UV GAL PM 2013:06 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Skärpningar i Gillberga Bergartsanalys av malm från varphögar Södermanland, Eskilstuna, Gillberga socken, RAÄ 95:1 Övernäs samt Stenhult Erik Ogenhall
Innehåll Sammanfattning... 5 Abstract... 5 Inledning... 7 Undersökningens förutsättningar - Geologi... 7 Metod... 10 Resultat av optisk mikroskopi... 10 G1... 10 G2... 11 G3... 12 Diskussion och tolkning... 13 Referenser/Källor... 14 Administrativa uppgifter... 14 Skärpningar i Gillberga 3
Sammanfattning På uppdrag av Gillberga-Lista Hembygdsförening, med stöd av Allan Wetterholms Stiftelse vid Örebro Universitet, har Geoarkeologiskt laboratorium vid Riksantikvarieämbetet UV Mitt i Uppsala undersökt tre malmprov från skärpningar i Gillberga socken utanför Eskilstuna i Södermanland. Detta för att försöka utröna vilken metall som kan ha eftersökts. Tre prov preparerades till tunnslip, ett från varje skärpning, vilka undersöktes mineralogiskt med optisk mikroskopi. Resultaten visar att järnsulfiderna magnetkis och pyrit är dominerande malmmineral i proverna och i endast ett prov finns (mycket små mängder) kopparmineral. Det förefaller ändå troligt att koppar varit det eftersökta men att halterna sannolikt varit för låga för att vara brytvärda. Det finns inget uppenbart geologiskt stöd för att silver ska ha eftersökts. Abstract Three rock samples from waste (warp) heaps near minor prospecting pits/mines in Gillberga parish near Eskilstuna have been analysed with the aim to determine what minerals and metal that were searched for. Both silver and copper have been mentioned as possible targets and the results show that copper is the most likely candidate. However, the amounts of copper minerals are very low and there is no evidence for any successful mining in the area. Skärpningar i Gillberga 5
Inledning På uppdrag av Gillberga-Lista Hembygdsförening med stöd av Allan Wetterholms Stiftelse vid Örebro Universitet, har Geoarkeologiskt laboratorium (GAL) vid Riksantikvarieämbetet UV Mitt i Uppsala undersökt malmprov från tre skärpningar i Gillberga socken utanför Eskilstuna i Västmanland. Två prov, G1 och G2, kommer från närbelägna skärpningar vid Gruvbacken nära Övernäs (Gillberga 95:1) och prov G3 kommer från Stenhult/Skogstorp. Enligt lokala källor härrör skärpningarna från försök till kopparbrytning, till skillnad från silver som nämns i Riksantikvarieämbetets inventeringsrapport (FMIS Gillberga 95:1 samt Karlsson 1863). Det första är samstämmigt med uppgifter från Bergmästareämbetet som nämner flertalet inmutningar på koppar under 1800-talet. Närmast kända kopparmineraliseringar finns i Sandvreten och Stenkvista, ca 5 15 km österut (Wik m.fl. 1999). I samma rapport nämns att mindre silvermineraliseringar i Södermanland (i anslutning till blyglans i kalksten) finns vid Gåsinge och Furholmen. De tre proven, ett från varje skärpning, preparerades till tunnslip som undersöktes mineralogiskt med optisk mikroskopi. Undersökningens förutsättningar - Geologi De tre proven, G1, G2 och G3 (fig. 1, 2 & 3), härrör alla från varphögar i direkt anslutning till skärpningar som alla (enligt SGU s berggrundskarta) är lokaliserade i s.k. sur (kiselrik) vulkanisk bergart (fig. 4, gult på kartan). Troligen finns diabasgångar i direkt anslutning till skärpningarna (Enligt magnetanomali på flygmagnetisk karta. Muntlig uppg. Torbjörn Bergman, SGU). Figur 1. Prov G1 med det bortsågade provet där tunnslipets placering är markerat. Endast små mängder malmmineral är synliga med blotta ögat i den relativt grovkorniga bergarten. Notera den rostbruna vittringsytan. Foto Erik Ogenhall, GAL. Skärpningar i Gillberga 7
Figur 2. Prov G2 med det bortsågade provet där tunnslipets placering är markerat. Blekgula malmmineral är väl synliga i den grå finkorniga bergarten. Notera den rostbruna vittringsytan. Foto Erik Ogenhall, GAL. Figur 3. Prov G3 med det bortsågade provet där tunnslipets placering är markerat. Endast mindre mängd malmmineral är synliga för blotta ögat i den finkorniga grå bergarten. Notera den rostbruna vittringsytan. Foto Erik Ogenhall, GAL.
Figur 4. De provtagna lokalerna G1, G2 & G3. Berggrundskarta från Sveriges geologiska undersökning SGU. SGU. Skärpningar i Gillberga 9
Metod Tunnslip tillverkas (externt av MINOPREP i Hunnebostrand) av en bortsågad skiva av malmprovet som limmas på ett objektglas och slipas/poleras ned till ett mikroskopiskt tunt prov (ca 0,03 mm). Sågsnittet placeras och orienteras vanligen så att alla ingående delar finns representerade i tunnslipet. Tunnslipet undersöks i mikroskop för att se hur det är uppbyggt bl.a. med avseende på sammansättning och textur. De petrografiska undersökningarna utförs både i påfallande och genomfallande planpolariserat ljus för att identifiera bergartens olika mineral och texturella drag. De flesta malmmineral är inte genomsläppliga för ljus utan undersöks och identifieras med hjälp av uppifrån påfallande ljus som reflekteras (uppåt), medan andra mineral, t.ex. kvarts, släpper igenom ljus nerifrån och bryter det uppåt. Undersökningarna görs i ett Zeiss Axioskop 40A polarisationsmikroskop (upp till 500x förstoring) utrustad med integrerad datoransluten kamera för kontinuerlig digital dokumentation av analyserna. Mikroskopiering har skett med konsultation av doc. Örjan Amcoff, Uppsala Universitet. Resultat av optisk mikroskopi G1 Provet (fig. 5) domineras av relativt finkornig kvarts och (delvis omvandlad) fältspat med betydligt större kristaller (s.k. porfyrisk textur). Även färgglad epidot förekommer. Endast sparsamt med malmmineral förekommer i provet och utgörs huvudsakligen av magnetkis (fig. 6). Magnetkis Fe 1-x S (x = 0 till 0,2) (kallas även pyrrhotit), är ett mineral som består av en förening mellan järn (Fe) och svavel (S), d.v.s. en järnsulfid. Mineralet är svagt magnetiskt, därav namnet. Magnetkis innehåller ibland nickel (särskilt i anslutning till bergarten diabas) i så stor mängd att den kan brytas som nickelmalm. Figur 5. Mikroskopfoto av prov G1 i genomfallande ljus. Finkornig kvarts i vit-beige till grå-blå nyanser och grovkornig grårandiga fältspater, de senare ofta omvandlade och brunt gryniga. Grönaktig epidot ses nere till höger i bild. Malmmineralen är svarta och inte ljusgenomsläppliga (opaka). Foto Erik Ogenhall, GAL.
Figur 6. Samma utsnitt som bilden ovan men med påfallande reflekterat ljus där opaka malmmineral, här magnetkis, har hög reflektans (ljusa) medan övriga mineral (bl.a. kvarts och fältspat) är mörkgrå och färglösa. Foto Erik Ogenhall, GAL. G2 Bergarten i prov G2 domineras av kvarts, fältspat och glimmer (fig. 7), där det senare är kraftigt omvandlat till bl.a. klorit. Det malmmineral som dominerar är pyrit, som förekommer i stor mängd (fig. 8). Enstaka mycket små inneslutningar i pyriten är möjligen kopparsulfiden bornit (se G3). Pyrit (FeS2) (kallas även svavelkis) är ett mineral sammansatt av järn (Fe) och svavel (S), d.v.s. en järnsulfid. I folkmun kallas pyrit kattguld och är det vanligaste sulfidmineralet i jordskorpan. Figur 7. Mikroskopfoto av prov G2 i genomfallande ljus där kvarts och fältspat ses i varierande grå nyanser samt färgglad glimmer som ofta omvandlats (till brun klorit?). Malmmineralen är svarta och inte ljusgenomsläppliga (opaka). Foto Erik Ogenhall, GAL. Skärpningar i Gillberga 11
Figur 8. Samma utsnitt som bilden ovan men med påfallande reflekterat ljus där opaka malmmineral, här pyrit, har hög reflektans (ljusa) medan övriga mineral är mörkgrå och färglösa. Foto Erik Ogenhall, GAL. G3 Provet domineras av finkornig kvarts och fältspat, där fältspaten ofta är omvandlat och delvis brunt och grynigt (fig. 9). Även klorit förekommer. De malmmineral som observeras består huvudsakligen av magnetkis (fig. 10), men enstaka kristaller av pyrit och bornit kan också ses (fig. 11). Bornit (även kallad brokig kopparmalm) är ett kopparsulfidmineral med kemisk formel Cu 5 FeS 4. Figur 9. Mikroskopfoto av prov G3 i genomfallande ljus. Kvarts i vit-beige till grå-blå nyanser och grårandig fältspat, det senare ofta omvandlat och brunt grynig. Malmmineralen är svarta och inte ljusgenomsläppliga (opaka). Foto Erik Ogenhall, GAL.
Figur 10. Samma utsnitt som bilden ovan men med påfallande reflekterat ljus där opaka malmmineral, här övervägande magnetkis, har hög reflektans (ljusa) medan övriga mineral är mörkgrå och färglösa. Foto Erik Ogenhall, GAL. Figur 11. Förstorad detalj från centrum av bilden ovan där malmmineralen magnetkis (grå), pyrit (gulvit) och bornit (brun) framträder. Magnetkisen ses i kanter och sprickor vara oxiderad (till markasit/pyrit). Foto Erik Ogenhall, GAL. Diskussion och tolkning Dominerande malmmineral i två av proven, G1 och G3, är magnetkis, en järn-svavelförening (järnsulfid) som sällan är brytvärd, huvudsakligen p.g.a. sitt svavelinnehåll. Exempelvis är vanlig järnmalm (magnetit och/eller hematit) oxider, d.v.s. innehåller syre istället för svavel, vilket är Skärpningar i Gillberga 13
mycket lämpligare vid järnframställning. Samma gäller för det dominerande malmmineralet i prov G2, pyrit, vilket också är en järn-svavelförening. Det finns med andra ord inga skäl till att tro att järnet varit det som eftersökts. När det gäller koppar, vilket nämns både i lokala källor samt i Bergmästareämbetets noteringar, finns små spår av kopparsulfid i ett av proven, G3. Koppar kan utvinnas ur kopparsulfider, som är de vanligaste kopparmineralen i Sverige. Noterbart i sammanhanget är att järnsulfidmineral är de mineral som huvudsakligen lämnar en rostbrun vittringsyta, vilket kan ses på alla tre proven (fig. 1, 2 & 3). När kopparsulfidmineral (vilka även de ofta innehåller järn) vittrar lämnar dessa gärna istället en blå-grön vittringsprodukt. Den eventuella silverbrytning som nämns av Riksantikvarieämbetet finns det inga uppenbara mineralogiska stöd för. De mineraliseringar av silver som noterats i Södermanland (Gåsinge och Furholmen) är i en bergart som inte är närvarande vid de undersökta skärpningarna i Gillberga; urkalksten/marmor. Sannolikt är det troligen koppar som eftersökts och möjligen är det just de rostbruna hällarna som föranlett inmutningarna. Trots att det finns några kända (mindre) kopparmineraliseringar i närheten (Sandvreten och Stenkvista) är det uppenbarligen så att inga brytvärda mängder koppar någonsin hittades i Gillberga. Referenser/Källor Bergmästareämbetet i åttonde distriktets diarium rörande 1800- talet. Fornminnesinformationssystemet, FMIS, Riksantikvarieämbetet. Karlsson, V. 1863: Bl. Eskilstuna. Aa 5. Wik, N.-G., Sundberg, A. och Wikström, A. 1999: Malmer, industriella mineral och bergarter i Södermanlands län. SGU Rapporter och Meddelande 100. Torbjörn Bergman, Sveriges Geologiska Undersökning (SGU), Uppsala Administrativa uppgifter Riksantikvarieämbetets dnr: 311-02606-2013. Riksantikvarieämbetets projektnummer: 12429. Undersökningstid: September 2013. Underkonsulter: Örjan Amcoff, Uppsala universitet och Torbjörn Bergman, SGU. Digital dokumentation och prover: förvaras på UV Uppsala. Foto: Erik Ogenhall, GAL