CBI ÖPPEN UPPDRAGSRAPPORT PX00536 Karaktärisering av Bohusgranit i samband med utbyggnad av E6, norra Bohuslän www.cbi.se
CBI Betonginstitutet Material, Borås Karaktärisering av Bohusgranit i samband med utbyggnad av E6, norra Bohuslän Karin Appelquist, CBI Betonginstitutet Thomas Eliasson, Sveriges Geologiska Undersökning 2011-02-11 Uppdragsgivare: Urban Åkeson, Trafikverket Uppdragsnummer: PX00536 Nyckelord: Bohusgranit, geologi, helkrossballast, LA-värde, mikroskopi, petrografiska egenskaper Antal blad inkl bilagor: 32 Antal bilagor: 1 CBI Betonginstitutet AB Stockholm Borås Lund CBI c/o SP c/o LTH Byggnadsmaterial Plusgiro Org.nummer 100 44 Stockholm Box 857 Box 118 454538-0 556352-5699 Besök Drottn Kristinas väg 26 501 15 Borås 221 00 Lund Bankgiro VAT No. 114 28 Stockholm Besök Brinellgatan 4 Besök John Ericssons väg 1 243-9412 SE556352569901 504 62 Borås 223 63 Lund Tel 010-516 68 00 Tel 010-516 68 00 Tel 010-516 68 32 Bank Fax 08-24 31 37 Fax 033-13 45 16 Fax 046-222 44 27 Svenska Handelsbanken Säte: Stockholm
3 (31) Innehållsförteckning Sammanfattning... 4 1 Syfte... 5 2 Material... 5 3 Metod... 5 3.1 Makroskopisk analys... 5 3.2 Mikroskopisk analys... 5 3.3 Kornstorleksanalys... 6 3.4 Kornform- och kornfogsanalys... 6 3.5 Bestämning av mikrosprickor... 7 3.6 Los Angeles-test... 7 4 Resultat... 8 5 Diskussion... 23 5.1 Omvandlingsgrad... 23 5.2 Kornstorleksanalys... 25 5.3 Kornform- och kornfogsanalys... 26 5.4 Mikrosprickor... 26 6 Slutsatser... 30 Referenser... 30 Bilaga 1: Mall för bedömning av grad av sammanväxt mellan mineralkorn
4 (31) CBI Betonginstitutet Öppen uppdragsrapport PX00536 Material, Borås 2011-02-11 Karaktärisering av Bohusgranit i samband med utbyggnad av E6, norra Bohuslän Sammanfattning Tunnslipsundersökningar samt Los Angeles (LA)-analys har utförts på fem olika typer av Bohusgraniter, provtagna längs utbyggnad av väg E6 mellan Strömstad och Tanumshede. Undersökningen har utförts som ett led i utvecklingen av nya, alternativa provningsmetoder för vägmaterial som bättre återspeglar funktionsegenskaperna hos berget. Huvudsyftet med undersökningen är att undersöka hur mekaniska egenskaper (i det här fallet LA-värde) kan kopplas till bergarternas petrografiska egenskaper. Resultaten visar att bergarternas motstånd mot fragmentering (LA-värde) är beroende av en kombination av dess omvandlingsgrad, mikrosprickor och kornstorlek. LA-värdet i de undersökta proverna är främst beroende av provets omvandlingsgrad av plagioklas. Andelen mikrosprickor är i sin tur ofta kopplat till omvandlingsgraden. Ju högre andel sericit-omvandlad plagioklas desto färre mikrosprickor och mindre sprickpropagering, vilket ökar provets motstånd mot fragmentering (lägre LAvärde). Även kornstorleken har betydelse för provets motstånd mot fragmentering, vilket är särskilt tydligt för provet med minst kornstorlek.
5 (31) 1 Syfte För att bygga vägar energieffektivt och ekonomiska hållbart är det viktigt att material som ligger i vägsträckningen utnyttjas på rätt sätt. I dagsläget krävs relativt stora volymer sprängt bergmaterial för att bestämma bergartens lämplighet som vägmaterial eftersom det fastställs med mekaniska analyser såsom Los Angeles (LA)-, mikro-deval- och kulkvarnsanalys. Detta innebär att man inte alltid, innan vägen byggs, kan avgöra om materialet som ligger i vägsträckningen är lämpligt att använda som ballast eller ej. Under utbyggnaden av väg E6 mellan Strömstad och Tanumshede, har det framkommit att LA-värdet i samma bergartssvit (Bohusgranit) skiljer sig stort längs väglinjen. Vissa varianter av Bohusgranit klarar inte de krav som ställs i AMA 07 och VVTB 2007, medan andra varianter fungerar utmärkt som bärlager (<LA 40 ). Syftet med undersökningen är därför att utreda hur bergarternas petrografiska egenskaper påverkar bergartens tekniska egenskaper (i det här fallet LA-värde) och om man i förväg (utan mekaniska analyser) kan utröna vilket material som är lämpligt för vägändamål. En funktionsbaserad petrografisk analys ger mer information om bergmaterialet än en traditionell petrografisk analys, varför omvandlingsgrad, kornstorlek, kornform, kornfogning, mineralorientering och mikrosprickor undersöks i tillägg till den mineralogiska sammansättningen. Studien är del av projektet Energieffektivt utnyttjande av bergmaterial i väglinjen och har utförts tillsammans med Urban Åkeson, Trafikverket och Thomas Eliasson, SGU. Syftet med huvudprojektet är bl.a. att utveckla nya, alternativa provningsmetoder som bättre återspeglar funktionsegenskaperna hos berget. 2 Material Fem bergmaterial, märkta PX00536-1, PX00536-2, PX00536-3, PX00536-5 och PX00536-7 analyserades i detta projekt. Provtagningen genomfördes 2010-09-22 av Urban Åkeson, Trafikverket, Karin Appelquist, CBI och Thomas Eliasson, SGU; 2010-10-05 av Björn Sandström, WSP samt 2010-10-13 av Urban Åkeson, Trafikverket. Materialen togs från utbyggnad av väg E6 mellan Strömstad och Tanumshede (Figur 1), som stuffer ur upplag och utgörs av fem olika varianter av Bohusgranit. 3 Metod Tunnslipsundersökningar samt Los Angeles (LA)-analys har utförts. Prov sågades ut från stuff för tillverkning av tunnslip. För LA-analys krossades proverna med en slägga, alternativt krossades i en mobil kross för att sedan krossas i en labbkäftkross. Därefter siktades provfraktionerna 10 11,2 samt 11,2 14 mm fram för vidare provning. För att uppnå ett flisighetstal på <1,35 ± 0,05 siktades materialet på en 6,3 mm harpsikt. 3.1 Makroskopisk analys Enligt SS-EN 932-3 - Petrografisk beskrivning, förenklad metod. Provets sammansättning bedöms okulärt. 3.2 Mikroskopisk analys Den optiska undersökningen genomfördes av 5 tunnslip enligt SS-EN 932-3 - Petrografisk beskrivning, förenklad metod. Tunnslipen framställdes av Teknologisk Institut, Taastrup, Danmark. Mineralsammansättningen i tunnslipen bestämdes genom punkträkning av en yta på ca 30x40 mm i polarisationsmikroskop. Minst 500 punkter räknades. Sekundära omvandlingar av plagioklas redovisas i en tre-gradig skala baserad på en procentuell del av hur mycket av ursprungsmaterialet som är omvandlat.
6 (31) 3.3 Kornstorleksanalys Figur 1. Berggrundskarta över norra delen av Bohuslän (modifierad från Lundqvist m.fl. 1994). Provtagningslokalerna är märkta med respektive provnummer. Kornstorlek och kornstorleksfördelning bestäms kvantitativt genom mätning av mineralkorn som skär traverslinjer på respektive tunnslip. Mätningen görs i två riktningar på tunnslipet, åtskilda med 90 vinkel. Analyssträckan är lika lång i båda riktningarna och minst 200 mineralkorn mättes. Mineralkornens längsta diameter mäts med linjal. Resultatet visas som en kumulativ fördelningskurva tillsammans med största, minsta och medelkornstorleken för provet. 3.4 Kornform- och kornfogsanalys Kornform och kornfogning bedöms utifrån tunnslip med nomenklatur enligt Åkeson & Hellman (pågående projekt) samt Eliasson (2002).
7 (31) 3.5 Bestämning av mikrosprickor Kombinerade fluorescens och polarisationsmiroskopbilder används för kvantitativ bedömning av mikrosprickor i provet. Antalet sprickor som skär en traverslinje räknas och redovisas som antal sprickor/mm. Mätningen görs i två riktningar på tunnslipet, åtskilda med 90 vinkel. Analyssträckan är lika lång i båda riktningarna och minst 100 mm lång. Mikrosprickorna delas in i intragranulära- (inuti ett mineralkorn), transgranulära- (korsar flera mineralkorn) och korngränssprickor. 3.6 Los Angeles-test Enligt SS-EN 1097-2.
8 (31) 4 Resultat Prov PX00536-1 (Sämbacken) Koordinater (RT90) 6516571/0286308 Bergartsbeskrivning Rödgrå, ojämnkornig, medelkornig, massformig, ovittrad granit. Mineral volym-% (punkträkning) Sekundära omvandlingar Figur 2. Foto av prov PX00536-1. Myntets diameter är 25 mm. Mineral Punkter Volym Mätosäkerhet % ± Kvarts 135 27 3,8 Kalifältspat 138 27 3,9 Plagioklas 1 (<25 %) 54 11 2,7 Plagioklas 2 (25-75 %) 105 21 3,5 Plagioklas 3 (>75 %) 33 7 2,1 Potentiellt 2 0,4 0,5 alkalisilikareaktivt material (ASR) Opaka mineral 3 0,6 0,7 Biotit 9 2 1,1 Muskovit 8 2 1,1 Klorit 10 2 1,2 Övrigt (apatit, epidot, 10 2 1,2 titanit, pumpellit, fluorit) Totalt 507 100 0,0 Huvuddelen av plagioklaskornen visar en måttlig till stark sericitomvandling. Biotitkorn är ställvis klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot, muskovit, fluorit, titanit och kalifältspat förekommer tillsammans med biotit och klorit.
9 (31) Kornstorlek och kornstorleksfördelning Figur 3. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-1. Kornform och kornfog Medelkornstorlek: 2,01 mm Max: 8,01 mm Min: 0,04 mm Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn och bildar en ojämnkornig, oregelbunden, svagt flikig mikrostruktur. Textur Mikrosprickor Figur 4. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. Provet är massformigt. Korngränssprickor: 0,38/mm Intragranulära sprickor: 1,8/mm Transgranulära sprickor: 0,14/mm
10 (31) Figur 5. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. LA-tal* 33 ± 1,1
11 (31) Prov PX00536-2 (Vitevall) Koordinater (RT90) 6517287/0285967 Bergartsbeskrivning Rödgrå till grå, ojämnkornig, medelkornig, massformig, ovittrad granit. Mineral volym-% (punkträkning) Sekundära omvandlingar Figur 6. Foto av prov PX00536-2. Myntets diameter är 25 mm. Mineral Punkter Volym Mätosäkerhet % ± Kvarts 119 24 3,7 Kalifältspat 191 38 4,2 Plagioklas 1 (<25 %) 47 9 2,5 Plagioklas 2 (25-75 %) 65 13 2,9 Plagioklas 3 (>75 %) 50 10 2,6 Potentiellt 0 0,0 0,0 alkalisilikareaktivt material (ASR) Opaka mineral 3 0,6 0,7 Biotit 9 2 1,2 Muskovit 8 2 1,1 Klorit 5 1 0,9 Övrigt (apatit, epidot, 5 1 0,9 titanit, fluorit, pumpellit) Totalt 502 100 0,0 Huvuddelen av plagioklaskornen är starkt sericit-omvandlade. Biotitkorn är ställvis klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot, muskovit, titanit, fluorit och kalifältspat förekommer tillsammans med biotit och klorit.
12 (31) Kornstorlek och kornstorleksfördelning Figur 7. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-2. Kornform och kornfog Medelkornstorlek: 1,9 mm Max: 10,01 mm Min: 0,08 mm Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn och bildar en ojämnkornig, flikig mikrostruktur. Textur Mikrosprickor Figur 8. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. Provet är massformigt. Korngränssprickor: 0,59/mm Intragranulära sprickor: 1,2/mm Transgranulära sprickor: 0,26/mm
13 (31) Figur 9. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. LA-tal* 34 ± 1,1
14 (31) Prov PX00536-3 (Båtemyr) Koordinater (RT90) 6524165/0285284 Bergartsbeskrivning Rödgrå (till gråröd), medelkornig till grovt medelkornig, ojämnkornig till småporfyrisk, ovittrad granit. Mineral volym-% (punkträkning) Sekundära omvandlingar Figur 10. Foto av prov PX00536-3. Myntets diameter är 25 mm. Mineral Punkter Volym Mätosäkerhet % ± Kvarts 139 27 3,9 Kalifältspat 199 39 4,2 Plagioklas 1 (<25 %) 100 20 3,5 Plagioklas 2 (25-75 %) 38 7 2,3 Plagioklas 3 (>75 %) 2 0,4 0,5 Potentiellt 0 0,0 0,0 alkalisilikareaktivt material (ASR) Opaka mineral 3 0,6 0,7 Biotit 9 2 1,1 Muskovit 8 2 1,1 Klorit 5 1 0,9 Övrigt (apatit, epidot, 5 1 0,9 pumpellit, titanit, fluorit) Totalt 508 100 0,0 Plagioklaskornen är måttligt till stark sericit-omvande. Biotitkorn är måttligt till starkt klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot, fluorit, muskovit, titanit och kalifältspat förekommer tillsammans med biotit och klorit.
15 (31) Kornstorlek och kornstorleksfördelning Figur 11. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-3. Kornform och kornfog Medelkornstorlek: 2,65 mm Max: 12,32 mm Min: 0,08 mm Provet består av i huvudsak anhedrala korn och bildar en ojämnkornig, flikig, oregelbunden mikrostruktur. Textur Mikrosprickor Figur 12. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. Provet är massformigt. Korngränssprickor: 0,50/mm Intragranulära sprickor: 1,7/mm Transgranulära sprickor: 0,39/mm
16 (31) Figur 13. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. LA-tal* 43 ± 1,4
17 (31) Prov PX00536-5 (Skee, östra tunnelmynningen) Koordinater (RT90) 6538471/0284382 Bergartsbeskrivning Grå, medelkornig, massformig, granat-förande, ovittrad granit. Mineral volym-% (punkträkning) Sekundära omvandlingar Figur 14. Foto av prov PX00536-5. Myntets diameter är 25 mm. Mineral Punkter Volym Mätosäkerhet % ± Kvarts 143 28 3,9 Kalifältspat 154 31 4,0 Plagioklas 1 (<25 %) 153 30 4,0 Plagioklas 2 (25-75 %) 7 1 1,0 Plagioklas 3 (>75 %) 0 0,0 0,0 Potentiellt 0 0 0,0 alkalisilikareaktivt material (ASR) Opaka mineral 4 0,8 0,8 Biotit 21 4 1,8 Muskovit 8 2 1,1 Klorit 1 0,2 0,4 Övrigt (granat, apatit, 11 2,2 1,3 epidot, titanit, pumpellit) Totalt 502 100 0,0 Vissa plagioklaskorn visar en viss sericit-omvandling. Ett fåtal biotitkorn är delvis klorit-omvandlade.
18 (31) Kornstorlek och kornstorleksfördelning Figur 15. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-5. Kornform och kornfog Medelkornstorlek: 1,59 mm Max: 7,70 mm Min: 0,08 mm Provet består av anhedrala korn, med ett fåtal subhedrala korn och bildar en ojämnkornig, flikig, oregelbunden mikrostruktur. Textur Mikrosprickor Figur 16. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. Provet är massformigt. Korngränssprickor: 1,0/mm Intragranulära sprickor: 1,6/mm Transgranulära sprickor: 0,17/mm
19 (31) Figur 17. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. LA-tal* 38 ± 1,2
20 (31) Prov PX00536-7 (Skee, västra tunnelmynningen) Koordinater (RT90) 6538900/0283369 Bergartsbeskrivning Rödgrå till gråröd, medelkornig, ojämnkorig till porfyrisk, ovittrad granit. Mineral volym-% (punkträkning) Sekundära omvandlingar Figur 18. Foto av prov PX00536-7. Myntets diameter är 25 mm. Mineral Punkter Volym Mätosäkerhet % ± Kvarts 154 30 4,0 Kalifältspat 174 34 4,1 Plagioklas 1 (<25 %) 109 21 3,6 Plagioklas 2 (25-75 %) 30 6 2,1 Plagioklas 3 (>75 %) 4 0,8 0,8 Potentiellt 0 0 0,0 alkalisilikareaktivt material (ASR) Opaka mineral 2 0,4 0,5 Biotit 10 2 1,2 Muskovit 7 1 1,0 Klorit 4 0,8 0,8 Övrigt (apatit, epidot, 13 3 1,4 pumpellit, titanit, fluorit) Totalt 507 100 0,0 Ställvis är plagioklaskorn något sericit-omvande. Vissa biotitkorn är måttligt klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot, muskovit, titanit, kalifältspat och fluorit förekommer tillsammans med biotit och klorit.
21 (31) Kornstorlek och kornstorleksfördelning Figur 19. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-7. Kornform och kornfog Medelkornstorlek: 2,67 mm Max: 12,32 mm Min: 0,04 mm Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn och bildar en ojämnkornig, flikig mikrostruktur. Textur Mikrosprickor Figur 20. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. Provet är massformigt. Korngränssprickor: 0,64/mm Intragranulära sprickor: 1,5/mm Transgranulära sprickor: 0,22/mm
22 (31) Figur 21. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3 mm. LA-tal* 45 ± 1,4 *Mätosäkerhet: Den angivna utvidgade mätosäkerheten är produkten av standardmätosäkerheten och täckningsfaktorn k = 2, vilket för en normalfördelning svarar mot en täckningssannolikhet av ungefär 95%. Standardmätosäkerheten har bestämts i enlighet med EA:s publikation EA-4/16.
23 (31) 5 Diskussion De undersökta bergarternas mineralogiska sammansättning är likartade och de klassificeras som granit enligt Streckeisen (1967). Bergproverna består av olika varianter av Bohusgranit, vilken har en ålder på ca 920 ± 5 Ma (Eliasson & Schöberg 1991). Generellt har Bohusgraniten en relativt enhetlig mineralogisk sammansättning, men dess färg och textur skiljer sig jämförelsevis åt. På grund av Bohusgranitens unga ålder har bergarterna undsluppit den senaste stora bergskedjebildningen (den Svekonorvegiska orogenesen) som inträffade för ca 1000 miljoner år sedan, varför de inte är metamorfa, som de flesta andra bergarter i Västsverige är. Ometamorfa bergarter har generellt en högre sprickfrekvens än metamorfa, sammansvetsade bergarter och därför är Bohusgraniterna generellt sätt mer spröda än andra bergarter i Västsverige. Inbördes skiljer sig dock de undersökta proverna åt, framförallt vad gäller omvandlingsgrad, kornstorlek och sprickfrekvens. Även provernas kornform och kornfog skiljer sig något åt. 5.1 Omvandlingsgrad Framförallt omvandlingsgraden av plagioklas påverkar bergartens sprödhet och motstånd mot fragmentering (LA-värde). Oomvandlade plagioklas-korn har väl utbildade spaltplan, vilket gör dessa korn spröda (högre LA-värde, figur 22). Är kornen däremot sericit- eller saussuritomvandlade kan dessa fungera som ett slags fiberarmering, vilket gör kornen segare och mindre benägna att spricka (Åkesson m fl. 2004). Detta är särskilt tydligt för prov PX00536-1 och 2, vilka har en hög omvandlingsgrad av plagioklas (plagioklas 2 och 3 utgör 72 respektive 71 % av den totala plagioklashalten, dvs. mer än 70 % plagioklas är mer än 25 % omvandlade, se figur 23). Dessa prov har också lägst LA-värden av de undersökta bergarterna. Figur 22. Andelen omvandlad plagioklas mot LA-värdet i respektive prov. LA-värdet angivet intill respektive prov.
24 (31) Figur 23. Tunnslipsfotografier av prov PX00536-1 visar omvandlingsgraden av plagioklas. Plagioklas 1: < 25 % av kornet är omvandlat, plagioklas 2: 25-75 % av kornet omvandlat, plagioklas 3: > 75 % av kornet omvandlat. Respektive bildyta motsvarar 5,5 x 4,3 mm.
25 (31) 5.2 Kornstorleksanalys Medelkornstorleken påverkar också LA-värdet och generellt har de mest grovkorniga bergarterna ett högre LA-värde där bergarterna med grövre kvarts- och fältspat-korn verkar vara sprödare. (Figur 24-25). Prov PX00536-1 och 2 har ännu något bättre LA-värden, vilket troligen är kopplat till den högre omvandlingsgraden av plagioklas i dessa bergarter. Även kornstorleksfördelningskurvorna skiljer sig åt, där de mest grovkorniga bergarterna också är mest heterogena med en bredare kornstorleksfördelning (Figur 25). Figur 24. Medelkornstorleken mot LA-värdet i respektive prov. Figur 25. Kornstorleksfördelningskurva med LA-tal intill respektive prov.
26 (31) Generellt har proverna med jämnast kornstorleksfördelning lägst LA-värde, även om prov PX00536-5 skiljer sig åt från denna trend. PX00536-5 skiljer sig mest från resterande prover eftersom provet har lägst andel omvandlad plagioklas (Figur 22), minst medelkornstorlek (1,59 mm), högst frekvens korngränssprickor och totalfrekvens av sprickor (se nedan) samt jämnast kornstorleksfördelning (Figur 25). LA-värdet för PX00536-5 hamnar dessutom mittemellan de andra proverna, vilket kan förklaras med att den låga halten oomvandlad plagioklas tillsammans med den höga frekvensen sprickor medför en reducering av provets motstånd mot fragmentering (högre LA-värde), medan kornstorleken ökar provets motstånd mot fragmentering (lägre LA-värde). 5.3 Kornform- och kornfogsanalys Mineralkornens form och fogar, eller graden av sammanväxt mellan kornen (se bilaga 1; Eliasson 2002) är likvärdig mellan proverna (Figur 26). Proverna består generellt av anhedrala till subhedrala korn med oregelbundna, flikiga korngränser. PX00563-1 har något mindre flikiga kornfogar och en högre andel subhedrala korn, medan PX00536-3 har en starkare sammanväxning med en mer flikig, oregelbunden kornfog och nästan uteslutande anhedrala korn. Trots relativt liknande kornforms- och kornfogsegenskaper skiljer sig de olika bergartsproverna åt vad gäller LA-värde. Detta beror på att mikrosprickor, omvandlingsgraden av plagioklas samt kornstorleken har stor inverkan på materialets förmåga att motstå fragmentering och då graden av sammanväxning mellan kornen är likartad i de undersökta bergarterna är det svårt att avgöra dess betydelse för LA-värdet. Figur 26. Grad av sammanväxning mellan mineralkorn (efter Eliasson 2002) mot LA-värde i respektive prov. 5.4 Mikrosprickor Generellt sett har samtliga prover en hög sprickfrekvens och det finns ingen tydlig korrelation mellan sprickfrekvens och LA-värde. Möjligen kan man hävda att LA-värdet ökar med andelen transgranulära sprickor (Figur 27). Detta är emellertid endast spekulationer och proverna är för få (och för lika) för att man ska kunna dra några definitiva slutsatser. I viss mån kan dock sprickfrekvensen relateras till kornstorlek och omvandlingsgraden av plagioklas. Generellt ökar andelen korngränssprickor för prover med mindre kornstorlek (Figur 28), men man ser ingen korrelation mellan kornstorlek och den totala mängden
27 (31) sprickor (Figur 29). Däremot styrs den totala mängden sprickor möjligen av andelen omvandlad plagioklas (Figur 30) och det är mer troligt att det är omvandlingsgraden av plagioklas som styr LA-värdet i prov PX00536-1 och 2, som trots allt har en relativt hög andel mikrosprickor. I dessa prover kan man snarare hävda att propageringen av mikrosprickor hindras av den höga andelen omvandlad plagioklas. Figur 27. Sprickfrekvens mot LA-värde i respektive prov, där det totala antalet sprickor är den totala mängden intragranulära-, transgranulära- samt korngränssprickor. 1: PX00536-1, 2: PX00536-2, 3: PX00536-3, 5: PX00536-5 och 7: PX00536-7. Figur 28. Antalet korngränssprickor relaterat till medelkornstorlek. LA-värdet angivet bredvid respektive provpunkt.
28 (31) Figur 29. Antalet sprickor relaterat till medelkornstorlek. LA-värdet angivet bredvid respektive provpunkt. Figur 30. Andelen sprickor relaterat till omvandlingsgraden av plagioklas. LA-värdet angivet bredvid respektive provpunkt. I figur 31 ser man också tydligt hur omvandlingsgraden i prov PX00536-1 påverkar sprickfrekvensen i bergarterna. I de områden där omvandlingsgraden är låg har plagioklas väl utbildade spaltplan, vilket gör bergarten spröd och frekvensen sprickor ökar. Tvärtom minskar sprickfrekvensen och propageringen av sprickor i de korn och bergarter som har en hög andel omvandlad plagioklas. I de undersökta bergarterna verkar därför omvandlingsgraden av plagioklas ha störst effekt på LA-värdet. Då sprickfrekvensen från början är hög dominerar möjligen även kornstorleken över sprickfrekvensen vad gäller provets motstånd mot fragmentering.
29 (31) Figur 31. Kombinerade fluorescens- och polarisationsmiroskopbilder visar förekomsten av mikrosprickor i prov PX00536-1 samt hur omvandlingsgraden påverkar sprickfrekvensen. Bildytorna motsvarar 5,5 x 4,3 mm.
30 (31) 6 Slutsatser Fem olika varianter av Bohusgraniter har undersökts med avseende på petrografiska egenskaper samt motstånd mot fragmentering (Los Angeles (LA)-värde). LA-värdet är avhängigt av en kombination av mikrosprickor, kornstorleksfördelning och omvandlingsgrad av plagioklas i bergarten. Generellt är bergartens motstånd mot fragmentering beroende av andelen mikrosprickor, vilket i sin tur ofta är kopplat till bergartens omvandlingsgrad av plagioklas. Eftersom sprickfrekvensen är hög i samtliga prover, påverkar omvandlingsgraden av plagioklas LA-värdet mer än sprickfrekvensen. Detta är troligen relaterat till att sprickornas benägenhet att propagera minskar vid en högre omvandlingsgrad och ju högre andel sericit-omvandlad plagioklas desto större blir provets motstånd mot fragmentering (lägre LA-värde). Prov PX00536-5 avviker från de generella trenderna, vilket troligen beror på dess mindre kornstorlek, en egenskap som möjligen dominerar över andelen mikrosprickor vad gäller de undersökta bergarternas motstånd mot fragmentering. Graden av sammanväxning mellan kornen är likartad i de undersökta bergarterna och därför är det svårt att avgöra dess betydelse för LA-värdet. Referenser Eliasson, T., 2002: E6 provväg Kallsås; mineralogisk undersökning, SGU Dnr. 08-1113/2002. Eliasson, T. & Schöberg, H., 1991: U-Pb dating of the post-kinematic Sveconorwegian Bohus granite, SW Sweden: evidence of restitiv zirxon. Precambrian Research 51, 337-350. Lundqvist, T., Bygghammar, B., Stephens, M.B., Beckholmen, M. & Norling, E., 1994: Sveriges berggrund i skala 1:250 000. I C. Fredén (red.): Berg och jord. Sveriges Nationalatlas. Streckeisen, A., 1967: Classification and nomenclature of igneous rocks, Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen 107, 144-240. Åkesson, U., Hansson, J. & Stigh J., 2004: Characterisation of microcracks in the Bohus granite, western Sweden, caused by uniaxial cyclic loading. Engineering Geology 72, 131-142.
Bilaga 1 Mall för bedömning av grad av sammanväxt mellan mineralkorn Ojämnkornig/porfyrisk Ökad sammanväxt Jämnkornig