Modellering med programmet RES2DINV för bestämning av sulfidinnehåll och bergskvalité från Resistivitet och Inducerad Polarisation

Transkript

1

2 UNIVERSITY OF GOTHENBURG Department of Earth Sciences Geovetarcentrum/Earth Science Centre Modellering med programmet RES2DINV för bestämning av sulfidinnehåll och bergskvalité från Resistivitet och Inducerad Polarisation Elin Ekman ISSN B649 Bachelor of Science thesis Göteborg 2011 Mailing address Address Telephone Telefax Geovetarcentrum Geovetarcentrum Geovetarcentrum Göteborg University S Göteborg Guldhedsgatan 5A S Göteborg SWEDEN

3 Abstract According to a consultant report (Hogmalm 2011) a mineralization of pyrite has been observed in the bedrock of the southeastern parts of the Sahlgrenska area. This in a contact zone between granite and gneiss. When building a new parking garage the mineralized portion of the bedrock was blasted. During the same period of time high levels of copper was measured in the ponds at Slottsskogen. In this thesis, at the level of Bachelor s degree, has the measurements of resistivity and Induced Polarization (IP) been processed to give an idea of whether the copper pollution can be linked to the mineralization found at Sahlgranska. The profile crosses a granite next to a weakness zone that makes the contact between the granite and the gneiss. The measurements have therefore also been used to show the quality of the bedrock. The resistivity and Induced Polarization measurements show that the poor quality associated with the contact zone extends further up in the granite than what could be adopted before. However, no evidence of copper content was found. Keywords: Geophysics, Resistivity, Induced Polarization, Göteborg, Sweden

4 Sammanfattning Enligt en konsultrapport (Hogmalm 2011) har en mineralisering av pyrit observerats i berggrunden i Sahlgrenskaområdets sydöstra del. Detta i en kontaktzon mellan granit och gnejs. Vid uppförandet av ett nytt parkeringshus har man sprängt i den mineraliserade delen av berget. I samband med detta har höga halter av koppar uppmäts i dammarna vid Slottsskogen. I detta examensarbete på kandidatnivå bearbetas mätningar av resistivitet och Inducerad Polarisation (IP) för att kunna ge en bild av huruvida kopparföroreningarna går att koppla till den mineralisering som påträffats vid Sahlgrenska. Profilen går över en granit intill den svaghetszon som utgör kontakten till en gnejs. Mätningarna används därför även för att visa på hur bergskvalitén ser ut i graniten. Resistivits- och Inducerad Polaristationsmätningarna visar på att den dåliga kvalitén knuten till kontaktzonen sträcker sig längre upp i graniten än vad som kunde antas innan. Dock har inga tecken på kopparinnehåll hittats. Nyckelord: Geofysik, Resistivitet, Inducerad Polarisation, Göteborg, Sverige

5 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Projektbeskrivning Geologi och områdesbeskrivning Metod Teori Inducerad polarisation (IP) Resistivitet Utförda mätningar Modellering Felkällor och begränsningar Resultat Resultat Inducerad polarisation (IP) Resultat Resistivitet Tolkning Inducerad polarisation (IP) Tolkning Resisitivitet Diskussion Rekommendationer Slutsatser Tack Referenser Litteratur Internet Opublicerat Bilaga

6 1 Inledning 1.1 Bakgrund Enligt en konsultrapport (Hogmalm 2011) har en mineralisering av pyrit observerats i berggrunden i Sahlgrenskaområdets sydöstra del. Vid uppförandet av det nya parkeringshuset har man sprängt i den mineraliserade delen av berget. Svavel som då frigjorts kan ha varit en bidragande orsak till de förhöjda halterna av Cu som uppmätts nedströms i Slottsskogen under samma period. Det är ännu oklart vart kopparen kommer ifrån. Ingen koppar har hittills hittats i mineraliseringen eller i omkringliggande berg. Det finns en möjlighet att kopparen endast finns lokalt i berget eller att den koppar som fanns i sprickorna redan lösts upp. Hogmalm har även en idé om att kopparen finns bundet i sedimentet i vitsippedalen och att svavlet från mineraliseringen hjälpt till att lösa upp detta. Sulfidmineraliseringen som påträffades vid bygget av parkeringshuset vid Sahlgrenska är en av få i västra Sverige. Även om denna typ av mineralisering är ovanlig i Västsverige så kan det medföra problem om man stöter på dem. När sulfider frigörs kan pyrit bryts ned till järnoxider och svavel. Det finns då stor risk att svavlet löses upp i regnvatten och bildar svavelsyra. Svavelsyra kan ha två negativa effekter på miljön, dels försurning och dels att vattnets förmåga att lösa metaller ökar kraftigt. Ett fall som liknar det vid Sahlgrenska var när E6:an norr om Uddevalla byggdes ut. En stor mängd med mineraliserade sprickytor frigjordes vid sprängningsarbetet. Sulfiderna i sprickmineraliseringarna gav upphov till försurning och metallföroreningar av Kärraån nära E6:an.(Hogmalm, 2011 Sweco rapport) 1.2 Projektbeskrivning Syftet med projektet är att undersöka huruvida orsaken till koppar föroreningarna vid Slottsskogen går att härleda till sulfidmineraliseringen vid Sahlgrenska eller området däromkring. Det ska undersökas om sulfidmineraliseringen går att återfinna i Kärragraniten som ligger intill den sprickzon där mineraliseringen hittats. Då mineraliseringen skulle kunna vara bunden till sprickzonen så kommer jag även att undersöka hur bergskvalitén ser ut i Kärragraniten. De geofysiskametoder som skall användas för att utreda detta är inducerad polarisation(ip) och resistivitet. Resultatet från mätningarna kommer att tolkas och bearbetas med hjälp av programmet RES2DINV version Geologi och områdesbeskrivning Det geologiska område som Göteborg ligger i kallas för den sydvästskaninaviska provinsen och närmare bestämt det västra segmentet. Den sydvästskandinaviska provinsen delas upp i två delar det västra segmentet och det östra segmentet (se figur 1).En mylonitzon delar dem från varandra. Mylonitzonen är starkt deformerad och sönderskjuvad. Detta beror på att den, som resten av sydvästskaninaviska provinsen, utsatts för svekonorvegiskdeformation. Svekonorvegiska orogenesen har deformerat, metamorfoserat och nybildat bergarter i provinsen under perioden ca miljoner år sedan. Bergarterna i det västra segmentet utgörs av gnejsiga granitoider, suprakrustala bergarter i form av stora Le Marstrand, nord-sydliga diabasgångar och mindre massiv av basiska bergarter. (Lindström, M., Lundqvist, T., Lundqvist, J 1991) 1

7 Figur 1. Det bruna på kartan representerar det västra segmentet och det rosa visar det östra segmentet. Mylonitzonen delar dessa från varandra. ( Profilen går tvärs ett massiv med röd granit. Enligt Hegardt (Hegardt, 2007) är graniten ca 1300 miljoner år och han har även valt att kalla den för Kärra graniten, vilket kommer att användas i denna rapport. Den sulfidmineralisering som hittats vid bygget av Sahlgrenskas parkeringshus ligger i en sprickzon öst nordöst om Kärragraniten. Sprickzonen ligger i kontakten mellan Kärragraniten och en äldre (1550 miljoner år) gnejs(hogmalm, 2011). Zonen karakteriseras av en dalgång som sträcker sig mellan Göteborg och Mölndal genom Toltorpsdalen. Den småskaliga geologin i området överensstämmer med det som kan ses i större skala i västra Sverige. En mängde sprickzoner ligger orienterade i samma riktning som Toltorpsdalen. Området ligger i Änggårdsbergens nordöstra hörn men en utsikt över Sahlgrenska sjukhusets område. Kärragraniten utgör ett massiv med skarp topografi vilket gör att området som undersökts ligger högt över havet och har en besvärlig terräng som inte underlättar geofysiska mätningar. Den under sökta profilen kan ses i figur 2. 2

8 Figur 2. Område markerat med rött. ( g%c3%b6teborg&searchtype= ) Figur 3. Profilen visas med den svarta linjen med pilar och parkeringshuset ligger vid den röda stjärnan. ( ) 3

9 2 Metod 2.1 Teori 2.1.1Inducerad polarisation (IP) År 1912 rapporterade Conrad Schlumberger om fenomenet inducerad polarisation (IP). Under andra världskriget användes metoden för att detektera minor ute till havs. Idag används Inducerad polarisation (IP) framför allt inom metallprospektering och i lite mindre utsträckning vid prospektering av grundvatten (Reynolds, 1997). Men man har även på senare år börjat använda metoden inom miljöutredningar. Inducerad polarisation (IP) har visat sig vara en bra metod då man tittar på lakvatten från deponier (Johansson och Jones 2007). Inducerad polarisation (IP) mättes förr som en bieffekt av Resistivitetsmätningar men i dag finns det instrument speciellt anpassade för IP-mätningar. Det som mäts är markens förmåga att lagra laddning. Det kan ta sekunder eller till och med flera minuter för laddningen i marken att klinga av. Att marken lagrar laddning på detta sätt kan bero på två olika fenomen, membranpolarisation eller elektrodpolarisation. När ett material har en stor andel porer med en liten pordiameter riskerar dessa att blockeras. Det är detta som kallas membranpolarisation. Orsaken till detta kan vara flera saker men den främsta orsaken är att många mineral, så som lermineral, är negativtladdade på ytan. I den vätska som fyller porerna finns både anjoner och katjoner (negativt laddade respektive positivt laddade). De positiva jonerna sätter sig på de negativa mineralytorna och bildar ett orörligt skikt. Detta kan bli upp till 100 μm tjockt och i vissa fall blockera poren helt. Då strömmen sluts så bildas ett externt elektriskt fält. Inom detta rör sig anjoner mot positivtladdade ställen och tvärtom med katjonerna som rör sig mot negativladdning. Då porerna blockeras av joner så uppstår en lokal spänningsskillnad. När man sedan bryter strömmen så upphör polarisationen långsamt på grund av att jonerna diffunderar ut gradvis. Om detta inte går för fort så kan en IP effekt mätas. Figur 4 (A) visar membranpolarisation på grund av förträngning av porer mellan två mineral och (B) visar membranpolarisation vid negativt laddade partiklar i en porkanal, (Johansson & Jones, 2007). Figur 4. Visar Membranpolarisation vid (A) förträngning av porer mellan två mineral och (B) vid negativt laddade mineral i en porkanal (Reynolds 1997) 4

10 Den andra typen av polarisation kallas för elektrodpolarisation. Denna typ förekommer runt kroppar med hög ledningsförmåga så som metallsulfider och metalloxider. Elektrodpolarisation är främst ett ytfenomen vilket betyder att ju större yta en kropp har desto större IP-effekt. Innan strömmen leds ned i marken ligger kropparna i en laddningsneutral miljö. När ström leds ned i marken uppstår, precis som vid membranpolarisation, ett externt laddningsfält som ger upphov till polarisation över de konduktiva kropparna. Kropparna attraherar positiva respektive negativa laddningar och när jonerna rör sig mot kropparna minskar polarisationen. Då strömmen bryts diffunderar jonerna tillbaka ut i marken och en IP-effekt kan mätas, (Johansson & Jones, 2007). Figur 5. Visar elektrodpolarisation. (A) laddningsneutral miljö i en porkanal och (B) polarisation då en konduktiv kropp blockerar en porkanal. (Reynolds 1997) Olika material ger självklar olika IP-effekt. Material som innehåller metallsulfider och metalloxider ger en stor IP-effekt och nedåt i effekt finns bland annat sandsten och lerskiffer. Det som enligt figur 6 ger minst IP-effekt är kalksten och dolomit. En granit ligger runt ms (Farvardini, 2010). De parametrar som behövs för att IP effekten ska bli mätbar är att materialets förmåga att transportera joner är dålig och att joninnehållet i porvätskan är låg. Om ett material har mycket sprickor och porer ökar förmågan att transportera joner vilket leder till en lägre IP-effekt, (Johansson & Jones, 2007). Man kan även se att elektrodpolarisation ger upphov till en större IP-effekt än membranpolarisation (Farvardini,2010). 5

11 Figur 6. IP effekten i mv/v (Bergman, 2009) Inducerad polarisation (IP) kan mätas på olika sätt, dels med frekvensdomänmätningar eller med tidsdomänmätningar. Det senare är det som har använts för mätningar inför detta examensarbete och kommer därför att förklaras här. När man gör tidsdomänmätningar leds en likström (I) med en känd styrka ned i marken. Detta gör att spänningen (U) stiger upp till nivån (U )omedelbart. Se Figur 7. Figur 7. Visar hur spänningen (U) byggs upp gradivis och avklingar då strömmen (I) slås på respektive slås av. (Johansson & Jones, 2007) Under ett kort tag ökar spänningen och slutligen blir den konstant (Umax). Efter tiden (T) bryts spänningen och den faller då direkt ner till nivån (U ) igen. Den tiden det sedan tar för spänningen att klinga av till noll kallas för avklingningstid och benämns (τ). Det är denna tid som kallas för IP-effekt. Inducerad Polarisation kan beskrivas som en funktion av alla de ingående lagrens uppladdningsförmåga (M). Uppladdningsförmågan har enheten (ms). 6

12 1 M = uppladdningsförmågan I = Ström U = Spänning När man tar ytan under avklingningskurvan vid ett visst intervall (t1-t2) får man uppladdningsförmågan. 1/ 2 M = uppladdningsförmåga, skenbar = uppmätt spänning då strömmen slås av = skillnaden mellan och U vid tiden t (Reynolds, 1997) 7

13 2.1.2 Resistivitet Resistivitet är inversen av elektrisk konduktivitet och skrivs som den greksiska bokstaven rho,. SIenheten för resistivitet är ohmmeter (Ωm). Olika material har olika resistivitet och variationen är stor. Med hjälp av resistivitets mätningar kan man skapa sig en bild av hur det ser ut under marken. Dock är osäkerheten ganska stor då resistivitetsintevallen överlappar varandra. Det kan därför vara bra att komplettera med andra typer av mätningar till exempel sondering och geologisk kartering. Resistivitet bygger i grunden på ohm s lag: 3 = motstånd, resistans V = potentialskillnad I = ström (Mussett & Khan, 2000) Man kan förklara resistivitet som att det beror av ledarens längd och area. Då fås en formel som denna: 4 = resistivitet A = area L = längd Figuren nedan visar olika materials resistivitet och de överlapp som finns. Ett materials resistivitet kan bero på och ändras av olika faktorer. Temperatur är en sådan faktor, resistivitet brukar vanligtvis öka med temperaturen. Vatten påverkar resistiviteten en hel del och det är då mängden vatten, lösta joner och deras fördelning i vattnet som är viktigt. Man kan generellt se att vatten ger lägre resistivitet. Ädlare metaller så som koppar och guld har mycket bra ledningsförmåga och därav låg resistivitet medans mineral så som fältspater har hög resistivitet. Man kan även se att bergarter och jordarter med ett högt lerinnehåll tenderar att ha låga resistivitetsvärden. Detta beror på att lermineral är elektriskt ledande partiklar och binder till sig joner. Av detta kan slutsatsen att vittrat berg som ofta innehåller vatten och leromvandling har lägre resistivitet än ovittrat berg. (Farvardini, 2010) 8

14 Figur 8. Variationen i olika materials resistivitet.(johansson & Jones, 2007) Figur 9. Visar resintervall, i ohm m, för olika material (Bergman, 2009) 9

15 De flesta bergarter är uppbyggda av mineral som fungerar som isolatorer. Detta gör att elektriskström måste ta sig fram genom bergartens porer där joner rör sig i porvätskan. Detta sätt att leda ström är en elektrolytisk process. Till följd av detta så har en bergarts porositet (ф)en betydande roll i bergartens resistivitet. Har en bergart dåligt med porer så borde den då har hög resistivitet men man ska inte glömma att även helt kristallina bergarter leder ström och det genom sina spricksystem. På detta bygger man uträkningen av den effektiva resistiviteten som räknas ut med hjälp av Archie s lag (ekvation 5) 5 a, b, c = konstanter ф = porositet f = den del av porerna som innehåller vatten = vattnets resistivitet (Milsom,2003) 10

16 2.2 Utförda mätningar I fält användes Terrameter Ls från ABEM instruments. För att kunna göra ett fullvärdigt gradient utlägg behövdes 4 kablar, ett antal elektroder och ett bilbatteri. Ett utlägg på totalt 500 meter gjordes. För att få till detta så lades först 3 kablar ut med elektroder var 5:e meter. Några roll-along, vilket innebär att man tar den första kabeln när första mätningen är klar och låter den bli nummer fyra i nästa mätning, gjordes och sedan avslutades profilen med 3 kablar med elektroder var 5:e meter igen. Detta som gjordes i början och slutet var för att man skulle få samma täthet med mätpunkter längs hela profilen. Detta resulterade i resistivitets och IP mätningar där det valdes att göra IP mätningarna i 8 fönster. Figur 10. Det mätinstrument som använts i fält, Terrameter Ls, samt elektroder, batteri och kablar. ( ) En avvägning av profilen utfördes med hjälp av avvägningsinstrument, latta och måttband. Figur 11. Topografiprofil 11

17 2.3 Modellering Datan hämtades från Terrameter Ls med en USB-sticka och sparades då som en DAT-fil och som en TXT-fil. Försökte även hämta datan med nätverkskabel för att få databasen. Detta fungerade inte då ett program att öppna det i saknades. Använde istället DAT-filen och öppnade den i RES2DINV version Eftersom databasen inte kunde användas så gick det bara att se det sammanslagna IP fönstret i RES2DINV. Höjdkorrektionerna lades till i DAT-filen genom att man längst ner i filen skrev topograpy in separate list, sedan en 2:a för att RES2DINV skulle förstå att längdsträckan ska räknas om med hänsyn till topografin, efter det följde antalet mätpunkter och sedan avvägningsresultatet. Se exempel på detta nedan. Det hela avslutades med minst fyra nollor. Alla negativa värden samt värden som var mycket avvikande togs bort i RES2DINV innan modelleringen började. Topography in separate list Antalet mätpunkter Den inversions metod som användes i detta projekt var en så kallad least square inversion. Genom att använda denna kan man inkludera markens kända begränsningar i inversionen. Det kan man göra med två olika beräkningsformler. Robust inversion som är ger skarpa gränser och en smooth inversion som istället ger lite mer gradvisa övergångar. I detta fall har en smooth inversion använts då det ger en mer realistisk bild av verkligheten. Elektrodavståndet sattes till halva sitt egentliga värde alltså 2,5 meter istället för 5 meter. RES2DINV frågade om en ofullständig Gauss-Newton metod ville göras. Detta är en metod som kortar ner modellringstiden. I detta fall gjordes dock en fullständig Gauss-Newton metod. Det valdes att göra en Finit-element modellering och att göra modelleringen med 5 iterationer. Iteration är en process där modellen korrigeras och en ny pseudosektion modelleras. För att förtydliga resultatet så testades olika typer av sätt att representera skalan med värden. För att så tydligt som möjligt visa IP-resultatet så användes en user defined linear contourintervals skala med ett contour spacing value på 8. Detta gav en skala som sträckte sig mellan 0 till 120. För resistivitetsresultatet valdes även här en user defined linear contourintervals skalamen här med ett minimun på 1000 och ett contour spacing value på Detta gav en skala från Två andra typer av inställningar redovisas i appendix 1 för att vissa skillnaden på att använda olika typer av skalor. Nedan ses en figur som visar en principiell uppdelning av cellblock. Detta gör RES2DINV för att kunna modellera de komplicerade strukturerna i marken. Programmet räknar ut en skenbar startmodell 12

18 som baseras på ett antal rektangulära celler med konstant storlek och position. (Johansson & Jones, 2007) Figur 12. Visar hur RES2DINV skapar celler utefter mätpunkterna. (Reference Manual, (2010), RES2DINV ver for Windows 98/Me/2000/NT/XP: Rapid 2-D Resistivity & IP inversion using the least-squares method, Geotomo Software) 2.4 Felkällor och begränsningar Under fältmomentet kan en del felkällor uppstå. När marken är torr eller saknar ett ordentligt jordtäcke är det vanligt att elektroderna inte får tillräckligt bra kontakt med marken. Man kan även få problem med att strömmen koncentrerar sig i ytliga lager och man kommer då inte få någon bra bild på djupet. Själva profilen kan vara ett problem i sig om den, som i detta fall, har en besvärlig terräng och topografi. Dels försvårar den själva mätningarna tidsmässing och dels kan det bli problem att höjdbestämma. Det kan vara väldigt svårt att avväga inne i skogen då både träd och höjdskillnader gör att man inte ser lattan på lika långt avstånd. Vid utförandet av 2-D mätningar antar man att geologin i marken bara varierar i 2-D. När man för ner ström i marken kommer den att flöda i tre dimensioner vilket gör att strukturer runt om profilen kommer att påverkar resultatet. Detta medför en stor osäkerhet och att modellen blir missvisande. Om man har som tanke att placera borrpunkter med IP och resistivitetsmätningar som grund finns risken att dessa placeras helt fel. (Loke 2000) Skalan på de pseudosektioner som modellerats följer alltid hela färgskalan oberoende vilka värden skalan är baserad på. Detta kan leda till att man tolkar resultatet som att det är väldigt stora skillnader även då det inte är det. För att begränsa detta projekt har endast en profil gjorts och IP resultatet har bara tolkats i ett sammanslaget tidsfönster. 13

19 3 Resultat 3.1 Resultat Inducerad polarisation (IP) Figur 11 visar inversions modellen för inducerad polarisation (IP) som har modellerats med en smooth inversion. Figur 13. Pseudosektion för IP. 3.2 Resultat Resistivitet Nedan ses den slutliga inversmodellen av resistivitet mätningarna (figur 12). Den har, som tidigare nämnts, modellerats med en smooth inversion. Figur 14. Pseudosektion för Resistivitet. 14

20 3.3 Tolkning Inducerad polarisation (IP) Det översta tunna lagret med större skillnader i IP-effekt tolkas som ett jordtäcke. Den blåa fårgen med värden kring 0 till 35 tolkas som en relativt homogen granit. En del avvikningar i IP-effekt kan ses bland annat vid 200 meter. Detta skulle möjligen kunna tolkas som en sprickzon om man kunde visa på att en likande avvikelse finns i resistivitets resultatet. Det som tydligt går att koppla samman med resistiviteten är den avvikelse som finns vid 320 meter. Jag skulle tolka detta som en större sprickzon. I fält kunde en bäck skådas i denna sänka i topografin vilket kan tyda på att det kan finnas vattenfyllda sprickor. 3.4 Tolkning Resisitivitet Det som jag tolkar som ett jordtäcke i IP-resultatet kan ses även på resistivitets resultatet vilket stärker tron på att det är jordtäcket som avtecknas. Tolkningen av att det är homogen granit stärks med resistivitets mätningarna men man kan med dessa urskilja en skillnad i graniten. Högre upp är resistiviteten högre än längst ner på profilen. Detta tolkar jag som att graniten är våtare längre ner än högre upp vilket indikerar på att bergskvalitén är sämre längre ner i topografin. Vid meter på profilen (den röda linjen på figur 15) ses en svampliknande struktur som lutar åt vänster. Det är högre resistivitet i mitten av strukturen och den avklingar ut i hatten på svampen. Till vänster om strukturen är bergskvalitén dålig och blir snabbt bättre direkt till höger om strukturen. Eftersom profilen sneddar bort från den sönder krossade sprickzonen så ger detta en indikation på hur bred sprickzonen i kontakten verkligen är. Figur 15. Pseudosektion för resistiviteten men en röd linje för att markera ut strukturen. 15

21 4 Diskussion Det ursprungliga syftet med projektet var att utreda huruvida de förhöja kopparhalterna vid Slottsskogen kunde härledas till den sulfidmineralisering som upptäcktes i samband med byggnationen av Sahlgrenskas parkeringshus. Tidigare har inga koppar halter utöver det normal påträffats, varken i den mineraliserade sprickorna eller i berget runtomkring. Den konsultrapport (Hogmalm, 2011) som undersökte möjligheterna till kopparföroreningarna tidigare i år har en del teorier om vart kopparen kommer ifrån. Som tidigare nämnts så finns det tankar om att kopparen skulle kunna vara lokal eller redan urlakad ur de mineraliserade sprickorna men det finns fler möjliga källor. Det kan vara en möjlighet att kopparen finns i sedimenten i vitsippedalen och man borde då undersöka jordartsprover därifrån. Det skulle även kännas meningsfullt att undersöka det vatten som kommer från taken på Sahlgrenska. Eftersom i stort sett alla taken i sjukhusområdet är koppartak så skulle det kunna vara en möjlig källa till kopparhalter i sedimentet. De IP och resistivitets mätningar som jag utfört i området visar dock inte på att det skulle finnas några kopparhalter utöver det normala i Kärragraniten. Dock har jag i denna rapport koncentrerat mig på att leta efter den sulfidmineralisering som tros vara en bidragande orsak till kopparföroreningen. Den sulfidmineralisering som hittats vid byggnationen av det nya parkeringshuset är troligtvis inte utan skuld trots avsaknaden av koppar. Pyrit är ett av det mineral som identifierats i mineraliseringen och den bildar, vid nedbrytning, svavel. Svavel ökar metallers löslighet i vatten vilket säkert kan ha varit en faktor i de förhöjda kopparhalterna (Hogmalm, 2011). Eftersom kopparföroreningen har kommit så plötsligt i samband med byggnationen så verkar den mest troligt att sulfidmineraliseringen har varit en viktig bidragande faktor. Det är då också troligt att kopparföroreningen avstannar när man slutar frilägga mineraliseringen i Sahlgrenskaområdets sydöstra del. Det är sannolikt att den mineralisering som sprängdes sönder vid byggnationen av parkeringshuset ligger som fyllnadsmaterial under parkeringshuset nu. När en mineralisering sönder delas i mindre bitar så ökar mineraliseringens yta och därav också dess påverkan på naturen. För att kunna höja den ph-sänkning som detta bidragit till så rekommenderar jag att man placerar ut kalk. Istället för att använda sig av kalkpulver där effekten kommer omedelbart och inte så särskilt lång så skulle jag rekommendera att det placeras ut kalkblock. Dessa kommer att öka ph:t under en längre period vilket kommer ge en mer långsiktig lösning. Då de mineraliserade sprickorna återfunnits i kontakten mellan graniten och gnejsen så skulle det vara mer relevant att göra geofysiskamätningar tvärs denna. Detta har inte gjorts i detta projekt då det skulle vara mycket svårt och tidskrävande då det går en mycket trafikerad väg längsmed kontakten. Innan man gör detta skulle man kunna göra geofysiskamätningar på gnejsen för att helt utesluta att den innehåller sulfidmineraliseringar. Men då min profil närmar sig kontaktzonen mellan bergarterna och det där inte visar på något sulfidinnehåll så är det mycket troligt att mineraliseringen är mycket lokal. Den andra delen av projektet vara att titta på hur bergskvalitén i en granit kan reflekteras med resistivitets och IP-mätningar. Resultatet har tolkats och det jag har kunnat urskilja är ett troligt jordtäcke och granit som är torr i de högre partierna och våtare längre ner i topografin. Att granitens vatten innehåll varierar på detta sätt är mycket logiskt då vatten rinner nedåt i topografin. Vid 320 meter på profilen har en struktur iakttagits. Den syns på IP bara som en kraftig ökning i effekt med en tydlig droppform. Från modelleringen av resistiviteten kan man på samma längdsträcka se en svampliknande struktur. I mitten har den lägre resistivitet än omgivande berg och i det som ser ut som svampens hat så ökar resistiviteten. Detta fenomen med hög IP-effekt och låg resistivitet är inget som är okänt. Låg resistivitet tyder i många fall på ökat vatteninnehåll, ökad jonhalt eller ökad lerhalt 16

22 (Johansson & Jones, 2007). I detta fall rann en bäck i en sänka vid 320 meter. Det kan vara ett tecken på att det är en zon med ökad spricktäthet som innehåller vatten. Längs profilen syns en tydlig skillnad i växtlighet. Längst ner i profilen är det sumpigt i marken och det är lövskog. Träden längst ner i profilen var tidiga med att sätta löv och några av vårens första vitsippor observerades. När man går uppåt i topografin syns en tydlig förändring i naturen. Marken blir torrare och täcks av blåbärsris och andra marktäckande växter. Uppe i dessa torrare partier dominerar barrträden. Från modelleringen i RES2DINV har jag tolkat det som att bergskvalitén blir sämre längre ner i topografin vilket är rimligt då den sönder krossade kontaktzonen mellan bergarterna går i dalen. Detta kan kopplas samman med skillnaden i växtlighet på så sätt att om bergskvalitén är dålig så är det stor sannolikhet att berget också innehåller mer vatten. Att vattenhalten är högre längre ner i topografin kan stärkas med modelleringen i RES2DINV. När vattenhalten är högre så får man i större utsträckning bladväxter så som lövträd och blommor. Den tydliga skillnaden i bergskvalité längs profilen kan indikera på en möjlig bredd av sprickzonen. På figur 16 ses en tydlig struktur som är markerad med en röd linje. Till vänster om denna är kvalitén dålig och till höger om den blir kvalitén drastiskt bättre. Jag har i figur 16 nedan dragit en lila linje för att visa vart gränsen ner mot sprickzonen möjligen skulle kunna gå. Vägen, nedanför den röda stjärnan, går mitt i dalen och som man ser på höjdkurvorna så ökar topografin kraftigt upp mot profilen. Denna kraftiga höjd ökning kan ge intryck av att sprickzonen är lika bredd som dalen. Men som jag visat med den lila linjen så finns det en möjlighet att det är själva sprickzonen som orsakar den dåliga bergskvalitén på den nedre delen av profilen. Figur 16. Den svarta pilen visar profilen, rödastjärna visar parkeringshuset och det område där sulfider påträffats, den lila linjen visar vart den övre gränsen gör sprickzonen möjligen skulle kunna gå. ( ) 17

23 5 Rekommendationer Om jag skulle fortsätta jobba på detta projekt så skulle jag göra fler profiler intill den som redan är gjord för att tydligare se strukturerna. Även profiler på andra sidan dalen skulle vara en bra idé att göra för att försöka få ut hur långt upp sprickzonen sträcker sig in i gnejsen. Om det fanns en möjlighet så skulle även en profil vinkelrätt mot sprickzonen vara en bra idé men på grund av vägen är detta troligtvis inte möjligt. Jag skulle även komplettera arbetet med en ordentlig kartering för att på så sätt stödja teorin om sprickzonens bredd. Detta är det man skulle kunna fortsätta med om man vill undersöka bergskvalitén men man skulle även kunna fortsätta undersöka kopparföroreningen vid Slottsskogen. Då skulle jag rekommendera att man tog prover på sedimentet i vitsippedalen samt på vatten från Sahlgrenskas koppartak för att undersöka vart kopparen möjligtvis kan komma ifrån. Man skulle även kunna fortsätta med att undersöka sprickmineraliseringens försurandeegenskaper samt undersöka hur mycket svavel som rimligtvis kan ha läckt ut. 6 Slutsatser Dålig bergskvalité, vittrat och sprucket, karakteriseras av låga resistivitetsvärden och höga IPvärden. IP-mätningarna är för osäkra för att man sak kunna vissa på hur bergskvalitén verkligen ser ut. Medans Resistivitets mätningar ger en något tydligare bild. Det finns inga tecken på att det skulle finnas sulfidmineraliseringar i Kärragraniten. 18

24 7 Tack Jag skulle vilja passa på att tacka Eric Hegradt på Bergab för all hjälp med arbete, utan Dig hade det aldrig löst sig. Även Eric Meland från Bergab ska ha stort tack för hjälpen. Förövrigt vill jag tacka Martin Persson, Mattias Ek och Mats Olsson för att Ni försökt hjälpa mig. Tack även till mina handledare Johan Hogmalm och Erik Sturkell. Tack till min opponent Hanna Wiborgh. Sist men inte minst ett stort tack till Marléne Gustavsson, Petter Engwall, Sanna Hansson och Axel Sjöqvist som hjälpt till under fältarbetet. 19

25 8 Referenser 8.1 Litteratur Austin Hegardt, E., Cornell, D.H., Hellström, F.A. & Lundqvist, I., 2007: Emplacement ages of the mid-proterozoic Kungsbacka Bimodal Suite, SW Sweden. GFF, Vol. 129(Pt. 3, September), pp Stockholm. ISSN Bergman B., (2009),Geofysiska analyser (stångslingram, CVES och IP) av lagerföljd och lakvattenrörelser vid Albäcksdeponin, Geologiska institutionen, Centrum för GeoBiosfärsvetenkap, Lunds Universitet. Farvardini D. (2010), Modellering med programmet RES2DINV för bedömning av bergkvalité från resistivitet och inducerad polarisation, Institutionen för Geovetenskaper, Göteborgs Universitet. Johansson, B och Jones, S (2007) Ekebodadeponin i Hörby: utbredning, lakvattenspridning och påverkan på omgivning -En geofysisk undersökning med mätningar av resistivitet och inducerad polarisation. Lunds universitet, Teknisk Geologi. Loke M. H., (2000), Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies -A practical guide to 2-D and 3-D surveys Milsom J., (2003), Field Geophysics The geological field guide series -third edition, Wiley Mussett A., Khan A., (2000), Looking Into the Earth, Cambridge University Press. Reference Manual, (2010), RES2DINV ver for Windows 98/Me/2000/NT/XP: Rapid 2-D Resistivity & IP inversion using the least-squares method, Geotomo Software Reynolds J.M., (1997), An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, England: John Wiley & Sons Ltd. Lindström, M., Lundqvist, T., Lundqvist, J( 1991)Sveriges geologi från urtid till nutid, Lund: Studentlitteratur 8.2 Internet %c3%b6teborg&searchtype= Opublicerat Hogmalm,

26 Bilaga 1 Figur 17. Pseudosektion för resistivitet. Till skillnad från den pseudosektionen som tas upp i resultatet så har denna en annan skala. Det gör att resultatet inte blir lika tydligt. Figur 18. Här ses en pseudosektion för IP även denna med en annan skala än den i resultat delen. 21