - Dansk Olie og Gaspro duktion A/S, 1987 /2/ Surlyk, Finn: The Maastrichtian Stage in NW Europe, and its brachiopod zonaation Medd dansk Geol Foren Bd 33, 1984 /3/ Bertelsen, Ole: Geologi i Aalborg området DGU, 1987 /4/ Andersen, H, Juul, C, Nielsen, AM: Trykforskel i nordjysk Skrivekridt Geologisk Nyt, 3, 2005