3.2 Strukturer og sprækkesystemer

I forbindelse med de tektoniske hændelser, indsynkninger i bassinet, erosion af sedimenter og gentagne nedisninger er kalken blevet deformeret, og der er dannet deformationsstrukturer af forskellig slags og i forskellige størrelsesordener.

3.2.1 Forkastninger

Der er specielt i forbindelse med den Fennoskandiske Randzone dannet en del større forkastninger der har medført forsætninger i kalkbjergarterne (Figur 6. Fra den Fennoskandiske Randzone udgår ligeledes en række forkastninger ind i det Norsk-Danske bassin. Forsætningen på tværs af forkastningerne kan være med til at afgrænse og styre udbredelsen af kalkenheder. Et eksempel herpå er Carlsbergforkastningen (Figur 17) der i københavnsområdet afgrænser København Kalk Formationen og bryozokalk. Carlsbergforkastningen består ikke blot af ét forkastningsplan, men af en zone med en serie indbyrdes relaterede forkastninger. I selve forkastningszonen sker der en stærk opsprækning af kalken (Figur 18), og Carlsbergforkastningen har stor lokal betydning i form af øget hydraulisk ledningsevne i kalken (Blem, 2002; Markussen, 2002).

I et område syd for Aalborg er det beskrevet hvorledes adskilte forkastningsblokke med forskellige hældninger har betydning for dybden til markante mergellag, der kan optræde som hydrauliske barrierer (Nielsen & Jørgensen, 2008). I samme område er det endvidere beskrevet hvordan den terrænnære geologi er stærkt påvirket af forkastninger i kalken, og hvordan der formentlig er en sammenhæng mellem f.eks. beliggenheden af vandløb og søer og underliggende forkastningssystemer (Andersen m.fl., 2005).

figur_17

Figur 17. Seismisk profil på tværs af Carlsbergforkastningen på Amager (frakørsel 19 på E20). Skalaen i venstre side er to-vejs-løbetid i millisekunder (ms) som i de øvre dele af kalken svarer omtrentligt til dybde i meter (fra Fallesen, 1995).

figur_18

Figur 18. Tætsiddende vertikale sprækker i bryozokalk i udgravning i Sydhavnsgade, København, tæt på Carlsbergforkastningen (foto: Peter Roll Jakobsen).

Ofte kan dybere forkastninger på gamle konventionelle olieseismiklinjer, primært udført fra starten af 60’erne til midten af 80’erne, ikke følges højere op i lagserien end til basis Øvre Kridt, og det kan sjældent afgøres om, eller hvor meget af kalkserien som eventuelt er forsat/påvirket af forkastningsaktiviteten. På nyere konventionelle seismiske linjer, udført f.eks. i forbindelse med undersøgelser for geotermi, er der eksempler på at forkastninger kan følges op til top Skrivekridt (Bidstrup og Klitten, 2006), mens det på ny højopløselig seismik, udført i forbindelse med grundvandskortlægningen fra ca. 2000 og frem, som regel er muligt at erkende eventuelle forkastninger i kalken og følge dem til toppen eller nær toppen af denne.

I Bidstrup og Klitten (2006) er det beskrevet hvordan en tolkning af alle eksisterende seismiske data i den nordøstlige del af Sjælland har vist, at enkelte dybere forkastninger har kunnet følges til top Skrivekridt. Der er i samme undersøgelse også kortlagt mindre forsætninger i de øverste 2-300 m af kalken som ikke kan kædes sammen med dybere forkastningssystemer, og som tolkes at være dannet af istryk og isbevægelser.

3.2.2 Folder

Kalkbjergarterne er også blevet foldet under de tektoniske hændelser. Foldningen kan være relativ svag, men alligevel have stor betydning for kortlægningen af en kalkenhed. Kønenhavn Kalk Formationen er i flere omgange blevet detaljeret kortlagt med tætliggende boringsoplysninger, borehulslogging og seismik, og man har således kunnet kortlægge foldestrukturerne i København – Øresunds området (Figur 19 og Figur 20).

figur_19

Figur 19. Boomer profil fra Øresund som viser folder i København Kalk Formationen. Profilet er orienteret vinkelret på foldeakserne (Rasmussen & Andersen, 1994).

figur_20

Figur 20. Længdeprofil som viser folder i København Kalk Formationen i København optegnet ud fra boringsoplysninger og logstratigrafi. Profilet er orienteret mere eller mindre langs med foldeakserne (Knudsen & Klitten, 1995).

3.2.3 Sprækker

Kalk er i varierende grad gennemsat af sprækker. Generelt kan sprækkerne opdeles i 3 forskellige typer:

  • Vertikale sprækker, typisk tektonisk betingede
  • Horisontale sprækker, typisk dannet ved aflastning (isafsmeltning, neogen erosion)
  • Knust kalk, typisk forårsaget af gletcherpåvirkning

Vertikale sprækker
De vertikale og sub-vertikale sprækker kan opdeles i sprækkesæt efter deres orientering. Et sprækkesæt udgøres af en række nogenlunde parallelle sprækker (Figur 21).

Længden af sprækker er også en vigtig parameter. Jo længere en sprække er, både vertikalt og lateralt, desto større mulighed er der for at den skærer en anden sprække. Derved får et sprækkesæt en højere konnektivitet (kontakt med andre sprækker) og kan være med til at opbygge et sammenhængende sprækkemagasin.

Horisontale sprækker
I de fleste kalkbjergarter optræder horisontale og sub-horisontale sprækker (figur 22). I skrivekridt kan man se at de horisontale sprækker skærer flade bankestrukturer der markeres ved flintlag, hvilket viser at de ikke følger nogen lagdeling i kridtet. I København Kalk Formationen er lagdeling og bænkningen næsten horisontal, og her følger de store horisontale sprækker bænkningen, og optræder mellem bænke med forskellig hårdhed eller mellem kalk og flint (Figur 23). I bryozokalk derimod er bænkningen med skiftende hårde og mindre hårde lag styret af bankestrukturer og sprækker der er dannet mellem bænke med forskellig hårdhed følger bankernes form (Figur 23). Det har vist sig at bankernes struktur har stor indflydelse på vandbevægelsen i bryozokalk (Jakobsen, 1991).

figur_21

Figur 21. System af parallelt orienterede vertikale sprækker i København Kalk Formationen i midlertidig udgravning på Amager (foto: Peter Roll Jakobsen).

figur_22_50ptc

Figur 22. Sub-horisontale og sub-vertikale sprækker i skrivekridt (foto: Peter Roll Jakobsen).

figur_23

Figur 23. Nederst ses bryozobanker i Limhamn kalkbrud. Grundvandet der siver ud, er frosset på overfladen. Bemærk i hvor høj grad bankestrukturerne styrer grundvandsstrømningen. Øverst til højre ses den horisontale lagdeling i København Kalk Formationen. Her er udstrømningsbilledet mere jævnt, og det sker fra horisontale sprækker, der ligger mellem bænke med forskellig hårdhed (foto: Peter Roll Jakobsen).

I boringer ses oftest at indstrømning til boringen sker fra en horisontal sprække. Det betyder ikke at de vertikale sprækker ikke er vandførende eller måske endda mere vandførende, men at man hyppigst gennemborer de horisontale sprækker når boringen er vertikal. I profiler ser man også oftest at vandet løber ud fra horisontale sprækker. Det skyldes at profilvæggen er en umættet zone, og det er derfor tyngdekraften, der får vandet til at strømme ud langs en horisontal sprække. Udsivningen sker ofte i punkter hvor vertikale sprækker skærer horisontale.

Glacialtektoniske sprækker og knust kalk
De gentagne nedisninger i Danmark i Kvartærtiden har eroderet kalkbjergarterne og knust og opsprækket de øvre dele af kalken. I såvel skrivekridt på Stevns som Danienkalk i Limhamn ved Malmø er der en stigende intensitet af sprækker i de øverste 10 m. De øverste ca. 3 m af kalken kan være knust (Figur 24), hvor de enkelte kalk-klaster kan være ned til ca. 1 cm i diameter. Sprækkerne i den knuste kalk kan være fyldt med siltet materiale. Hvor det øverste lag i kalken er et meget hårdt lag, er kalken normalt ikke knust, men blot stærkt opsprækket.

figur_24

Figur 24. Glacialt knust kalk ved Lernacken, syd for Malmø. Øverst ses en stenet moræne, der gradvist går over i en kalkmoræne, der igen gradvist går over i knust kalk. Det øverste sammenhængende flintlag viser at i denne dybde er kalken in situ, men stærkt opsprækket. Nedefter går den knuste kalk over i stærkt opsprækket kalk.

3.2.4 Karst

Karstdannelse er et opløsningsfænomen i kalkbjergarter hvor surt overfladevand eller nedbør siver ned i kalken og opløser den. Opløsningen starter langs sprækker i kalken som gennemstrømmes af surt vand hvorved de eksisterende sprækker udvides. Hvis processen fortsætter, kan opløsningen resultere i underminering og opløsning af kalk i en sådan grad, at der dannes jordfaldshuller, såkaldte ”skorstene”, og begravede dale (Jessen, 1905; Berthelsen, 1987; Stenestad, 1982, 2006). Karst fænomenet er kendt og velbeskrevet i Aalborg-området hvor kalken er gennemsat af mange forkastninger og sprækker. Her er der beskrevet forekomster af jordfaldshuller, skorstene og hele systemer af begravede dale der er skabt ved en kombination af opløsning af kalk og vanderosion.

3.2.5 Saltstrukturer

I det Norsk-Danske og det Nordtyske Bassin forekommer der en række saltstrukturer. Beliggenheden af saltstrukturerne er vist på Figur 25, hvor der skelnes mellem saltpuder og saltdiapirer. En saltpude er en ”bule” af salt som ikke er brudt igennem de overliggende lag, mens en saltdiapir opstår hvis puden fortsætter med at vokse og bryder igennem de overliggende lag. Saltstrukturerne har mange steder skubbet kalklagene op i domestrukturer. På kortet over bjergarter i prækvartæroverfladen (Figur 25) fremstår disse domer som isolerede forekomster af kalk hvor der i prækvartæroverfladen ellers ikke forekommer kalk, som f.eks. ved Mønsted og Rødby.

figur_25

Figur 25. Kort over dybden til lag ældre end yngste Perm som illustrerer beliggenheden af saltdiapirer og saltpuder i det Norsk-Danske og det Nordtyske Bassin (Nielsen, 2010)

Som følge af at kalken er skubbet op af saltstrukturer, forekommer der forkastninger i kalken, som det er tilfældet i eksemplet i Figur 26. De har et mere eller mindre radierende mønster, relateret til det stræk der opstår i kalken, når den skubbes op i en dome. Strækket i kalken gør at den er mere opsprækket end ellers, og sprækkerne er typisk orienterede i et radiært mønster ud fra centrum af strukturen, og sprækkeintensiteten aftager ofte væk fra centrum af strukturen (Parker and McDowell, 1951).

Lagfølgen umiddelbart over strukturerne er præget af erosion i større eller mindre grad, og ofte er både dele af kalken og palæogene, neogene og kvartære aflejringer over kalken helt eller delvist borteroderede. De kvartære aflejringer over kalken kan således ofte være af ringe mægtighed på og omkring saltstrukturen, og der er eksempler på at der kun er få meter fra kalkoverfladen til terræn. Over nogle strukturer forekommer skrivekridt omkranset af Danienkalk som følge af at Danienkalken er borteroderet umiddelbart over den centrale del af strukturen. Det er f.eks. tilfældet med Gassumsaltpuden nord for Randers.

På flere af saltdiapirerne ses endvidere lokal indsynkning over den centrale del af strukturen (caldera-dannelse) som følge af opløsning af de øverste dele af salten eller ekstention/udvidelse af lagene hen over saltstrukturen. Både i nedsynkningsområder og på flankerne af saltstrukturene kan der således forekomme rester af palæogen ler eller kvartære aflejringer som ikke er borteroderet over kalken.

figur_26

Figur 26. Seismisk profil fra Nordsøen der viser et snit gennem en saltstruktur. Kalken er her sammen med andre lag skubbet op i en dome hvor der er forkastninger på toppen af strukturen som følge af det stræk, lagene bliver udsat for (fra Andersen, 1998).

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *