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)
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?
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
Opmålinger er typisk udført i friskblottede profiler i 3-D
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)
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
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
Eksempler påp till typer og tilhørende sprækketyper
Kötlujökull Island 1 km North Active Ice Research area Stagnating ice-margin Ground moraine with dead-ice relief Sandur plain
Sprækkefordeling i basal till type A (island)
hydrofractures Downward infilled Upward infilled Clastic dykes/diapirs Fracture orientation N Icemovent direction N = 9
Slettjökull Island Resear ch area North 500 m Ground-moraine Push-moraine Sandur-plain
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
Eksempel fra basal til type B Tune grusgrav Danmark
Generelle observationer om sprække orientering I forskellige morænelerstyper
Dybde og sprækkespacing på 32 lerlokaliteter i Danmark, Island Canada, Polen Fracture spacing versus depth on 32 locations Cumulative fracture spacing m 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 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
Typiske makroporezoner
Kan lerjord opdeles i mindre typeområder med potentiel ensartet heterogenitet/geologisk variabilitet?
Randmoræner og Glacialtektoniske komplekser. Meget stor heterogenitet Sørvad Systofte grusgrav Møn Fur
Dødislandskaber Stor heterogenitet
Bundmoræne (moræneflade) Medium heterogenitet
Hedesletter/sandurflader mindre (hydraulisk) stor geologisk heterogenitet
Lacustrine og marine aflejringer relativ lille heterogenitet
Hvor langt kan vi komme med eksisterende data i forhold til at opdele morænelersområder i mindre geologisk ensartede områder?
Datagrundlag Jupiter (Boredata) Diverse Kort (geologi/geomorfologi) Gerda (Geofysik) Rapporter. Primært SMP, VAP og KUPA Artikler GIS-data (højdemodeller)
Jordartskort over Sjælland
Højdemodel af Sjælland
Det geomorfologiske kort Peter Roll Jakobsen upubliceret
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
Eksempel på konstruktion af et polymorfologiske landskabskort (P-M-L)
Det polymorfologiske kort sammenholdt med fordeling af ler og sandjorde
Det polymorfologiske kort sammenholdt med fordeling af ler og sandjorde og lertykkelse
Pesticidfund i drikkevandsboringer
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).
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
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