4.1 Kortlægning af kalkformationerne

Kalkens hydrogeologiske egenskaber som grundvandsmagasin er meget forskellig fra sandmagasiner, og derfor er det vigtigt med en forståelse af kalkoverfladens forløb og kalkformationernes interne lagdeling. Det gælder både i forhold til vurdering af selve ressourcen og i forhold til vurdering af dens naturlige beskyttelse fra dæklag eller eventuelle interne lag. De forskellige kalktyper kan også have meget forskellige hydrogeologiske egenskaber og betydning i forhold til f.eks. indvinding og generel vandkvalitet samt beliggenheden af overgangszonen mellem fersk og salt grundvand.

Fastlæggelse af kalkoverfladen som en del af kortlægningen er derfor vigtig for at kunne opstille en fornuftig grundvandsmodel, ligesom kendskab til lithologiske grænseflader i kalken som f.eks. grænsen mellem Danienkalk og skrivekridt og større flint- og mergellag kan være vigtige informationer at få indarbejdet i en numerisk model.

4.1.1 Kortlægning af kalkoverfladen

Problemstillinger
Kalkoverfladens nuværende beliggenhed er, som beskrevet i afsnit 3.1 og 3.2, resultatet af omfattende tektonik og erosion. De processer der har formet overfladen betyder at dens elevation kan variere meget over korte afstande og det er vigtigt for valg af metoder i kortlægningen at have et overordnet indtryk af kalkoverfladens forløb.

De kort der findes over prækvartæroverfladen i Danmark, og som blandt andet inddrager boringsoplysninger, giver et bud på kalkoverfladens forløb hvor denne kun overlejres af kvartære sedimenter. Der er imidlertid også områder hvor kalken overlejres af yngre tertiære sedimenter, og hvor prækvartærkortet således ikke viser kalkoverfladens forløb. Boringer og, i nogle tilfælde, seismiske linjer kan for alle områder anvendes til at få et groft første indtryk af kalkoverfladens forløb, men datamængden er sparsom idet antallet af boringsoplysninger falder med dybden og de seismiske linjer er ganske få.

Kalkoverfladen kan generelt kortlægges både med elektriske og elektromagnetiske metoder, seismiske metoder og logging. Ved alle metoder er der imidlertid en række særlige problemstillinger man er nødt til at forholde sig til i forbindelse med kortlægning af kalk.

Seismiske metoder
For de forskellige seismiske metoder varierer indtrængningsdybden og dermed anvendeligheden meget:

Eksisterende konventionel olieseismik:

  • Generelt dårlig dækning med relativt få eksisterende linjer.
  • Datakvaliteten i toppen af data er som regel for ringe til at kalkoverfladen kan erkendes.

Højopløselig refleksionsseismik:

  • Der er meget få eksisterende linjer i områder med kalkmagasiner.
  • Kalkoverfladen kan typisk kun identificeres som en selvstændig reflektor ved en beliggenhed dybere end 40-50 m.

Refraktionsseismik:

  • Kan benyttes både ved højt- og dybtliggende kalkoverflade.
  • Kræver en markant hastighedskontrast mellem kalken og de overliggende lag. Hård moræneler kan have seismiske hastigheder sammenlignelige med kalken og begrænse metodens anvendelighed.
  • Hvis de aktuelle seismiske hastigheder ikke stiger med dybden, er der risiko for at dybden til laggrænser estimeres forkert med metoden.

Overfladebølgeseismik:

  • Erfaringerne er hidtil meget begrænsede.
  • Indtrængningsdybden er typisk begrænset til 15-20 m.
  • Kræver kontrast mellem lagenes S-bølgehastighed.

S-bølge refleksionsseismik:

  • Erfaringerne er hidtil meget begrænsede.
  • Indtrængningsdybden og datakvaliteten kan være begrænset.

Logging
I boringer er kalkoverfladen som regel velbestemt. Er der imidlertid tvivl om beliggenheden, kan borehulslogging ofte bidrage til en præcis fastlæggelse af kalkens overflade:

  • Elektriske og elektromagnetiske logtyper kan sjældent benyttes til at identificere kalkoverfladen. Ofte er der i kalkboringer ført en stålcasing til toppen af kalken eller et stykke ned i denne som forstyrrer målingerne.
  • Gammalogs er upåvirkede af en stålcasing og kan næsten altid benyttes til identificering af kalkoverfladen med stor sikkerhed da kalk normalt har et lavere og mere ensartet gammaniveau end både sand (normalt lavt til moderat gammaniveau) og ler (normalt højt gammaniveau). Dog kan det forekomme at gammaniveauet kan være sammenligneligt i kalk og sand (hvis niveauet i sandet er meget lavt og niveauet i kalken i den høje ende) og dermed gøre det svært/umuligt at fastlægge kalkoverfladen præcist.

Elektriske og elektromagnetiske metoder
Fælles for de elektriske og elektromagnetiske metoder er at der skal være en vis modstandskontrast mellem de lag der ønskes kortlagt. I forhold til kortlægning af kalkmagasiner kan ringe modstandskontraster betyde følgende begrænsninger:

  • Det kan være svært/umuligt at adskille ferskvandsmættede kalk- og sandmagasiner som begge har høje og sammenlignelige elektriske modstande.
  • Det kan være svært/umuligt at adskille fede lere og saltvandsmættede kalkmagasiner som begge har lave og sammenlignelige elektriske modstande.
  • Det kan være svært/umuligt at adskille kalkmagasiner med relativt lav elektrisk modstand (som f.eks. Lellinge Grønsand) fra moræneler med relativt høj modstand.

Generelt er TEM/SkyTEM god til at kortlægge oversiden af en god elektrisk leder (f.eks. saltvandsgrænsen eller fed ler med lav elektrisk modstand) og DC-sonderinger, MEP og PACES gode til at kortlægge oversiden af en dårlig elektrisk leder (f.eks. kalkoverfladen).

Herudover varierer indtrængningsdybden og dermed anvendeligheden for de enkelte metoder:

DC-sonderinger

  • Stor indtrængningsdybde afhængig af længde af udlæg.

PACES

  • Indtrængningsdybden er begrænset til ca. 20 m.

MEP

  • Indtrængningsdybden er begrænset til typisk 40-60 m.

TEM/SkyTEM

  • God indtrængning, kan være op til 300 m.

Georadar

  • Indtrængningsdybden er typisk begrænset til 10-20, op til 30 m under gode forhold.
  • Kan kun anvendes i områder med sandede og ferske aflejringer over kalken da ler, moræneler og salt grundvand forhindrer nedtrængning.

Da både de forskellige seismiske, elektriske og elektromagnetiske metoder også har forskellige fokusdybder, kan en af problemstillingerne i kortlægningen være hvilke oplysninger det er vigtigst at indhente om grundvandsmagasinet; f.eks. dets nedre afgrænsning, omfanget af dæklag og deres beskaffenhed eller strukturer/tektonisk påvirkning.

Anbefalinger
Som det første anbefales det at udføre borehulslogging i en dyb boring (ny eller eksisterende) for at fastlægge beliggenheden af saltvandsgrænsen, vurdere nytten af elektriske og elektromagnetiske metoder og til generel korrelation og samtolkning mellem geologi og geofysik.

Ved en forholdsvis højtliggende kalkoverflade kan elektriske (DC-sonderinger, MEP og PACES) og elektromagnetiske metoder (TEM/SkyTEM) anvendes til at skelne kalkoverfladen fra de overliggende dæklag. Det er dog, som nævnt ovenfor, betinget af at der er en modstandskontrast mellem lagene. Med hensyn til DC-sonderinger er der tale om relativt tidskrævende punktmålinger, som dog kan være nyttige f.eks. ved kildepladsundersøgelser. Ved manglende modstandskontraster mellem kalken og dæklagene kan de mest overfladenære seismiske metoder (overfladebølgeseismik, S-bølgeseismik, refraktionsseismik) eller georadar benyttes. For disse metoder gælder at de er relativt ressourcekrævende i forhold til dækningsgraden og derfor sjældent bliver anvendt til større områder, men oftere til en fokuseret del af kortlægningen. S-bølgeseismik og georadar har dog den fordel at de tillige kan bidrage med strukturel information om forholdene i og eventuelt over kalken.

Er kalkoverfladen dybereliggende kan DC-sonderinger, TEM/SkyTEM, refleksionsseismik og refraktionsseismik benyttes. Hvor TEM/SkyTEM giver god fladedækning bidrager refleksionsseismik yderligere med strukturel information om forholdene i og eventuelt over kalken.

I Tabel 1 er givet en vejledende oversigt over de forskellige geofysiske kortlægningsmetoders anvendelighed i forhold til kalkoverfladens højdeforhold.

Tabel 1. Oversigt over anvendelige kortlægningsmetoder i forhold til kalkoverfladens dybdeforhold.
tabel_1

I forbindelse med kortlægning af kalkoverfladen er det altid relevant og informativt at udføre boringer. Valg af boremetode afhænger af formålet med boringen og blandt andet muligheder for udtagning af gode prøver. I borehullet kan der udføres diverse geofysiske logs som kan bidrage med oplysninger til flere dele af kortlægningen (se også Appendix C.). Hvis der ikke etableres nye boringer, kan der udføres logging i eksisterende boringer. Er der tvivl om beliggenheden af kalkoverfladen, kan borehulslogging i mange tilfælde medvirke til præcist at fastsætte denne i boringen.

Valget af metoder til kortlægning af kalkoverfladen må bero på en samlet vurdering af problemstillingerne og den eksisterende viden om geologien omfattende både kalkformationerne og de overliggende lag. Er der forventeligt store mægtigheder af sand over kalken, vil elektriske og elektromagnetiske metoder ikke være optimale. Tilsvarende gælder hvis der f.eks. kan forventes store mægtigheder af fedt ler over kalken sammen med en risiko for salt grundvand umiddelbart under kalkoverfladen eller relativt tæt på denne. Er der derimod forventeligt store mægtigheder af ler, moræneler og morænesand over kalk med fersk grundvand, vil metoderne være velegnede til kortlægning af kalkoverfladen, og generelt anbefales fladedækkende kortlægning med SkyTEM. Dog skal man være opmærksom på at TEM/SkyTEM metoden kan have svært ved at trænge igennem store mægtigheder af ler med meget lav modstand, og desuden ikke er velegnet til at kortlægge oversiden af et lag med høj modstand under tykke lag med lav modstand. I alle tilfælde vil det være en god ide at se kritisk på modstandsforholdene i et områdes forskellige bjergarter baseret på modstandslogs.

Som alternativ eller supplement til SkyTEM ved problemer med manglende modstandskontraster mellem de forskellige aflejringstyper anbefales det generelt at udføre refleksionsseismik, forudsat kalkoverfladen er relativt dybtliggende. Er der områder hvor kalken ligger højere og overfladen ikke kan identificeres, kan det være en mulighed at gennemføre en refraktionsseismisk tolkning af refleksionsseismiske rådata.

4.1.2 Adskillelse af kalkformationer

Problemstillinger
Da både de forskellige kalktyper, og forskellige interne enheder i de enkelte typer, som beskrevet i Kapitel 2. og 3. kan have meget forskellige hydrogeologiske egenskaber, er det vigtigt at kunne skelne dem fra hinanden og kortlægge deres udbredelse. Adskillelse eller identifikation af kalktyperne eller kalkformationerne vil i nogle områder kunne gøres allerede under opsamlingen af eksisterende viden gennem f.eks. boredatabasen Jupiter. Det er dog langt fra altid at de gennemborede kalklag er detaljeret beskrevet eller henført til en formation, og ofte vil der være et behov for supplerende kortlægning i forhold til adskillelse af formationer og interne enheder.

I afsnit 3.1.1 er det f.eks. beskrevet hvordan vandføringsevnen i Københavnsområdet er forskellig i de tre stratigrafiske enheder Øvre, Nedre og Mellem København Kalk samt i bryozokalken. Ligeledes er det vigtigt at kunne kortlægge lerede/merglede horisonter internt i Lellinge Grønsand Formationen og feks. skrivekridt. De lerede/merglede horisonter kan optræde som hydrauliske barrierer og have betydning for både vandføringsevnen, beskyttelsen af underliggende magasiner og graden af ferskvandsdannelse og -cirkulation og dermed beliggenheden af saltvandsgrænsen.

Endelig skal det nævnes at mange boringsbeskrivelser af Selandien-aflejringer er baseret på lithologi uden (korrekt) bestemmelse af formationen, dvs. uden eller med forkert tolkning af om der er tale om Kerteminde Mergel eller Lellinge Grønsand Formationen. Det er imidlertid vigtigt da Kerteminde Merglen f.eks. på Midtsjælland som regel ikke er vandførende, og kendskab til dens udbredelse, tykkelse og hydrauliske egenskaber derfor har stor betydning for vurderingen af beskyttelsen af et eventuelt underliggende grundvandsmagasin bestående af Lellinge Grønsand Formation samt for bestemmelsen af grundvandsdannelsen til dette (Klitten, 2003). Dog skal det nævnes at Kerteminde Merglen også kan være forkislet og opsprækket og dermed vandførende som det f.eks. ses på Østfyn (afsnit 3.5.3 og 3.5.5).

Anbefalinger
Det stærkeste geofysiske værktøj til at skelne mellem de forskellige kalkformationer samt interne enheder i formationerne er borehulslogging. De elektriske og elektromagnetiske metoder og refleksionsseismik kan også være anvendelige, men som beskrevet herunder vil opløseligheden af metoderne ofte være for ringe.

Logging og logstratigrafi
Borehulslogs giver præcise og højopløselige (ofte helt ned til decimeter-niveau) informationer om kalkens fysiske egenskaber. Ofte er det ikke alle, eller de samme, egenskaber som ændrer sig mellem de forskellige kalktyper eller interne enheder i kalken, men ved at måle mange forskellige parametre med et bredt sammensat logprogram øges mulighederne for en detaljeret kortlægning. I Appendix C gives forslag til sammensætning af logprogram til forskellige formål i forbindelse med kortlægning af kalkmagasiner.

I områder hvor der ikke eksisterer et entydigt erfaringsgrundlag for skelnen mellem kalktyper og interne enheder, anbefales det således at udføre borehulslogs i boringer med en forholdsvis sikker beskrivelse af lagfølgen for at etablere et sådant grundlag i form af opstilling af en logstratigrafi.

Opstilling af en logstratigrafi kan være mere eller mindre detaljeret og bestå både i en beskrivelse af skift i logmønstre mellem forskellige kalkformationer og mellem interne enheder. I de områder hvor der i dag er opstillet logstratigrafi i Danien og Selandien kalk, er der imidlertid logget et ganske betragteligt antal boringer (dvs. alt mellem 5-10 boringer og op til flere hundrede), og det kan ikke forventes at kunne opstille troværdige korrelationer mellem interne enheder baseret på blot nogle få boringer i et område. Det vil dog altid være gavnligt at undersøge om selv nogle få boringer kan korreleres.

Opstilling og beskrivelser af detaljeret logstratigrafi for kalkaflejringerne i det danske landområde begrænser sig primært til Sjælland (Københavnsområdet, Nordøstsjælland og Midtsjælland), men også i Nordjylland er der gjort forsøg på opstilling af logstratigrafi for kalken. I Appendix C er givet en mere detaljeret gennemgang af karakteristika af overgangene mellem de forskellige kalktyper i form af variationer i logmønstre. Herunder skal blot summeres de hidtidige erfaringer:

  • Kerteminde Mergel kan entydigt adskilles fra Lellinge Grønsand Formationen (Klitten, 2003).
  • Lellinge Grønsand Formationen kan inddeles i otte log-stratigrafiske enheder (Klitten, 2003).
  • Overgangen mellem Selandien og Danien kalk vil typisk kunne identificeres (Klitten, 2003).
  • I København-Amager-Saltholm området er der opstillet en detaljeret logstratigrafi for København Kalk Formationen med inddeling af denne i tre lithologiske sub-sekvenser: Nedre, Mellem og Øvre København Kalk (Klitten m.fl., 1994; Olsen og Nielsen, 2002).
  • Inden for afgrænsede områder i form af kildepladser kan der opstilles logstratigrafiske subsekvenser i kalksandskalken i Nordøstsjælland, men logmønstrene lader sig ikke korrelere fra kildeplads til kildeplads (Klitten og Wittrup, 2006).
  • Grænsen mellem København kalk og bryozokalk kan identificeres sikkert i København-Amager-Saltholm området (Klitten m.fl., 1994; Olsen og Nielsen, 2002).
  • Der foreligger ingen detaljerede beskrivelser af beskaffenheden af grænsen mellem kalksandskalk og bryozokalk ud fra log data, og det må forventes at den kan være svær at fastlægge.
  • Der har ikke i København-Amager-Saltholm området kunnet opstilles en regional logstratigrafisk inddeling i underenheder for bryozokalken (Klitten m.fl., 1994).
  • Overgangen mellem Danien kalk (København Kalk, kalksandskalk, bryozokalk) og skrivekridt kan typisk identificeres entydig (Olsen og Nielsen, 2002; Klitten og Wittrup, 2006).
  • I de øvre dele af skrivekridtet, som er relevant for vandindvinding, har det vist sig svært at korrelere logs over større afstande (Nygaard, 1993).

Danienkalken kan også korreleres til de af Thomsen (1995) opstillede kokkolitzoner på baggrund af kokkolitanalyser. Den vertikale opløselighed i den biostratigrafiske kokkolitzonering er dog ikke nær så høj som inddelingen i lithologiske enheder baseret på logstratigrafi. Da kokkolitanalyse endvidere er en relativt tidskrævende og dermed også dyr metode, er den mere relevant som et eventuelt supplement til logstratigrafi end som et egentligt alternativ.

Elektriske og elektromagnetiske metoder
Da modstandsforskellene mellem de enkelte kalkformationer typisk er små, vil det som udgangspunkt ikke være muligt at skelne dem fra hinanden med elektriske og elektromagnetiske metoder. En vurdering af modstandsforholdene baseret på modstandslogs kan bidrage til at vurdere muligheden. Ved forekomst af Lellinge Grønsand Formation (eller Kerteminde Mergel der dog ikke regnes som en kalktype) over Danien kalk eller skrivekridt, kan modstandskontrasterne mellem aflejringerne dog være tilstrækkelige til kortlægning af grænsen, afhængig af mægtigheden af de enkelte enheder samt beskaffenheden af lagene over dem. Det er svært at angive præcise retningslinjer, men som tommelfingerregel kan lag af få meters mægtighed kortlægges tæt på overfladen med både MEP og TEM/SkyTEM (10-20 meters dybde), mens et dybere lag (50-70 meters dybde) måske skal have en mægtighed på 10 m eller mere for at kunne kortlægges med f.eks. TEM/SkyTEM.

Seismiske metoder
I refleksionsseismiske data af god kvalitet er den vertikale opløselighed i bedste fald 5-10 m. I praksis må man dog som udgangspunkt forvente at de enkelte enheder skal have en tykkelse på mindst 15-30 m for at kunne adskilles i seismikken som lag med en selvstændig reflektor for henholdsvis top og bund. Desuden skal man være opmærksom på at der i kalken, som følge af f.eks. ændringer i hyppighed af flintbænke, hærdningsgrad og lerindhold, ofte optræder mange mere eller mindre kraftige interne refleksioner. Det kan således være vanskeligt med sikkerhed at afgøre præcis hvilken refleksion der svarer til en formationsgrænse, ligesom man ikke kan gå ud fra at det nødvendigvis er den kraftigste refleksion som repræsenterer grænsen. Denne problemstilling knytter sig særligt til de forskellige typer af Danien kalk og skrivekridtet som i opbygning og beskaffenhed minder meget om hinanden, mens Lellinge Grønsand Formationen (og Kerteminde Mergel der dog ikke regnes som en kalktype) typisk adskiller sig mere fra de andre kalktyper.

4.1.3 Kortlægning af strukturer i kalken

Både storskala geologiske strukturer og interne strukturer i kalken kan have stor betydning for grundvandsdannelsen og grundvandets strømning i kalken. Det er derfor vigtigt at en afdækning af eventuelle overordnede strukturer tænkes ind i kortlægningen af kalkmagasiner.

Problemstillinger
Som beskrevet i blandt andet afsnit 3.2.3. og 3.1.1 følger grundvandsstrømningen i kalkmagasiner, eller i al fald kalkens hydrauliske egenskaber, i nogen grad den interne lagdeling og/eller bankestruktur i kalken. Det er derfor af stor betydning at få kortlagt eventuelle strukturer som folder, flexurer, forkastninger, hældende lag og banker i kalken for at kunne bestemme grundvandets strømning, og i sidste ende kunne etablere en brugbar grundvandsmodel.

Både folder, flexurer og forkastninger er ofte associeret med en høj grad af opsprækning af kalken og en deraf følgende øget vandføringsevne. Det kan have både positiv indvirkning i form af den større vandføringsevne, og negativ indvirkning i form af f.eks. øget risiko for optrængning/oppumpning af dybereliggende salt grundvand eller f.eks. nedtrængning af forurening.

Forkastninger kan imidlertid også optræde som hydrauliske barrierer gennem afskæring af vandførende horisonter, eller forårsage at dele af kalken med forskellig vandkvalitet er i hydraulisk kontakt på grund af forsætning af lagene.

Storskala strukturer i kalken kan have betydning for beskaffenheden og fordelingen af de overliggende lag som igen, sammen med terrænoverfladens forløb, kan have betydning for grundvandsdannelsen, grundvandspotentialet, grundvandets strømning, saltvandsudvaskning etc.

Anbefalinger
Anbefalingerne til kortlægning af strukturer i kalken omfatter både sammenstilling af eksisterende viden, analyse af eksisterende seismiske data og udførelse af refleksionsseismik samt logging og logstratigrafi. De elektriske og elektromagnetiske metoder er mindre velegnede, men kan, som beskrevet herunder, i nogle tilfælde bidrage med informationer. Tilsidst i afsnittet omtales kort potentialekort, prøvepumpninger og vandanalyser under andre metoder.

Eksisterende viden og seismiske data
Sammenstilling af eksisterende viden i en geologisk model vil i bedste fald kunne give indikationer på eventuelle overordnede strukturer i kalken, f.eks. i kraft af kalkoverfladens beliggenhed, forløbet af interne laggrænser eller måske fordelingen af overliggende lag. Desuden kan observationer fra eventuelle blotninger (klinter, råstofgrave m.m.) i området bidrage med værdifulde informationer og bør altid inddrages.

Herudover anbefales det at fremskaffe alle eksisterende seismiske data i et område (både nye og gamle samt konventionelle olieseismikdata og højopløselige seismiske data optaget i forbindelse med grundvandskortlægningen), og foretage en tolkning og kortlægning af forkastninger som påvirker kalkserien. På konventionelle seismiske data kan forkastninger i de dybe dele af kalken sjældent følges til de øvre dele som har betydning for grundvandsindvinding (se også afsnit 3.2.1), men deres tilstedeværelse i dybet indikerer at man skal være opmærksom på, om også de øvre dele kan være påvirket. I det hele taget anbefales det også at kortlægge små forstyrrelser i kalkserien i relation til dybereliggende strukturelementer og salttektonik (flexurer, små forskydninger etc.). Selvom det måske ikke kan påvises at forstyrrelserne har forbindelse til de øvre dele af kalken, kan de, hvis de f.eks. optræder i sammenhængende områder, eventuelt indikere højere sprækkeintensitet i kalken end ellers. Det anbefales også at gennemføre en terrænanalyse for at undersøge om der er terrænelementer der kan afsløre tilstedeværelsen af eventuelle forkastninger.

Hvis der er påvist, eller indikationer på, tilstedeværelsen af forkastninger eller andre strukturer i kalken og behov for yderligere informationer, anbefales det at udføre refleksionsseismik og/eller geofysisk borehulslogging i nye og/eller gamle boringer.

Refleksionsseismik
Refleksionsseismik giver direkte informationer om lagenes strukturelle opbygning i form af f.eks. forkastninger, hældende laggrænser, folder og flexurer. Forkastninger skal dog som tommelfingerregel have en forsætning på mindst 5-10 m for at kunne erkendes i de seismiske data, og opløseligheden kan være for ringe til sikkert at kunne erkende folder og bankestrukturer.

Med hensyn til banker kendes der fra bryozokalken kun enkelte eksempler på at de har kunnet kortlægges med refleksionsseismik (f.eks. COWI, 2011). Det skyldes formentlig en kombination af flere årsager. Dels kan det hænge sammen med at højden af de enkelte banker er lille i forhold til den seismiske opløselighed (~10 m, Bjerager, 2003; Surlyk m.fl., 2006), og dels er det ikke givet at hastigheds- og densitetskontrasterne mellem bankerne i sig selv giver tilstrækkelig anledning til refleksioner af den seismiske energi. Endelig kan det hænge sammen med at bryozokalken ofte befinder sig tæt på terræn, og at mægtigheden af intervallet ofte er lille i forhold til den seismiske opløselighed (se også afsnit 4.1.1).

Derimod er der gode eksempler på at georadar kan anvendes til detaljeret kortlægning af bankestrukturer i bryozokalk og til kortlægning af fordelingen af forskellige enheder i kalken, f.eks. henholdsvis flint-rige og flint-frie bryozokalk-enheder og koralkalk (Sigurdsson og Overgaard, 1998; Nielsen m.fl., 2009).

I modsætning til bryozokalken er der i skrivekridt gode eksempler på at større bankelignende strukturer kan kortlægges med refleksionsseismik (Lykke-Andersen og Surlyk, 2004; Surlyk og Lykke-Andersen, 2007). Desuden er der eksempler på at banker sammenlignelige i størrelse med bryozobanker kan erkendes som et bølget forløb af refleksioner (Surlyk m.fl., 2006). Når de kan kortlægges bedre i skrivekridtet, hænger det formentlig sammen med en dybere beliggenhed og en meget større mægtighed af skrivekridtet som giver mulighed for at erkende flere detaljer internt i intervallet.

Logging og logstratigrafi
Ligesom refleksionsseismik kan borehulslogging og detaljeret logstratigrafi (se også afsnit 4.1.2 og Appendix C) indgå i beskrivelsen af strukturer i kalken. Ved at korrelere karakteristiske logmønstre fra boring til boring er det ofte muligt (hvis boringerne ligger tæt nok) at afsløre interne strukturer som folder, flexurer og forkastninger (Klitten m.fl., 1994; DGU og RH&H Consult, 1994; ØLC, 1995; Rambøll, Hannemann & Højlund, 1995a; Rambøll, Hannemann & Højlund, 1995b; Rambøll, 1999; Olsen og Nielsen, 2002). Korrelation af logstratigrafiske tolkninger fra boring til boring kan således bidrage med essentiel viden om f.eks. størrelsen af forsætninger ved identifikation af enten formationsgrænser eller interne enheder i kalken. Logs og logstratigrafi kan endvidere bidrage til identifikation af lavpermeable zoner i kalken og belyse hvordan de i samspil med eventuelle forkastninger har betydning for grundvandet og grundvandsstrømningen i kalken (se også afsnit 4.2.2).

Elektriske og elektromagnetiske metoder
Elektriske og elektromagnetiske metoder er generelt ikke velegnede til kortlægning af interne strukturer i kalken på grund af manglende modstandskontraster mellem de enkelte kalktyper og metodernes relativt dårlige opløselighed. Ved modstandskontraster mellem f.eks. Lellinge Grønsand Formation og andre kalktyper (eller mellem Kerteminde Mergel og kalk) kan grænsens forløb eventuelt kortlægges og dermed give oplysninger om strukturer i kalken. Overgangszonen mellem fersk og salt grundvand udgør derimod en markant modstandskontrast, og en sidegevinst ved kortlægning af zonen med elektriske og elektromagnetiske metoder kan være at dens forløb i nogle tilfælde kan afsløre, eller give indikationer på, eventuelle strukturer som forkastninger og folder m.m., fordi forløbet af zonen ofte følger stratigrafiske flader eller lavpermeable zoner i kalken (se afsnit 3.5).

Andre undersøgelser
Afslutningsvis anbefales det at betydningen af eventuelle forkastninger og strukturer i kalken undersøges/vurderes nærmere med udgangspunkt i den opstillede geologiske model suppleret med andre oplysninger/undersøgelser. Potentialekort kan give indikationer på hvorledes betydningen af forkastninger skal tolkes, og prøvepumpninger kan ofte bidrage med indirekte informationer om eventuelle forkastningers betydning for vandføringsevnen i kalken (se også appendix A). Vandanalyser og logs kan give information om forkastningers betydning i forbindelse med overgangszonen mellem fersk og salt grundvand.

4.1.4 Særlige problemstillinger i forbindelse med begravede dale

Begravede kvartære dale som skærer sig ned i kalken vil udgøre en anomali i forhold til kalkmagasinet og kan have stor lokal betydning for grundvandsforholdene.

Problemstillinger
Begravede dale som indeholder sand og grus, vil fungere som grundvandsmagasiner ligesom kalken, men typisk med væsentlig anderledes hydrauliske egenskaber og kan også udgøre forureningsveje fra terrænoverfladen til kalkmagasinet. Omvendt kan begravede dale som indeholder lerede sedimenter, virke som hydrauliske barrierer.

Ofte, men langt fra altid, observeres en sammenhæng mellem strukturer i undergrunden som forkastninger, brudzoner, flexurer og folder og så tilstedeværelsen af begravede kvartære dale. I Mielby og Sandersen (2005) og Nielsen og Jørgensen (2008) er det beskrevet hvorledes der tolkes en sammenhæng mellem forkastninger og deraf følgende svaghedszoner i kalken, og tilstedeværelsen af begravede dale som skærer sig ned i kalkoverfladen. En begravet dal som indeholder sand og grus, vil udgøre en særlig risiko som transportvej for nedsivende forurening i områder hvor kalken på grund af forkastningsaktivitet er opsprækket, og dermed har øget vandføringsevne.

Anbefalinger
Det anbefales at få fastlagt forløbet, dybden og udbredelsen af begravede dale i et kortlægningsområde, og at forsøge at kortlægge dalenes ofte meget komplekse (Jørgensen m.fl. 2006) sedimentfyld.

Seismik alene kan primært bidrage til kortlægning af den interne strukturelle opbygning af fyldet i begravede dale, men i kombination med boringer og eventuelt logging kan det være muligt med detaljerede tolkninger af aflejringstyper. Elektriske og elektromagnetiske undersøgelser kan også bidrage til tolkning af aflejringstyper i dalfyldet, men typisk med ringere strukturel opløselighed end det er muligt med seismik, og det bedste resultat vil kunne opnås ved en kombination af f.eks. TEM/SkyTEM, seismik, boringer og logging. Herudover er kortlægning af begravede dale beskrevet i Jørgensen og Sandersen (2009).

Elektriske og elektromagnetiske metoder
Generelt opnås den bedste kortlægning af begravede dale med fladedækkende TEM/SkyTEM kortlægning. Dog er det selvfølgelig en forudsætning at der er tilstrækkelig modstandskontrast mellem dalfyldet og kalken (se også afsnit 4.1.1). Da kalken ofte vil have relativt høje modstande, kan det ikke nødvendigvis forudsættes at sand- og grusfyldte dale kan kortlægges, mens dale udfyldt med smeltevandsler eller moræneler typisk vil fremstå som lavmodstandsstrukturer (Jørgensen og Sandersen, 2009). Dog kan kalk med modstande i den lave ende være svær at skelne fra moræneler med modstande i den høje ende.

Refleksionsseismik
For at kunne fastlægge forløbet af begravede dale med refleksionsseismik, kræves en rimelig stor tæthed af seismiske linjer, og metoden er således ikke specielt velegnet til fladedækkende kortlægning. Seismiske data kan dog give præcis og detaljeret information om dalenes form, dybde og den strukturelle opbygning af fyldet, og dermed være et vigtigt supplement til kortlægningen hvis dalenes strukturelle forhold skal undersøges nærmere (Jørgensen og Sandersen, 2009). Afgrænsningen af begravede dale i seismiske data forekommer ofte som skift i refleksionsmønster/datakvalitet og dalflanker/dalbund er således langtfra altid repræsenteret ved en egentlig refleksion. Der er også eksempler på identifikation af begravede dale ud fra hastighedsinducerede strukturer under dalene forårsaget af hastighedskontraster mellem dalfyldet og de omgivende sedimenter. Endelig kan den seismiske metode som den eneste benyttes til at udelukke tilstedeværelsen af begravede dale i tilfælde af gennemgående uforstyrrede refleksioner.

Refraktionsseismik
Såfremt det ikke er muligt at opnå gode resultater med refleksionsseismik, f.eks. på grund af en højtliggende kalkoverflade, kan også refraktionsseismik eller en refraktionsseismisk tolkning af refleksionsseismiske data benyttes til kortlægning af dalstrukturer nedskåret i kalkoverfladen.

Boringer
Kortlægning af begravede dale på baggrund af boringer kan dels ske gennem identifikation af typiske fyldsedimenter og/eller kortlægning af let genkendelige laggrænser (eller deres fravær), Jørgensen og Sandersen (2009). Dog er tætheden af dybe boringer som regel for lav i forhold til forekomsten og udbredelsen af begravede dale til kortlægning alene baseret på boringer. Desuden kan forekomsten af kalk-/kridtflager udgøre et problem ligesom fejlbeskrevne boringer.

4.1.5 Særlige problemstillinger i forbindelse med saltstrukturer

I de områder hvor kalken kommer tæt på terræn på grund af underliggende saltdiapirer eller -puder, udgør den som udgangspunkt et supplement til de øvrige grundvandsmagasiner. Der knytter sig imidlertid nogle særlige problemstillinger til områder hvor også salten er tæt på overfladen, såsom salt grundvand i kalklagene lige over strukturerne på grund af opløsning af de underliggende evaporitter samt øget sårbarhed på grund af sprækker og erosion af beskyttende dæklag.

Problemstillinger
Indvindingspotentialet i kalken over og nær meget overfladenære saltstrukturer kan være begrænset da der ofte befinder sig salt grundvand i de dele af magasinet som støder op til strukturen som følge af opløsning af de underliggende evaporitter. Hvis der samtidig ikke sker nogen betydelig grundvandsdannelse over strukturen til kalkmagasinet, vil salt grundvand let kunne trænge op i de øvre kalklag ved for kraftig indvinding i området.

Som beskrevet i afsnit 3.2.5 er lagfølgen umiddelbart over diapirerne præget af erosion i større eller mindre grad. Ofte er både dele af kalken og palæogene, neogene såvel som kvartære dæklag helt eller delvist borteroderede, og der er eksempler på at der kun er få meter fra kalkoverfladen til terræn, og dermed potentielt meget ringe beskyttelse mod nedsivende forurening. Hertil kommer at sprækkeintensiteten i kalken ofte er særlig høj over saltstrukturer på grund af saltbevægelserne (se også afsnit 3.2.5), og at spredning af en eventuel forurening (som nævnt i afsnit 2.2.2 og 3.6.1) kan ske meget hurtigt på grund af sekundær permeabilitet i sprækker og sprækkedomineret strømning. Kalkmagasiner over og omkring saltstrukturer er således potentielt særligt sårbare over for såvel forurening ovenfra fra f.eks. pesticider og nitrat fra landbruget (Jørgensen, 2002) som for optrængning af salt grundvand nedefra i forbindelse med indvinding. Derfor er det særdeles vigtigt med både viden om grundvandets strømningsretning og detailviden omkring dæklagstykkelsen og eventuel tilstedeværelse af sandvinduer over kalkmagasinet, hvis man vil udføre en fornuftig grundvandsbeskyttelse.

Anbefalinger
Med den række af problemstillinger der er knyttet til overfladenære saltstrukturer bør der, som en del af kortlægningens planlægning, indgå overvejelser om hvor udbredt det udnyttelige grundvandsmagasin over saltstrukturen er, og om der på den baggrund skal gennemføres en omfattende kortlægning. Er grundvandsmagasinets udbredelse forholdsvis lille og forventet sårbart, kan det måske være en løsning at fokusere kortlægningen på magasinets vandkemi, og på den måde afgrænse hvor en begrænset indvinding kan foregå.

Overfladenære Saltstrukturer kan kortlægges med traditionelle geofysiske metoder som TEM/SkyTEM, MEP, seismik og borehulslogging med de begrænsninger der er angivet i afsnit 4.1.1. Særligt skal man være opmærksom på at det med de elektriske og elektromagnetiske metoder kan være svært/umuligt at skelne mellem ferskvandsmættet sand og kalk (i forhold til især sårbarhed), og mellem palæogene fede lere (der jf. afsnit 3.2.5 kan forekomme som f.eks. erosionsrester over strukturene og på flankerne) og kalk med salt grundvand på grund af ringe modstandskontraster.

Som det første anbefales det at udføre borehulslogging i en dyb boring (ny eller eksisterende) for at fastlægge beliggenheden af saltvandsgrænsen, vurdere nytten af elektriske og elektromagnetiske metoder og til generel korrelation og samtolkning mellem geologi og geofysik. Herudover anbefales som udgangspunkt en fladedækkende kortlægning med TEM/SkyTEM, men metoden bør ikke stå alene på grund af de ovennævnte potentielle problemer med manglende modstandskontraster mellem lagene. Af denne grund, og ikke mindst for at få et rumligt overblik over saltstrukturen og hvordan den påvirker kalken, anbefales det at der også udføres 1-2 seismiklinjer.

Endelig anbefales det at der udføres en detailkortlægning af de øverste dæklag over kalkmagasinet (f.eks. med PACES og MEP), da kendskab til strømningsforholdene og tilstedeværelsen af lerlag og eventuelle sandvinduer er vigtige informationer i forbindelse med kortlægningen af de sårbare kalkmagasiner. Samtidig bør der, som nævnt ovenfor, være særligt fokus på grundvandskemien som i høj grad kan være påvirket af forhold der har med saltstrukturen at gøre (f.eks. øget sårbarhed på grund af ringe dæklag og stor sprækkeintensitet og opløsning af evaporitter).

Skriv et svar

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