3D-modell av Gunnarsträskgabbron



Relevanta dokument
Hyperitdiabas i Vesslarpstrakten: grävning, kärnborrning och markmätning av magnetfält

R Förstudie Tierp norra. Kompletterande arbeten Hans Isaksson GeoVista AB

27L Lansjärv NV, NO, SV & SO

Regionalkartering i kartområdet 26L Pålkem, tidigare arbeten och resultat från fältarbetet 2014

Sten från Kjula. Översiktlig okulär bergartsbedömning Södermanland, Kjula socken, RAÄ 292, 295 & 298. Erik Ogenhall UV GAL PM 2012:09

I huvudsak har tekniska analyser utförts på berggrund i Sveriges tätortsregioner.

Sala-Jugansboområdet Magnus Ripa, Cecilia Brolin och Stefan Persson

Modellering av TEM-data över området Kiruna Soppero

Kartering i Norbergsområdet

UPPDRAGSLEDARE. Joakim Pehrson UPPRÄTTAD AV. Oskar Sigurdsson. S we c o Ci vi l A B Org.nr Styrelsens säte: Stockholm

LOMMARSTRANDEN, NORRTÄLJE PROVTAGNING BERGMASSOR PROVTAGNING BERGMASSOR. ÅF-Infrastructure AB. Handläggare Irene Geuken. Granskare Niclas Larsson

delar av Finspångs och Norrköpings kommuner

Malm från Madesjö. Analys av rödjord från en möjlig rostningsplats Kalmar län, Nybro kn, Madesjö sn, Persmåla 3:2, RAÄ 66:1.

BERGGRUNDSGEOLOGIN I STENSJÖSTRANDS NATURRESERVAT

K 455. Beskrivning till berggrundskartorna. Halmstad Laholm. Inger Lundqvist & Maria Carlsäter Ekdahl

Sten från E22, Norje Sunnansund

PRODUKT: BERGGRUND 1:1 MILJON. Kort information om produkten. Leveransens innehåll. Tillkomsthistorik

GULDMINERALISERINGAR I OIJÄRVI GRÖNSTENSBÄLTE

Sundsvall Timrå Härnösand

Berggrundsgeologisk undersökning 25H Arjeplog, 26I Luvos SO, 26J Jokkmokk SV

Sten i Tanum. Bergartskartering och karakterisering av stenblock Bohuslän, Tanums socken, Hoghem 1:1, Tanum Erik Ogenhall UV GAL PM 2012:04

Undersökningar av magnetiska anomalier och spricksystem i norra Änggårdsbergen Magnetiska mätningar och lokalisering av spricksystem

Reflexionsseismiska mätningar vid Kiruna preliminär tolkning

Rapportering av regeringsuppdrag Hydrogeologisk kartläggning i bristområden

Grundämne Kontinental Oceanisk jordskorpa jordskorpa Syre (O) 46,8% 44,0. Kalcium (Ca) 3,0 8,4. Övriga 1,7

Mikaela Pettersson och Anna Bäckström ÖVERSIKTLIG MARKRADONUNDERSÖKNING INOM PLANOMRÅDE KÅRSTA-RICKEBY 2, VALLENTUNA KOMMUN, STOCKHOLMS LÄN

Lerums Kommun / Structor Mark Göteborg Ö versiktlig bergteknisk undersö kning Störa Bra ta, Lerum

Ugglum 8:22. Bergtekniskt utlåtande för bygglov. Bergab Berggeologiska Undersökningar AB. Beställare: Jagaren Fastigheter AB UG

Ansökan om tillstånd enligt miljöbalken komplettering juli 2016

Ahvenlammi 1 (reg.nr 7945/1) Ahvenlammi 2 (reg.nr 7945/2) Ahvenlammi 3 (reg.nr 7945/3) Peräjärvi 1 (reg.nr 9072/1) Peräjärvi 2 (reg.

P Projekt Kärnbränsleförvaret. Resistivitetsmätning vid våtmark 16 i Forsmark. Håkan Mattsson, GeoVista AB. December 2013

R Förstudie Hultsfred. Fältkontroll av berggrunden inom potentiellt gynnsamma områden

Detaljplan norr om Brottkärrsvägen, Askim

Mineraljakten Leif Bildström & Gun Ulwebäck. SGU-rapport 2014:13. mars 2014

Detaljplan för samlingslokal vid Tuvevägen

NAUTANEN KOPPARMINERALISERING I NORRA SVERIGE

Kutema 1 (reg.nr 7943/3) Kutema 2 (reg.nr 7943/4) Kutema 4 (reg.nr 9071/1) Haukijärvi 1 (reg.nr 7943/1) Haukijärvi 2 (reg.

Jens Rönnqvist, Ab Scandinavian Geopool Ltd. På uppdrag av Lappland Goldminers Oy. Ab Scandinavian GeoPool Ltd

Berggrundsgeologisk undersökning 27H Kvikkjokk NO och SO, 27I Tjåmotis NV och NO samt 27J Porjus NV och NO

Förhöjda halter av uran, bly och nickel i dricksvatten från bergborrad brunn i Uddevalla kommun

Stenar är bitar ur berggrunden som lossnat.

Solna United Kv Tygeln. Solna United Kv Tygeln. PM Bergteknik Upprättad av: Emil Rudegran Granskad av: Erik Westerberg

Bergteknisk undersö kning fö r detaljplan vid Nöhab, Tröllha ttan

Översiktligt teknisk PM Geoteknik

Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I

K 529. Grundvattenmagasinet. Åsumsfältet. Henric Thulin Olander. Vollsjö. Sjöbo

Sveriges geologiska undersökning 1(17) Slutrapport

Rapport från refraktions- och reflektionsseismiska mätningar i. området Färgaren 3, Kristianstad

GEOSIGMA. Strålningsmätningar Detaljplaneprogram Bastekärr Skee, Strömstads kommun. Grap FB Engineering AB. Christian Carlsson Geosigma AB

Detaljplan Kopper 2:1, Bergsvägen

PM Geoteknik Skiljebo (Västerås 3:28) Västerås Stad

HÖGSKOLAN I GÄVLE. Institutionen för Teknik. Omtentamen. Geovetenskap l 7,5 hp, SB250A , kl

R Förstudie Tierp och Älvkarleby. Fältkontroll av berggrunden inom potentiellt gynnsamma områden samt tyngdkraftsmodellering

K 522. Grundvattenmagasinet. Hultan. Henric Thulin Olander. Bjärsjölagård. Sjöbo

Figur 1 Översiktskarta. Undersökningsområdet markerat med rött raster.

GEOSIGMA. Stabilitetsanalys av bergslänter, Bastekärr, Skee. Strömstad kommun. Grap Rikard Marek Geosigma AB

Geoteknisk undersökning för detaljplan: PM beträffande geotekniska förhållanden

K 483. Grundvattenmagasinet. Rångedala. Lars-Ove Lång & Åsa Lindh. Fristad Nitta. Rångedala. Äspered. Dalsjöfors

Exploration Report. Prospekteringsmetoder. 1 Blockletning och berggrundsgeologisk kartläggning

Berginventering Lökeberget i Munkedals Kommun

Kvarnhöjden, Kyrkeby 4:1 m fl Stenungsunds kommun. Geoteknisk, bergteknisk, radon- och geohydrologiskt utlåtande

Bergteknisk undersö kning fö r detaljplan fö r Kalvbögen 1:129 m.fl. Smö gen

VÄGPLAN SAMRÅDSHANDLING. PM Bergteknik 2B (10) Anders Lindqvist Projektnamn Objektnummer / KM Uppdragsnummer. E18 TPL Bergshamra

K 463. Grundvattenmagasinet. Trosa Sörtuna. Sune Rurling. Sund Vagnhärad. Sille. Hillesta. Västerljung. Tuna Sörtuna. Trosaby

ASKERSUND ÅSBRO 1:17. Översiktlig geoteknisk undersökning WSP Sverige AB. Mall: Rapport dot ver 1.0

Berggrundsgeologisk undersökning, 25H Arjeplog, Projekt Barents

IGE Lägesrapport maj 2006 pågående projekt

R Geologisk och geofysisk undersökning av Bjulebo-området. Andrzej Olkiewicz, Stefan Sehlstedt Sveriges Geologiska AB.

Detaljplan för Kalven 1:138

BERGKARTERING ROSERSBERG INDUSTRIOMRÅDE

HYDROIMPACTS 2.0 Föroreningstransporten i den omättade markzonen. Magnus Persson. Magnus Persson, Lund University, Sweden

Bergteknisk undersökning och radonriskundersökning Detaljplan för bostäder vid Brännemysten inom stadsdelen Askim i Göteborg

3D-modell över litotektoniska enheter och regionala deformationszoner i Sveriges berggrund

P Oskarshamn site investigation

Innehållsförteckning

DETALJPLAN FÖR MOLLÖSUND, ORUST

PM Bergteknik Slätten 15:7 m.fl. Sjukhusområdet, Lysekils kommun

Bullerutredning Västerås flygplats, skolflyg i trafikvarv

Berggrundsgeologisk undersökning sydvästra Norrbotten, 26I Luvos

Rapport Prav 4.31 REKOGNOSCERANDE STUDIER FUR TYPOMRÄDEN I VÄSTER- NORRLANDS- OCH NORRBOTTENS LÄN UNDER K Ahlbom A Olkiewicz

Rapport: Snökanoner Väsjöbacken

Järnfynd från Fyllinge

Mineral Ballast Sten Område 3 Rapport nr 3.2a:01. Positive List för Restmaterial. Inventering av befintligt material.

Gemensamt projekt: Matematik, Beräkningsvetenskap, Elektromagnetism. Inledning. Fysikalisk bakgrund

Detaljplan för samlingslokal vid Tuvevägen

Tektonik (plattektonikens resultat)

Hydrogeologisk bedömning Torpa-Dala deponi Kungsbacka kommun

EN BERÄKNING AV MINERALTILLGÅNG AV LAVER I NORRA SVERIGE

Översiktligt PM Geoteknik

R Platsundersökning Oskarshamn. Program för fortsatta undersökningar av berggrund, mark, vatten och miljö inom delområde Laxemar

Vilhelmina Mineral rapporterar resultat från borrning i Jomaområdet

METEORITKRATERN M I E N

Undersökning av bergkvalitet med resistivitetsmätningar och andra geofysiska metoder i Billdals park

Berginventering Lökeberget i Munkedals Kommun

Undersökning av bergkvalité vid Ytterviken 17:

Produktbeskrivning 1(5) PRODUKT: JORDDJUPSMODELL. Kort information om produkten. Leveransens innehåll

Magnetiska fält. Magnetiska fält. Magnetiska fält. Magnetiska fält. Två strömförande ledningar kraftpåverkar varandra!

Hydrogeologisk bedömning Toms deponi Kungsbacka kommun

Transkript:

3D-modell av Gunnarsträskgabbron Ildikó Antal Lundin, Martiya Sadeghi & Mehrdad Bastani september 2013 SGU-rapport 2013:16

Sveriges geologiska undersökning Box 670, 751 28 Uppsala tel: 018-17 90 00 fax: 018-17 92 10 e-post: sgu@sgu.se www.sgu.se

INNEHÅLL Sammanfattning... 4 Gunnarsträskgabbron... 5 Områdets berggrund... 5 Geofysiska data... 6 Petrofysisk analys... 7 Modellering av magnet- och tyngdkraftsdata... 10 Forward-modell av magnet- och tyngdkraftsfältet... 10 3D-inversion... 10 Inversionsmodell av tyngdkraftsfältet... 12 Inversionsmodell av magnetfältet... 14 Geofysisk modell över Gunnarsträskgabbron med omgivning... 16 Slutsatser... 17 Referenser... 18 Termer... 19 3 (20)

SAMMANFATTNING Utredningen Strategi för införande av 3D-4D inom delar av SGUs verksamhet 2010 har under 2011 resulterat i att två konkreta projekt har startats inom avdelningen Mineralresurser, med syftet att i möjligaste mån visualisera berggrunden i tre dimensioner. De två projekten är 3D modellering av Gunnarsträskgabbron och Falunprojektet. Denna rapport är en redovisning av det geofysiska arbetet inom projektet Basiska intrusioner i Norrbotten, 3D och rör den tredimensionella modelleringen av Gunnarsträskgabbron i Norrbotten, ca 30 km nordnordost om Boden (fig. 1). Gabbron har tidigare varit föremål för PGE-prospektering (Filén 1987, 1990). Den senaste tidens utveckling inom bearbetning av geofysiska data och datorkraft har lett till att 3D-modellering och tolkning spelar en viktig roll inom mineralprospektering och geologisk kartering (Li & Oldenburg 1996, 1998, Malehmir m.fl. 2009). Olika geofysiska metoder kan användas för att bestämma geometrin och de fysikaliska egenskaperna hos olika geologiska strukturer. Sammanställning av existerande geofysisk information, såsom magnetfält, tyngdkraftsfält och petrofysiska data gjordes våren 2011. Befintlig berggrundsgeologisk information togs fram och kompletterande tyngdkraftsmätningar utfördes sommaren 2011 över gabbron i syfte att förtäta tyngdkraftsinformationen inför geofysisk modellering (Aaro m.fl. 2012). Mätningarna utfördes inom projektet Tyngdkraftsmätningar 2009 2012. Berggrundskartering över området gjordes sommaren 2011 och en preliminär berggrundskarta har tagits fram. Geofysisk modellering av gabbron utfördes under hösten och vårvintern 2011 2012. Programmet Encom Model Vision användes för både forward- och inversmodellering. Vi etablerade ett samarbete med Uppsala universitet för att förbättra tolkningsmetodiken och kunna Boden Figur 1. Undersökningsområdet nära Boden. 4 (20)

integrera olika dataset i inversmodelleringen. Förutom själva gabbron, modellerades även andra magnetiska anomalier i omgivningen. GUNNARSTRÄSKGABBRON Gunnarsträskgabbron har studerats tidigare i samband med PGE-prospekteringen av Filén åren 1987 och 1990. Filéns studier från 1987 visar att gabbron är en lagrad basisk intrusion. Gunnarsträskgabbrons petrofysiska egenskaper, liksom magnet- och tyngdkraftsfältet som gabbron ger upphov till, analyserades av Arkko (1986) och Lundmark (1992). Tolkning av magnet- och tyngdkraftsfält längs en profillinje gjordes av Arkko (1986). OMRÅDETS BERGGRUND Berggrunden i området består främst av paleoproterozoiska djupbergarter samt av olika bergarter med sedimentärt eller vulkaniskt ursprung. Områdets geologi beskrevs bl.a. av Mellqvist (1999) och Kathol m.fl. (2012). De äldsta bergarterna inom området är av sedimentära och vulkaniska ursprung. Vulkaniterna utgörs huvudsakligen av plagioklasporfyriska basalter till andesiter samt en del subvulkaniter med liknande sammansättning. Subvulkaniska bergarter dominerar i nordvästra delen av området. De sedimentära bergarterna består huvudsakligen av gråvackor och areniter som är starkt migmatiserade på många ställen och kan tillhöra Råneågruppen. Råneågruppen består av partiellt migmatiserade gråvackor samt peliter vilka i huvudsak är metamorfa och deformerade. Tidigsvekokarelska intrusiva bergarter är relativt vanliga i stora delar av området och har en ålder på ca 1,91 1,86 miljarder år. De intrusiva bergarterna består av kalkalkalina granodioriter till kvartsdioriter och alkalirika, grå till rödgrå, lokalt gnejsiga eller ögonförande graniter, kvartsmonzoniter till monzoniter tillhörande pertitmonzonitsviten (PMS). De är ca 1,89 1,86 miljarder år gamla. De förstnämnda bergarterna är relativt rika på mörka mineral och är enklavförande till skillnad från bergarterna tillhörande PMS. Sen- till postsvekokarelska, 1,83 1,75 miljader år gamla intrusiva bergarter finns i området och de hör till Linasviten och Edeforssviten. Linasviten består av röda till gråröda pegmatitgraniter och lokalt finkorniga aplitgraniter vilka ger ett subvulkaniskt intryck. Edeforssviten utgörs vanligen av massformiga, medel till grovkorniga graniter till syeniter. Mafiska led i Edeforssviten är vanliga och uppträder som fint medelkorniga till medel- och grovkorniga dioriter och gabbror. Gabbrointrusionen i Notträskområdet i de centrala delarna av kartområdet 25L Boden har daterats till 1,79 miljarder år (Kathol m.fl. 2011). Ett flertal deformationsfaser och metamorfos har påverkat berggrunden i norra Sverige (Hölttä m.fl. 2007). Metamorfosens intensitet i norra Sverige varierar från grönskifferfacies till granulitfacies, men inom området varierar den från grönskifferfacies till amfibolitfacies. Två stora, duktila skjuvzoner uppträder i området, en med nordnordostlig (Karesuando Arjeplog-deformationszonen) och en med nordnordvästlig riktning (Nautanen-deformationszonen). Enligt våra fältobservationer är den nordnordvästligt strykande skjuvzonen yngre än Linasviten. Gabbrointrusionen som är föremålet för 3D-modelleringen ligger vid sjön Gunnarsdjupträsk. Under berggrundskarteringen har sex stuffer från Gunnarsträskgabbron samt från andra gabbroider och dioriter i området söder om själva gabbron tagits för litogeokemisk 5 (20)

100 Sample/ REE chondrite 10 1 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Figur 2. REE-distribution över Gunnarsträskgabbron och andra gabbroider och dioriter i omgivningen. Ljusgrön = Gunnarsträskgabbron, mörkgrönt= andra gabbroider och dioriter. analys. Preliminära resultat från tolkningen av litogeokemi visar att bergarternas sammansättning varierar från gabbroider till dioriter baserat på Middlemost (1985). Fördelningen av spårelement och sällsynta jordartsmetaller (REE) i de mafiska bergarterna visar tydliga skillnader mellan själva gabbrointrusionen och andra mafiska led i området (fig. 2). Isotopanalys av Sm-Nd-systemet visar en tydlig skillnad mellan Gunnarträskgabbron och Notträskgabbron (Sadeghi m.fl., opublicerat). Denna skillnad tillsammans med litogeokemiska observationer pekar på att Gunnarsträskgabbron inte kan tillhöra Edeforssviten. Det finns även skillnader i tektonisk miljö mellan Gunnarsträskgabbron och andra mafiska led i området. Preliminär tolkning av data från Gunnarsträskgabbron baserad på pågående karteringsprojekt antyder att gabbron tillhör Haparandasviten och att andra gabbroider och dioriter i området tillhör Pertitmonzonitsviten. En preliminär berggrundskarta har tagits fram och visas i figur 3. GEOFYSISKA DATA Magnetfältet över området mättes av SGU från flygplan i flera omgångar, först mellan 1969 och 1970 från ca 30 m höjd, sedan 2009 2010 från ca 60 m höjd. Båda gångerna mättes i öst västlig riktning och med 200 m linjeavstånd. Gunarsträskgabbron ger upphov till en cirkulär, positiv magnetisk anomali på ca 7,5 5 km (fig. 4A). Den magnetiska anomalikartan visar tydligt en koncentrisk bandning som tolkas vara lagring. Anomalin är i storleksordningen max 4 000 nt. Regionala tyngdkraftsmätningar över området utfördes under åren 1970, 1975 och 1980. Kompletterande mätningar utfördes 2011 av Aaro m.fl. i syfte att få bättre upplösning i tyngdkraftsdata. Totalt har 197 punkter mätts längs farbara vägar. Bougueranomalins storlek är ca 13 mgal och utbredningen efter de kompletterade mätningarna visar en mycket god överensstämmelse med den magnetiska anomalins utbredning (fig. 4B). De omgivande bergarterna har mestadels sur eller intermediär sammansättning och vissa uppvisar låga eller måttliga magnetiseringsnivåer (fig. 4A). 6 (20)

810 820 7350 Deformationszoner Granit, pegmatit (1,85 1,75 miljarder år) Gabbro, dioritoid, PMS (ca 1,91 1,87 miljarder år) Kvartsmonzonit, monzonit, granit, PMS (ca 1,91 1,87 miljarder år) Gabbro, dioritoid, ultrabasisk bergart och metamorfa ekvivalenter (ca 1,91 1,87 miljarder år) 5 km Granitoid och underordnad syenitoid (ca 1,91 1,87 miljarder år), metamorfa Basalt, trakyandesit, andesit, komatiit och metamorfa ekvivalenter (ca 1,88 1,86 miljarder år) Metagråvacka, glimmerskiffer, paragnejs, migmatit, kvartsit, amfibolit (ca 1,96 1,87 miljarder år) Kvartsit, glimmerskiffer, glimmergnejs, metakonglomerat, metabasalt (ca 2,4 2,05 miljarder år) Figur 3. Berggrundskarta över undersökningsområdet. PETROFYSISK ANALYS Petrofysisk analys gjordes av Arkko (1986). Sedan tidigare finns det 40 orienterade parameterprover tagna från gabbron och analysresultaten är lagrade i SGUs petrofysiska databas. I figur 5 visas sammanställning av gabbrons petrofysiska egenskaper såsom densitet, susceptibilitet, Q-värde (kvoten mellan remanens och inducerad magnetisering) och remanensens intensitet. I tabell 1 visas de omgivande bergarternas fysikaliska egenskaper. I figur 6 visas remanensens riktning som Arkko rapporterade 1986. 7 (20)

A B Figur 4. A. Magnetisk anomalikarta över Gunnarsträskgabbron. Vita symboler visar läget för petrofysiska prov. B. Bougueranomali karta över Gunnarsträskgabbron. Vita punkter visar mätlokalerna. 8 (20)

4 Densitet (kg/m 3 ) 4 Q-värde 2 90% Samples: Minimum: 70% Maximum: Mean: Median: 50% 40 2752 3322 2995 2984 2 90% Samples: Minimum: 70% Maximum: Mean: Median: 50% 40 0.1 4.1 0.7 0.6 30% 30% 0 2700 2900 3100 3400 10% 0 0.1 4.5 10% 4 Susceptibilitet (SI) 4 Remanens 2 90% Samples: Minimum: 70% 50% Maximum: Mean: Median: 40 0.002 0.35 0.14 0.12 2 90% Samples: Minimum: 70% 50% Maximum: Mean: Median: 40 0.02 11.38 3.53 3.52 30% 30% 10% 10% 0 0.001 0.1 0.6 0 0.01 12 Figur 5. Gunnarsträskgabbrons petrofysiska egenskaper. Tabell 1. De omgivande bergarternas petrofysiska egenskaper. Densitet (kg/m 3 ) Susceptibilitet (SI) Q-värde Remanens (A/m) nr medel median medel median medel median medel median Omgivande bergarter 64 2727 2705 0,01 0,007 0,6 0,2 0,1 0,04 Nr. of samples: 24 NRM direction Mean direction Circle of confidence Geomagnetic field direction Figur 6. Den naturliga remanensens riktning (Arkko 1986). 9 (20)

MODELLERING AV MAGNET- OCH TYNGDKRAFTSDATA Forward-modellering av gabbrointrusioner i norra Sverige har tidigare utförts av bl.a. Henkel (1981) och olika modelleringstekniker diskuterades bl.a. av Ponce m.fl. (2003). Vid modellering av magnet- och tyngdkraftsfältet har programvaran Encom ModelVision, UBC grav3d och UBC mag3d använts. Forward-modell av magnet- och tyngdkraftsfältet Vid forward-modellering skapar man först modellen manuellt. Modellen kan bestå av flera olika kroppar som efterliknar geologiska strukturer (t.ex. en sfär) och de får välbestämda petrofysiska egenskaper (t.ex. magnetisk susceptibilitet). Modellen ger upphov till ett magnet- och tyngdkraftsfält som kallas modellrespons. I nästa steg försöker man anpassa modellresponsen till det uppmätta magnet- och tyngdkraftsfältet genom att ändra geometrin och egenskaperna manuellt. Den här processen innebär en beräkning av potentialfältsanomalier till en förväntad geologisk modell. Det är ofta ett tidskrävande arbete att få en bra anpassning av modellen till det uppmätta fältet. Ett bulkvärde anges för susceptibilitet och densitet för varje kropp. Remanensens styrka och riktning kan också inkorporeras i modellberäkningen. En mycket värdefull parameter är att gabbrointrusionen är blottad, dvs. ligger på ytan. Vid modelleringen kan både magnet- och tyngdkraftsfältet anpassas samtidigt. Magnetfältet polreducerades och upward continuation -filter till 100 m användes före modelleringen för att ta bort de högfrekventa variationerna. Tyngdkraftsfältets residual beräknades före modellering. Nedan redovisas en av modellerna längs en nord sydlig profil (fig. 7). Densitetsvärdet som användes är 2 993 kg/m 3, susceptibiliteten 0,3 SI-enheter och Q-värdet 1 för den gröna, innersta kroppen. Den grågröna yttre ringen har 2 800 kg/m 3 i densitet, 0,12 SI-enheter i susceptibilitet och 3 A/m i remanens. Riktningen av remanensens deklination är D=350 och inklination I=60. Den omgivande densiteten sattes till 2 730 kg/m 3 och susceptibiliteten till 0,07 SI-enheter. Det erhållna maximumet för djupet av gabbron varierar mellan 2 000 och 2 800 m. Modelleringen gjordes längs profillinjer med 500 m linjeavstånd och 100 m punktavstånd. En jämförelse mellan modellresponsen (modellen ger upphov till ett magnet- och tyngdkraftsfält) och de uppmätta tyngdkrafts- och magnetanomalierna visas i figur 8. Tyngdkrafts- och magnetfältsanomalierna orsakade av modellens höga densitet och susceptibilitet överensstämmer bra med de uppmätta anomalierna. 3D-inversion Vid en 3D-inversion delas modellen upp i tredimensionella celler som erhåller ett startvärde för en fysikalisk egenskap (t.ex. densitet). Genom ett automatiskt och iterativt matematiskt flöde ändras cellernas egenskaper tills en anpassning mellan modellens respons och det uppmätta fältet nås. Det sker utan hänsyn till de geologiska förhållandena. Man kan alltid använda en forward-modell som en startmodell till inversionen. Forward-modellen kan tas fram både från en geologisk tolkning eller från ett resultat av forward-modellering, som t.ex. i figur 7. 10 (20)

A B Azimuth:335 Inclination:32 Figur 7. Forward-modell av tyngdkraft och magnetfältet. A. Modellen visas i skärning längs en linje. Tyngdkraftsfältet överst och magnetfältet underst. Uppmätt anomali med blå, beräknad anomali med röd färg. B. Modellen i 3D-perspektiv med alla linjer inkluderade i modelleringen. 11 (20)

A B C D Figur 8. A. Uppmätt tyngdkraftsfält. B. Beräknat tyngdkraftsfält från forward-modellen. C. Uppmätt magnetfält, polreducerat. D. Beräknat magnetfält. Inversionsmodell av tyngdkraftsfältet För inversion av tyngdkraftsfältet har UBCs programvara Grav3D använts. Modellen delades upp i celler, där varje cell fick sig tilldelat ett densitetsvärde. Den slutliga densitetsmodellen skapas genom att minimera en s.k. objevtive function-modell som passar uppmätta data. Depth weighting tillämpas för att få bättre djupinformation (Li & Oldenburg 1998). Ett spann av densitetsvärden anges, vilka sedan styr modellen. I vårt fall har vi använt uppmätta densitetsvärden mellan 2 857 och 3 100 kg/m 3. I figur 9 visas modellresponsen från den slutliga inversionsiterationen i jämförelse med uppmätta data och i figur 10 visas skillnaden mellan uppmätta data och responsen i den förutspådda modellen. Vi har erhållit en mycket bra dataanpassning. De erhållna resultaten av inversionen visas i figur 11 som en tredimensionell densitetskontrastmodell. Figur 12 visar gabbrons form. 12 (20)

Figur 9. Uppmätt tyngdkraftsfält till vänster och modellresponsen till höger. Figur 10. Skillnaden mellan det uppmätta tyngdkraftsfältet och den slutliga modellresponsen, vilken är normaliserad mot standardavvikelsen. Figur 11. Inversionsmodell av tyngdkraftsfältet. 13 (20)

Figur 12. Gunnarsträskgabbrons form enligt inversionsmodellen. Det uppmätta fältet visas överst. Den erhållna densitetsmodellen visar en densitetskontrast till omgivningen som är mellan 0,01 och 0,28 g/m 3 (fig. 11). Cellerna med en densitetskontrast på ca 0,2 (röda fältet i modellen) och högre värden, vilka kan tolkas som motsvarande gabbrons högsta densitet, visar på ett ungefärligt djup på ca 2 600 m och hela modellen har ett djup på ca 4 000 m. Vi har sämre upplösning på ytan p.g.a. depth weighting som måste användas för att nå bättre djupinformation (Li & Oldenburg 1998). Inversionsmodell av magnetfältet För inversion av magnetfältet har UBCs programvara Mag3D använts. Inversionen av magnetfältet går till på liknande sätt som beskrevs för tyngdkraftsfältet. Resultatet av inversionen kan bli en susceptibilitetsmodell eller dess logaritm. Algoritmen tar inte hänsyn till remanent magnetisering utan antar att anomalierna är orsakade enbart av inducerad magnetisering. I figur 13 visas uppmätta data och förutspådda modellerade data och i figur 14 visas skillnaden mellan dem. En riktigt bra anpassning kan observeras mellan den slutliga modellresponsen och uppmätta magnetfältsdata. Den erhållna susceptibilitetsmodellen visas i figur 15. Susceptibilitetens värden kan styras under inversionen och sattes till mellan 0,001 och 0,6 SI-enheter. Modellens erhållna susceptibilitet liknar de uppmätta susceptibilitetvärdena (fig. 4) och en bra upplösning erhölls på ytan medan upplösningen på djupet är sämre (fig. 15). Det erhållna maximala djupet för susceptibilitetsmodellen är drygt 1 500 m. 14 (20)

Figur 13. Uppmätt magnetfält överst och modellresponsen under. Figur 14. Skillnaden mellan det uppmätta magnetfältet och modellresponsen. Figur 15. Inversionsmodell av Gunnarsträskgabbron orsakad magnetfältsanomali. Modellen visar susceptibilitetsfördelningen. 15 (20)

GEOFYSISK MODELL ÖVER GUNNARSTRÄSKGABBRON MED OMGIVNING Ett antal magnetiska anomalier i gabbrons omgivning har också modellerats med tredimensionell forward-modelleringsteknik. Magnetfältet har räknats upp till 100 m höjd före modellering. Profiler samplades med 500 m linjeavstånd och 100 m punktavstånd. Flera linjer kan modelleras samtidigt över mindre områden och de erhållna modellerna kan sättas ihop i en större geofysisk 3D-modell (fig. 16 17). Den geofysiska modellen kan i sin tur användas i arbetet med den geologiska modellen. I modellerna nedan angavs susceptibilitetsvärden mellan 0,023 och 0,028 SI-enheter, vilka motsvarar värden uppmäta på vulkaniter i området. Figur 16. Magnetisk anomali orsakad av vulkaniter till vänster i figuren, med modellen i horisontalplan. De utvalda profillinjerna visas med lila färg. En modell längs fyra linjer samt i 3D-perspektiv visas till höger. Figur 17. Magnetiska anomalier orsakade av ytbergarter med modellen i horisontalplan till vänster i figuren. Modellen i skärning över en linje och modellen i 3D-perspektiv visas till höger. 16 (20)

De erhållna geofysiska modellerna kan sättas ihop i en gemensam 3D-vy (fig. 18) över det undersökta området för att sedan användas i en geologisk 3D-modell. Modellen kan sedan användas i olika 3D-program som t.ex. Gocad och Encom PA. SLUTSATSER Integrerade geologiska och geofysiska studier ökar förståelsen av berggrundsgeologin både på ytan och på djupet. Geofysiska data bidrar till att få ett bättre grepp över strukturer samt bergarternas utbredning på ytan och på djupet. Tolkningsteori och teknik av potentialfältsdata utvecklas hela tiden och nya kunskaper kan användas för att få bättre förståelse, kontroll och tolkning av geofysiska anomalier. För att uppskatta djupet och formen av Gunnarsträskgabbron har både forward-modellering och inversionsteknik använts. I båda fallen har vi använt befintlig petrofysisk information som finns i SGUs databas för att kunna begränsa antalet modeller och för att få en mer realistisk modell. Inversion av tyngdkraftsfältet och magnetfältet gjordes separat. Vi har erhållit bra resultat från de olika inversionerna, och de erhållna modellernas former är trovärdiga. Däremot lider potentialfältsmetoderna av avtagande upplösning med ökat djup. Därför behöver vi förbättra tolkningsmetoderna för att få bättre upplösning på djupet för att kunna avgränsa undersidan av anomaliorsaken. Arbete med att utveckla så kallad joint inversionteknik, då både magnet- och tyngdkraftsfält inverteras och modelleras samtidigt, pågår vid Uppsala universitet (Kamm m.fl. 2013). Tillgång till borrhålsdata, dvs. geologiska och petrofysiska loggar, skulle ha stärkt och förfinat modellen ytterligare. Nästa steg i arbetet är att integrera de geofysiska modellerna med berggrundsgeologisk information i syfte att erhålla en tredimensionell modell av berggrunden. Ytbergarter Gunnarsträskgabbron Deformationszon Felsisk intrusivbergart Figur 18. Geofysisk 3D-modell över Gunnarsträskgabbron med omgivning. Här visas den i Geosoft-miljö. 17 (20)

REFERENSER Aaro, S., Johansson, P. & Jönberger, J., 2012: SGUs tyngdkraftsundersökningar bakgrund, syfte och Gunnarsträskgabbron. Sveriges geologiska undersökning, SGU-rapport 2012:2, 27 s. Arkko, V., 1986: The Nordkalott project geophysical aspects of large mafic intrusions in northern Sweden. Geological Survey of Sweden BRAP 86401, 14 25. Filén, B., 1987: PGE-Prospektering 1986, Etapp II. Sveriges geologiska AB, PRAP 87003, 23 25. Filén, B., 1990: PGE-Prospektering i Sverige 1985 1990. Sveriges geologiska AB PRAP 90026, 25 s. Henkel, H., 1981: Stora gabbrointrusioner i norra Sverige, kompleterad version. Sveriges geologiska undersökning BRAP 81408, 65 s. Hölttä, P., Väisänen, M., Väänänen, J. & Manninen, T., 2007: Paleoproterozoic metamorphism and deformation in Central Finnish Lapland. Geological Survey of Finland, Special Paper 44, 7 56. Kamm, J., Antal Lundin, I., Bastani, M. & Sadeghi, M., 2013: Integrated 3D interpretation of geological, geophysical and petrophysical data a case study from a gabbro intrusion in Boden, Sweden. 12th SGA Biennial meeting 2013-proceedings 1, 81 85. Kathol, B., Sadeghi, M., Larsson, D., Luth, S., Nysten, P. & Triumf, C.-A., 2012: Berggrundsgeologisk undersökning, Jäkkvik-Boden. Sammanfattning av pågående verksamhet 2012. Sveriges geologiska undersökning SGU-rapport 2012:21, 44 s. Kathol, B., Sadeghi, M., Triumf, C.-A. & Larsson, D., 2011: Berggrundsgeologisk undersökning, Jäkkvik-Boden. Sammanfattning av pågående verksamhet 2011. Sveriges geologiska undersökning SGU-rapport 2012:05, 41 s. Li, Y. & Oldenburg, D.W., 1996: 3D inversion of magnetic data. Geophysics 61, 394 408. Li, Y. & Oldenburg, D.W., 1998: 3D inversion of gravity data. Geophysics 63, 109 119. Lundmark, L.-G., 1992: Den naturliga remanensens riktningar i jämförelse mellan lagrade och inte lagrade mafiska intrusioner. Sveriges geologiska AB PRAP 92007, 11 s. Malehmir, A., Thunehed, H. & Tryggvasson, A., 2009: The Paleoproterozoic Kristineberg mining area, northern Sweden: Results from integrated 3D geophysical and geologic modeling, and implications for targeting ore deposits. Geophysics 74, 9 22. Mellqvist, C., 1999: Sequential injections of mafic magma into a crystallizing magma chamber a case study from the Luleå area, northern Sweden. GFF 121, 43 48. Middlemost, E.A.K., 1985: Magmas and magmatic rocks. London, Longman. Ponce, D.A., Hildebrand, T.G. & Jachens, R.C., 2003: Gravity and magnetic expression of the San Leandro gabbro with implications for the geometry and evolution of the Hay- 18 (20)

ward Fault zone, northern California. Bulletin of the Seismological Society of America 93, 1 13. TERMER Objective function: a function of parameters and possibly data that is maximized or minimized by choices of parameters. En funktion av parametrar och möjligen data som maximeras eller minimeras genom val av parametrar. Depth weighting: a function utilised to counteract the Kernels decay with depth in order to obtain better depth resolution of the gravity model. En funktion som används för att motverka Kernels avklingande med djupet för att erhålla en tyngdkraftsmodell med bättre upplösning på djupet. Joint inversion: Simultaneous inversion of two or more types of independent measurements. Inversion som sker samtidigt av två eller flera olika geofysiska mätningar. Upward continuation filter: calculation of the potential field at an elevation higher than that at which the field is known. Beräkning av potentialfältsdata till en en högre höjd än fältet är känt eller mätt. 19 (20)