Ingeniørgeologi, 1. udgave, 1. oplag, 2019. by Praxis

geoteknik under jordens overflade. Forud for bygge- og anlægsprojekter undersøges områdets terrænforhold, grundvandsforekomster og jordlag ved hjælp af boringer og andre metoder. Det skal fastslå typer af jordarter og deres tekniske egenskaber til brug for bl.a. fundering. Et væsentligt sigte med lærebogen er at gøre læseren i stand til at tolke et område og dermed vurdere de forventede jordarter og grundvandsforhold

Ingeniørgeologi

Ingeniørgeologien omfatter det spændende krydsfelt mellem geologi og

Inga Sørensen

Ingeniørgeologi

på en given lokalitet. Fremgangsmåden ved tolkning er illustreret ved gode eksempler. Her er der gjort flittig brug af de geologiske arkiver, kort og boredata, som i dag er tilgængelige via internettet. Dette gør Ingeniørgeologi unik på markedet. Lærebogen giver en grundig indføring i Danmarks geologi med emner som danske jordarter, vandet i jorden, boringer og indvinding og lagring af varme.

Ingeniørgeologi

En introduktion til den overordnede geologiske udvikling leder videre til et centralt element i midten af bogen: En detaljeret, systematisk gennemgang af de sidste 100 mio. års fem tidsperioder repræsenteret i de øvre jordlag med fokus på processer, kendetegn, udbredelse, geotekniske forhold og råstoffer.

Inga Sørensen

Målgruppen er primært ingeniørstuderende på bygningsingeniøruddannelserne. Derudover henvender bogen sig til forsyningsingeniører, brøndborere, bygge- og anlægsfolk og andre, der har behov for at vide noget om vandet i jorden, boringer, data og kort samt jordarter og deres forekomst i Danmark. Bogen er rigt illustreret og rummer spørgsmål til selvevaluering som afrunding på kapitlerne. Overskuelige tabeller samler de væsentligste informationer. I appendiks findes en oversigt over mineralerne i de danske jordarter, en beskrivelse af den pladetektoniske model samt en udførlig vejledning til, hvordan man foretager en boreprøvebeskrivelse i praksis.

Praxis – Nyt Teknisk Forlag

Ingeniørgeologi 1. udgave, 2019 © Forfatteren og Praxis, 2019 Forfatter: Inga Sørensen Forlagsredaktion: Jesper Nørgaard, jno@praxis.dk Grafisk tilrettelæggelse: Anne von Holck, tegnestuentrojka.dk Billedbehandling: Anne von Holck Omslag: Anne von Holck Omslagsfoto: Colourbox Kapitelbilleder: Colourbox og Shutterstock Sat med: Merriweather og Gotham ISBN, eBog+ 978-87-571-2919-9 Varenummer: 124007-9+

Alle rettigheder ifølge gældende lov om ophavsret forbeholdes. Kopiering fra denne bog må kun finde sted på institutioner, der har en aftale om kopiering med Copydan Tekst & Node, og kun inden for aftalens rammer. Se mere på www.copydan.dk

Praxis praxis.dk webshop.praxis.dk

Forord I forbindelse med ethvert anlægsprojekt eller byggeri er det altid relevant at kunne svare på følgende spørgsmål om det areal, der bebygges eller på anden måde ændres: •• Hvilke typer af jordlagfølge kan der forventes på stedet, og hvordan kan jordarterne skelnes fra hinanden, når de kommer frem i en udgravning eller i form af boreprøver? •• Hvordan er disse jordarters egenskaber i relation til det byggeri eller anlægsprojekt, der er planlagt på stedet? •• Hvordan er terrænforholdene på stedet, og hvilken betydning har de for projektet? •• Hvor langt er der ned til grundvandet, og hvor hurtigt vil grundvandet strømme til, hvis der bliver gravet eller boret netop her? For at kunne svare på ovenstående spørgsmål er det nødvendigt at vide noget om Danmarks geologi, dvs. hvilke jordlag der opbygger landet, og hvilke processer der har været styrende for jordlagenes nutidige fordeling og egenskaber. Formålet med “Ingeniørgeologi” er at give læserne denne viden om Danmarks geologi og samtidig udstyre dem med nogle værktøjer til at finde relevante informationer om lokale geologiske forhold fra et tilfældigt udvalgt areal i Danmark.

Inden for de senere år er der nærmest sket en revolution i adgangen til

digitale kort og geologiske data. Dette afspejler sig bl.a. i kapitel 11, hvor der er givet eksempler på geologiske tolkninger af udvalgte lokaliteter med udgangspunkt i problemstillinger fra virkeligheden. Der er også sket en udvikling af den ingeniørmæssige brug af jorden og undergrunden. Således er brug af jorden til infiltration af regnvand blevet meget relevant såvel som brug af jorden til indvinding og lagring af varme. Disse emner er også medtaget i bogen.

Geologi er et stort og spændende fagområde, som kan være svært at

skulle korte ned til den relativt beskedne plads, som faget har på ingeniørstudiet. Den foreliggende bog er et forsøg på at uddrage det væsentligste fra ingeniørgeologien på en overskuelig måde. Samtidig skulle bogen helst kunne give svar på mange af de spørgsmål om geologi, som den nysgerrige studerende kan finde på at stille.

Tak til studerende, brøndborere og mange andre, der ved deres spørgs-

mål og oplysende kommentarer har bidraget til det praktiske snit, som jeg håber, bogen har fået. Konstruktiv kritik, ændringsforslag og kommentarer til bogen modtages gerne. Horsens, november 2018. Inga Sørensen ingas@profibermail.dk

Indhold 1

JORDARTER 7

1.1 Jordarter som resultat af processer 7 1.2 Mineraler i danske jordarter 11 1.3 Hovedtyper og variationer af jordarter 13 1.4 Forvitring og omdannelse af jordarter 22 1.5 Jordarternes egenskaber og anvendelser 24

Øvespørgsmål til kapitel 1 28

2 VANDET I JORDEN

2.1 Terminologi om vandet i jorden 31 2.2 Vandets kredsløb og vandbalanceligningen 32 2.3 Infiltration ned gennem jordoverfladen 34 2.4 Grundvandsmagasiner og deres trykforhold 35

Øvespørgsmål til kapitel 2 39

3 OPLYSNINGER FRA BORINGER

3.1 Boremetoder 41 3.2 Boringer til vandindvinding 44 3.4 Geotekniske og miljøtekniske boringer 46 3.5 Jordvarmeboringer 49 3.6 Dybdeboringer 51 3.7 Registrering af boringer hos GEUS 52

Øvespørgsmål til kapitel 3 56

4 DEN OVERORDNEDE GEOLOGISKE

UDVIKLING 59

4.1 Om jordens alder og tidsperioderne 59 4.2 Aldersbestemmelse af jordlag 61 4.3 Overordnet opdeling i fem geologiske

tidsafsnit 63

4.4 Jordlagene vipper op og ned 65 4.5 Undergrunden 66 4.6 Saltstrukturer 67 4.7 Prækvartæret 69

Øvespørgsmål til kapitel 4 71

5 ØVRE KRIDT OG DANIEN 5.1

Naturforhold og aflejringer 73

5.2 Kendetegn ved periodens aflejringer 74 5.3 Nuværende udbredelse og lokaliteter 76 5.4 Geotekniske forhold 78 5.5 Råstoffer fra perioden 78 5.6 Grænsen mellem Kridt og Tertiær 79

Øvespørgsmål til kapitel 5 81

6 NEDRE TERTIÆR

11 GEOLOGISK TOLKNING AF ET

6.1 Naturforhold og aflejringer 83

OMRÅDE 149

6.2 Kendetegn ved periodens aflejringer 85

11.1 GIS og geodata som hjælpemiddel ved

6.3 Nuværende udbredelse og lokaliteter 86

6.4 Geotekniske forhold 88

11.2 Systematik ved geologisk tolkning af et

6.5 Råstoffer fra perioden 89

11.3 Eksempel 1: Grundvandsmagasin for

Øvespørgsmål til kapitel 6 91

7 ØVRE TERTIÆR

geologisk tolkning 149 område 151 vandværk i Snaptun 154

11.4 Eksempel 2: Jordvarme til en bolig

7.1 Naturforhold og aflejringer 93 7.2 Kendetegn ved periodens aflejringer 97

12 ORDFORKLARINGER

162

167

7.3 Nuværende udbredelse og lokaliteter 98 7.4 Geotekniske forhold 100

Appendiks A • Mineraler i danske jordarter 173

7.5 Råstoffer fra perioden 101

A.1 Mineraler som kemiske forbindelser 173

A.2 Krystalsystemer og spaltelighed

Øvespørgsmål til kapitel 7 102

8 GLACIALE OG INTERGLACIALE TIDER

I KVARTÆR 105

174

A.3 Hårdhed, densitet og øvrige kendetegn 176 A.4 Mineralernes dannelse og stabilitet 176 A.5 De enkelte mineraler 179

8.1 Generelt om Kvartær og klimasvingninger 105 8.2 Naturforhold og aflejringer 106

Appendiks B • Beskrivelse af jordprøver 197

8.3 De enkelte istider og mellemistider 110

B.1 Generelt om beskrivelse af jordprøver 197

8.4 Kendetegn ved periodens aflejringer 113

B.2 Fremgangsmåde og hjælpemidler 198

8.5 Nuværende udbredelse og lokaliteter 115

B.3 Den litologiske del af prøvebeskrivelsen 201

8.6 Geotekniske forhold 115

B.4 Tolkning af prøvens aflejringsmiljø 208

8.7 Råstoffer fra perioden 116

B.5 Tolkning af prøvens geologiske alder 211

B.6 Eksempler på beskrivelser af boreprøver 212

Øvespørgsmål til kapitel 8 117

9 SEN- OG POSTGLACIAL TID

119

Appendiks C • Jordskorpen og den pladetektoniske

9.1 Om betegnelserne Senglacial og Postglacial 119

9.2 Naturforhold og aflejringer 121

C.1 Jordens opbygning 217

9.3 Kendetegn ved periodens aflejringer 125

C.2 Teorien om pladetektonik og

9.4 Nuværende udbredelse og lokaliteter 127

9.5 Geotekniske forhold 128

C.3 Palæomagnetisme og polernes vandring 220

9.6 Råstoffer fra perioden 128

C.4 Kortlægning og datering af oceanbunde 220

C.5 Forkastninger 223

Øvespørgsmål til kapitel 9 129

10 KVARTÆRGEOLOGISKE KORT OG

TERRÆNFORMER 131

model 217

kontinentaldrift 218

C.6 Stressfelter i Danmark 224 Litteraturliste 227

10.1 Kort over terrænoverfladens højdeforhold 132 10.2 Per Smeds landskabskort 134 10.3 Geologiske jordartskort 135 10.4 Morænelandskab – de kuperede

terrænformer 137

10.5 Hedeslette 138 10.6. Dalsystemer 139 10.7 Lavninger 141 10.8 Enkeltbakker med sorterede aflejringer 142 10.9 Hævede havbundsflader 143 10.10 Klitlandskab 145

Øvespørgsmål til kapitel 10 146

Stikord 233

Kapitel 4 Den overordnede geologiske udvikling 4.1 Om jordens alder og tidsperioderne Tidligere regnede man med, at Jordens alder kun var omkring 600 mio. år, og derfor blev dette tidsrum traditionelt opdelt i jordens oldtid, jordens middelalder og nyere tid. I dag er jordens alder imidlertid beregnet til at være langt ældre, nemlig 4,6 mia. år, som det er vist på figur 4.1. Figuren viser også hovedtræk af udviklingen af plante- og dyreverdenen, og små snefnug viser, hvornår jorden har haft istider. 2,6 mio. år 66

Tertiær 145 201

359

444

Tr ia

Pattedyrene dominerer

Alpine bjergdannelse

Hercyniske bjergdannelse

Padder

Fugle

Devon

2 mia. år Kaledoniske bjergdannelse

Silur

4,6 mia. år

Hvirveldyr

Alger

mb Ka

riu

Ordovicium 485

Dinosaurerne dominerer

Pe rm Kul

299

419

252

idt

541

Fisk

3 mia. år

Tidlige arter

Prækambrium 1 mia. år

Figur 4.1. Den geologiske tid vist som en spiral med de ældste lag i midten. Tidsgrænser i år er fra ref. /4.1/.

4 • Den overordnede geologiske udvikling

Hver tidsperiode er karakteriseret ved en række naturprocesser, der tilsammen har dannet de jordlag eller aflejringer, som vi i dag møder i boringer og udgravninger. Intet sted på kloden er der en komplet lagserie med jordlag fra alle perioderne. I et givet område er der typisk kun bevaret jordlag fra en mindre del af jordens tidsperioder, idet naturprocesserne har fjernet meget af det materiale, som tidligere er aflejret. Når materialet fjernes et sted, aflejres det blot et andet sted – der er ikke noget, der forsvinder, jf. den globale genbrugsordning på figur 1.2. Herved kan jordlag fra en eller flere perioder helt mangle fra et område, således at man støder på en overgang direkte fra helt unge lag til helt gamle lag. Den viden, vi i dag har om den geologiske udviklingshistorie, repræsenterer således et omfattende detektivarbejde, hvor oplysninger fra mange forskellige områder er stykket sammen til en modelforståelse af tidsperioderne. Detektivarbejdet er på ingen måde slut, for selv om vi mener at kende hovedtrækkene i den geologiske udviklingshistorie, så bliver vi formodentlig aldrig færdige med at rekonstruere udviklingen i detaljer på alle jordens lokaliteter. I Danmark kan der inden for de øverste få hundrede meter findes aflejringer, der aldersmæssigt spænder over ca. 1,7 mia. år. Uden for Bornholm er “kun” de seneste 100 mio. år repræsenteret i de øvre jordlag, og det er de geologiske perioder i dette tidsinterval, der er lagt vægt på her i bogen. En nærmere beskrivelse af de ældre perioder kan fx findes i ref. /4.2/. Figur 4.2. viser emnet geologisk tid i form af fire søjler, hvor man zoomer ind på stadig flere detaljer i opdelingen af tid, når man går fra søjle 1 til 4. •• Søjle 1 viser en samlet oversigt over hele jordens alder på 4,6 mia. år. •• Søjle 2 viser en forstørrelse af de seneste 541 mio. år. Dette tidsrum er opdelt i tre hovedgrupper (oldtid, middelalder og nyere tid). Samtidig ses navnene på de enkelte tidsperioder inden for hver hovedgruppe. Tidsperioderne er opkaldt efter typelokaliteter – dvs. steder hvorfra man første gang har beskrevet lag fra perioden. •• Søjle 3 viser en forstørrelse af de seneste 100 mio. år, der især er relevant inden for Danmarks ingeniørgeologi. Øverst ses Kvartærtiden, som bl.a. er den tid, hvor mennesker og abers slægtslinje skilles ad. De ældste stenredskaber er således mellem 2 og 3 mio. år gamle, ref. /4.3/. •• Søjle 4 viser hele Kvartærtiden, hvor de forskellige istider og mellemistider er anført. Det seneste isdække forsvandt fra Danmark for ca. 11.700 år siden, og Jorden gik herefter over i Postglacialtiden (også kaldet Holocæn).

4.2 Aldersbestemmelse af jordlag

Mio. år

År før nu

Kvartær Tertiær

Prækambrium

Kul

Eocæn

56 Paleocæn

61 66

Danien

Ordovicium

4000

Holstein varmetid

Elster istid

Cromer varmetid Øvre Kridt

Menap istid

Kambrium

541

Saale istid

Silur

Øvre Kridt

Jordens Oldtid

Devon

Eem varmetid

Perm

3000

Weichsel istid

Istider og mellemistider

Jura

252

4600

Miocæn

Oligocæn

Trias

2000

Senglacial

16.000

Palæogen

Middelalder

Kridt

1000

Postglacial varmetid

Kvartær Pliocæn 11.700

2,6 5 Neogen

54 1

Nyere tid

100

2,6 mio.

I forbindelse med forstavelserne for de geologiske perioder kan det være vældigt bekvemt at kende betydningen af de tre latinske ord, Præ, Inter og Post, der betyder henholdsvis før, imellem og efter. Forstavelserne kommer fx til udtryk i periodenavnene Prækvartær, Interglacial og Postglacial. Angående betydningen af øvrige latinske og græske navne for de geologiske tidsperioder henvises til ordforklaringen i kapitel 12.

4.2 Aldersbestemmelse af jordlag Tidsangivelserne i millioner eller tusinder af år bygger på forskellige metoder til aldersbestemmelse af jordlag. Her skal kort omtales metoderne relativ aldersbestemmelse, der bl.a. kan foregå ved at studere dyre- og plan-

Figur 4.2. Geologiske tidssøjler med stigende detaljeringsgrad af de yngste tidsafsnit.

4 • Den overordnede geologiske udvikling

terester, samt absolut aldersbestemmelse af geologiske lag ud fra radioaktive mineraler.

4.2.1 Relativ aldersbestemmelse Den relative aldersbestemmelse bygger på det simple princip, at de ældste lag ligger nederst, og lagene bliver yngre og yngre opefter. Denne metode kan dog ikke umiddelbart anvendes, hvis lagene ved foldninger, vipninger eller forskydninger er blevet vendt på hovedet. Hvis dette er tilfældet, er det som regel muligt ud fra andre strukturer i jordlagene at se, hvad der oprindelig var opad i lagserien. Samtidig kan ældre lag være hævet op, så de ligger i højere niveau end de yngre lag, der måske er aflejret i et område med indsynkning. For at afgøre hvilken geologisk tidsperiode et bestemt jordlag er fra, kan der anvendes biostratigrafi. Denne metode udnytter det forhold, at de forskellige tidsperioder har haft en karakteristisk flora og fauna i henhold til Darwins evolutionsteori. Forskellige lag af samme alder kan derfor genkendes på, at de indeholder dyre- og planterester fra samme udviklingstrin. Tidligere var man henvist til at se på rester fra de større dyr, der kunne ses med det blotte øje, fx muslingeskaller og søpindsvin. Med nutidens mikroskoper til hjælp anvendes i dag næsten udelukkende meget små forsteninger (mikrofossiler) til den biostratigrafiske aldersbestemmelse. I ferskvandsaflejringer ser man især på rester af planternes pollen, og i de marine aflejringer anvendes bevaret materiale fra havenes plankton. Fordelen er, at mikrofossilerne normalt er meget talrige selv i små boreprøver. Herved fås et godt statistisk grundlag, når en given prøves artssammensætning skal undersøges. Biostratigrafiske undersøgelser af jordprøver foretages altid af specialfirmaer. Ved normale geotekniske undersøgelser og boringer til vandindvinding foretages sjældent undersøgelser af mikrofossilerne. Derimod foretages de biostratigrafiske undersøgelser som regel rutinemæssigt ved alle dybe efterforskningsboringer.

4.2.2 Absolut aldersbestemmelse Den relative og den biostratigrafiske aldersbestemmelse kan kun oplyse om jordlagenes indbyrdes alder, dvs. hvor gamle jordlagene er i forhold til hinanden. Hvis vi skal vide, hvor mange år et jordlag er, må vi ty til (absolut) aldersbestemmelser ud fra radioaktive mineraler. Den absolutte aldersbestemmelse kan kun ske, hvis man har mineraler indeholdende radioaktive grundstoffer. I praksis består en vis procentdel af de radioaktive grundstoffer af ustabile isotoper. Isotoper er forskellige udgaver af samme grundstof, hvor varierende antal neutroner i kernen giver forskellige egenskaber og stabilitet. En ustabil isotop vil efterhånden omdannes (henfalde) til et andet grundstof ved at udsende alfa-, beta- eller gammastråler. Denne omdannelsestid kendes fra fysikken som det radio-

4.3 Overordnet opdeling i fem geologiske tidsafsnit

aktive grundstofs halveringstid. Ved at måle indholdet af det grundstof, der opstår ved omdannelsen, i forhold til mængden af den ustabile isotop kan mineralets alder beregnes.

De vigtigste radioaktive grundstoffer til absolut aldersbestemmelse in-

den for geologien er uran, kalium, rubidium, thorium samt kulstof. De fleste har en meget lang halveringstid af samme størrelsesorden som jordens alder eller mere – uran dog “kun” 0,7 mia. år og kulstof bare 5.730 år. Med kulstof udnytter man, at planter og dyr i deres levetid har optaget kulstof fra atmosfærens kuldioxid. Det er sket i et veldefineret forhold mellem den dominerende, stabile isotop kulstof 12 og den ustabile isotop kulstof 14 (+2 neutroner i kernen). Når organismen dør, ophører optaget, og kulstof 14 begynder at henfalde med en halveringstid på ca. 5.730 år. Alderen af en prøve kan således bestemmes ud fra den tilbageværende mængde kulstof 14. Forudsætningen for at anvende fx uran, kalium eller rubidium til aldersbestemmelsen er, at mineralet som udgangspunkt er nydannet ud fra magma eller lava. Metoden kan derfor ikke anvendes til at datere de løse aflejringer af sand, ler og kalk, som udgør de øvre lag i Danmark (Bornholm undtaget). Inden for de senere år er der imidlertid udviklet en ny metode til aldersbestemmelse: Optisk Stimuleret Luminiscensdatering (OSL-metoden). Den kan datere fx løse aflejringer af smeltevandssand og grus ved at måle, hvornår en sten eller sandkorn “sidst så dagens lys”. Metoden er nærmere forklaret i fx ref. /4.4/. Analyser til radioaktiv aldersbestemmelse foretages altid på et speciallaboratorium. Det er i øvrigt ovenstående naturlige radioaktivitet, der gør, at der overalt er en vis radioaktiv baggrundsstråling, som kan give ophav til radonstråling. I grundfjeldsområder kan denne baggrundsstråling være ret høj.

4.3 Overordnet opdeling i fem geologiske tidsafsnit Inden for ingeniørgeologi i Danmark er det praktisk at opdele de seneste 100 mio. år i følgende fem overordnede tidsafsnit: •• Postglacial og Senglacial (også kaldet Holocæn fra 11.700 år og frem) •• Istider og mellemistider (også kaldet Pleistocæn) •• Øvre Tertiær (næsten lig Neogen på figur 4.2) •• Nedre Tertiær (næsten lig Palæogen på figur 4.2) •• Danien og Øvre Kridt. De fem tidsafsnit er skematisk opstillet på figur 4.3. Til venstre i skemaet ses opdelingen af de geologiske aldre og ca. hvor mange år, hvert tidsafsnit omfatter. Midt i skemaet ses en kolonne med stikord for aflejringsmiljø og processer i hver tid. I skemaets kolonne længst til højre er de mest typiske jordarter fra hvert tidsafsnit nævnt.

4 • Den overordnede geologiske udvikling

GEOLOGISK ALDER

AFLEJRINGSMILJØ

(Nutid)

Marine forhold Forskellige kystmiljøer Søer, vandløb, moser, skred, klitter

KVARTÆR

Postglacial

Muld, ferskvandssand/-silt/-tørv/-gytje, marine aflejringer (sand, ler, gytje), nedskylsaflejringer (ler, silt, sand), smeltevandssand, smeltevandsler

Senglacial

Marine og ferske vande Flydejord og skred Smeltevand uden for isen

16.000 år før nu

Danmark bliver efterhånden isfrit, og havniveauet varierer

Glacial (istider)

Gletsjere Smeltevandsstrømme Smeltevandssøer

Vekslende med: Flydejord og skred Interglacial (mellemistider)

PRÆKVARTÆR

JORDARTER – AFLEJREDE MATERIALER

I Interglacialtiderne var der samme type miljøer som i Post- og Senglacialtid

Vekslende lag af: Moræneler, morænesand/-grus, smeltevandssand/-grus, smeltevandsler/-silt Interglaciale jordlag er som jordlag i Post- og Senglacialtiden. Desuden Kiselgur (Diatomit)

2-7 mio. år

Danmark er landområde – erosion

Øvre Tertiær

Marint (i det vestlige Jylland)

Omfatter Miocæn og mellem og øvre Oligocæn

Flodsystemer og søer Deltamiljøer Laguner, tidevandsflader og øvrige kystmiljøer

Ca. 28 mio. år

Floder i Norge-Sverige fører materiale med til aflejring i Danmark Skandinavien hæver sig mere og mere – meget af Danmark bliver landområde

Nedre Tertiær

Danmark er havområde (evt. dybvandsslette) Næsten intet materiale tilføres fra land

Omfatter Oligocæn (nedre del), Eocæn og Paleocæn (uden Danien)

Vulkaner i Nordatlanten

Vekslende lag af: Glimmersand, glimmersilt, glimmerler Kvartssand, kvartsgrus, brunkul Glaukonitsand eller -sandsten Brandenler og Viborgler (let glimmerholdigt)

Plastisk ler (meget fedt ler) Omfatter bl.a.: Søvindmergel, Lillebæltsler, Røsnæsler, Ølst ler, Holmehusler Desuden: Vulkanske askelag, moler, Kertemindemergel, grønsandskalk

Ca. 62 mio. år Danien

Marint (indre shelf, lavt vand)

Øvre Kridt

Marint (ydre shelf, dybt vand)

Vekslende kalksten, fx: Kalksandskalk, kalksiltsten, bryozokalk, koralkalk, slamkalk Skrivekridt (slamkalk)

Ca. 100 mio. år Figur 4.3. Forenklet geologisk tidsskala med angivelse af naturforhold og typiske danske jordlag i hver tidsperiode.

4.4 Jordlagene vipper op og ned

4.4 Jordlagene vipper op og ned Jordlagene er fra starten aflejret i vandrette lag som i en lagkage – først det ene lag, så et nyt lag osv. Imidlertid er det meget sjældent, at “lagkagen” får lov at ligge uforstyrret hen. Typisk er der nogle områder, der hæver sig, og andre områder, der synker ind, samtidig med at der også kan ske sidelæns forskydninger og forstyrrelser. Det er disse kræfter, der er vist med pile på “den globale genbrugsordning” (figur 1.2). Hovedårsagen til disse bevægelser af jordlagene skyldes de pladetektoniske kræfter, som vi også kender som årsag til kontinenternes forskydning, vulkanudbrud og jordskælv. En nærmere introduktion til disse emner findes i appendiks C. I Danmarks undergrund er der mange eksempler på, at jordlagene er vippet og forskudte i forhold til hinanden. Helt overordnet er der foregået en hævning mod nordøst, således at de ældre lag her er vippet/roteret opad, og det sydvestlige Danmark er vippet ned. Når lagene vipper op, udsættes de for erosion. Herved slides de efterhånden ned, så de kan komme til at ligge i niveau med yngre lag. Princippet er vist på figur 4.4.

Nuværende jordoveflade

Afsætning og kompression

Rotation

Figur 4.4. Principskitse af undergrundens rotation og senere erosion, så ældre lag ligger i niveau med yngre lag. Efter ref. /4.5/.

Erosion

Et eksempel på variationen i undergrundens sammensætning ses på figur 4.5, som er et tværsnit fra vest mod øst hen over Fyn. Den generelle tendens med hævning i øst og sænkning mod vest træder tydeligt frem. Det anes også på figuren, at undergrunden er opdelt i blokke, der tipper i forhold til hinanden (lagene i øst ligger i et højere niveau end i vest).

VEST

ØST 100 m

Emtekær

Kvartær

Nyborg

50 m 0m —50 m

Eocæn

Selandien

Danien og Øvre Kridt

—100 m —150 m —200 m

Figur 4.5. Tværsnit af undergrunden på Fyn fra vest mod øst. Under dynen af kvartære lag består undergrunden af lag fra tidsperioderne Eocæn, Selandien samt Danien og Øvre Kridt. Ref. /4.5/.

4 • Den overordnede geologiske udvikling

4.5 Undergrunden Aflejringerne fra perioderne før Kvartærtiden kaldes under ét for Undergrunden eller Prækvartæret. Undergrunden er afbilledet på et kort, vi normalt kalder “Undergrundskortet”. Det er et Danmarkskort, der viser de geologiske aldre for de øverste undergrundslag – dvs. de geologiske aldre for den overflade, der ville fremkomme, hvis man fjerner “dynen” af lag fra Kvartærtiden.

UNDERGRUNDSKORT OVER DANMARK

50 km Udarbejdet af Jørgen Dahlgaard, GeologiskNyt 1996

Forenklet efter Varvs undergrundskort fra 1992 Øvre Tertiær

Ca. 2-28 mio. år (Pliocæn, Miocæn, Øvre Oligocæn) Især kvartssand, glimmerler og glimmersand samt brunkul

Nedre Tertiær

Ca. 28-62 mio. år (Nedre Oligocæn, Eocæn, Selandien) Især fedt ler

Danien og Øvre Kridt

Ca. 62-100 mio. år Kridt og forskellige typer af kalksten

Nedre Kridt til Kambrium Ca. 100-541 mio. år Forskellige typer af sedimenter

Figur 4.6. Forenklet undergrundskort over Danmark. Fra ref. /1.5/.

Prækambrium

Forkastninger

Især grundfjeld af granit og gnejs

4.6 Saltstrukturer

Figur 4.6 viser i forenklet form undergrundskortet for Danmark. Det oprindelige undergrundskort, som figuren er baseret på, er udgivet af VARV i 1992. Dette kort er i dag tilgængeligt på GEUS’ hjemmeside, ref. /4.6/.

Ud over de tektoniske kræfter fra pladetektonikken afspejler under-

grundskortet også de bevægelser, der er sket i de såkaldte saltstrukturer. Saltet er i stand til at løfte ældre lag opad, så de ligger som knaster omgivet af yngre lag. Saltstrukturer er nærmere beskrevet i næste afsnit sammen med et kort, der tydeligt viser hovedstrukturerne i undergrunden (figur 4.7). Sammenfattende kan undergrundskortet – sammenholdt med figur 4.7 – inddeles i følgende strukturelle hovedelementer: •• Højtliggende grundfjeld mod nordøst. •• Grænsezonen mellem højtliggende og dybtliggende grundfjeld. Denne zone kaldes i daglig tale for “Den Fennoskandiske Randzone” eller “Sorgenfrei-Tornquist-zonen”. Der er mange forkastninger langs denne zone, og hyppigheden af små jordskælv er her relativ stor i forhold til resten af landet. •• Det danske bassin med saltstrukturer. Her viser de dybeste boringer, at grundfjeldet ligger relativt dybt – ned til en dybde af 10 km. •• Ringkøbing-Fyn-højderyggen. Her ligger grundfjeldet kun 1-2 km nede. På undergrundskortet ses ryggen at være afgrænset af NV-SØ-gående forkastninger, der markerer overgangen mellem generel indsynkning i det danske bassin og generel hævning over grundfjeldsryggen. •• Det syddanske bassin i sydvest. Her er der også en del saltstrukturer. Dette bassin kaldes også “Det Nordtyske bassin” og udgør den østligste del af det store Nordsøbassin. Til slut skal nævnes, at de indtegnede forkastninger på figur 4.6 kun er de overordnede, større forkastninger, der er kendte via seismiske målinger (målinger af kunstige trykbølgers udbredelse i jordlagene). Ud over de viste forkastninger er der formodentlig mange andre forskydninger, der endnu ikke er kortlagte.

4.6 Saltstrukturer En saltstruktur er en fælles betegnelse for en lokal ansamling af relativt højtliggende salt, der kan have form som en “pude” eller en “diapir”. En saltpude har medført en opbuling af overliggende lag uden at gennembryde dem, mens en saltdiapir helt har gennembrudt de overliggende lag. Saltstrukturerne består især af mineralet halit (NaCl), der også kaldes stensalt. Saltet blev aflejret i et varmt hav, der dækkede det meste af Danmark for ca. 250 mio. år siden i tidsperioderne Perm og Trias. Danmark var

4 • Den overordnede geologiske udvikling

dengang delt op i to bassiner adskilt af en ryg af højtliggende grundfjeld, Ringkøbing-Fyn Højderyggen. Højderyggen er indtegnet på figur 4.7. Oprindeligt er saltet udfældet som vandrette lag på havbunden. Senere er disse lag via indsynkning og pålejringer blevet dækket af vekslende lag af ler, sand og kalk. Saltet har imidlertid en lavere densitet (ca. 1,9 g/cm3) end lagene ovenover (ca. 2,3 g/cm3), og saltet vil derfor langsomt flyde sammen og skubbe sig op gennem sprækker og brudzoner i den overliggende lagserie. Herved dannes saltstrukturerne, der også er kendt under navnet salthorste. Over en salthorst vil lagene lokalt hæves, og der vil ske en forøget erosion i forhold til omgivelserne. Herved blotlægges ældre undergrundslag typisk over de centrale dele af en saltstruktur. Dette er forklaringen på, at der fx i Midtjylland kan findes kalkgrave, der ligger langt væk fra øvrige områder med kalk. De enkelte salthorste er ca. 5-10 km i diameter, og afstanden fra jordoverfladen og ned til det mest højtliggende salt er af størrelsesordenen 300-500 m. Mange saltstrukturer kan erkendes på undergrundskortet som isolerede forekomster af ældre lag omgivet af yngre lag. Fra dansk landområde er der lokaliseret knap 20 saltstrukturer. Fra saltstrukturen ved Hvornum oppumpes salt til Skandinaviens eneste saltfabrik, der ligger ved Mariager Fjord.

Norsk-danske bassin

Hvornum

kø b

ing

-F yn

hø

jde

ry gg

Figur 4.7. Udbredelsen af saltstrukturer og højtliggende grundfjeld. Den sorte linje afgrænser det danske territorium på havet, hvor Danmark bl.a. råder over olie og gas i undergrunden. Ref. /4.7/.

Nordtyske bassin 100 km

Saltstrukturer

Sand-, ler-, og kalksten

Højtliggende grundfjeld

4.7 Prækvartæret

4.7 Prækvartæret Prækvartære lag er en sammenfattende betegnelse for alle de lag, der er fra før Kvartærtiden. Prækvartæret er således det samme som det, der blev omtalt som “undergrunden” i tidligere afsnit. Prækvartæret er afbilledet på et kort, som kaldes “det prækvartære overfladekort”. Det er et kort over den prækvartære overfladehøjde, hvor undergrundens overfladerelief er vist ved hjælp af et kurvebillede eller farvede intervaller, som det fremgår af figur 4.8. Koter og intervaller er altid i forhold til kote 0, der er defineret som havniveau. På figur 4.8 går intervallerne fra under kote −250 m til over kote +100 m. De laveste koter for den prækvartære overflade findes i det nordligste Jylland og Skagerrak, hvor de mørkrødlige og violette farver viser, at overfladen i nogle af de langstrakte trug er dybere end kote −250 m. Midtjylland er derimod karakteriseret af højtliggende prækvartære aflejringer, idet de gule og brune farver angiver, at den prækvartære overflade her ligger i intervallet kote 0 til op over kote +100 m.

+125 - +150 +100 - +125 +75 - +100 +50 - +75 +25 - +50

0 - +25

−25 -

−50 - −25 −75 - −50 −100 - −75 −125 - −100 −150 - −125 −175 - −150 −200 - −175 −225 - −200 −250 - −225 < −250

Figur 4.8. Den prækvartære overflade af Danmark. Der er 25 m spring mellem hvert farveinterval. Efter ref. /4.8/.

4 • Den overordnede geologiske udvikling

Grundlaget for at skitsere den prækvartære overflade er spredte borepunkter og lokaliteter, hvor undergrundens lag kan ses direkte i fx klinter og råstofgrave. I mange områder er der langt mellem disse punkter og lokaliteter, og her er kurvebilledet derfor tilsvarende usikkert. Figur 4.8 er en A4-udgave af et noget større kort i målestok 1:200.000, der i 1994 er udgivet af GEUS, ref. /4.8/. I dag er det prækvartære overfladekort tilgængeligt på internettet som en del af samlingen “Kort over Danmark” fra GEUS, ref. /4.6/.

Øvespørgsmål til kapitel 4

Øvespørgsmål til kapitel 4 1.

Bogens fokus er de øverste 2-300 m jordlag i Danmark uden for Bornholm. Gennem hvor mange år er disse øvre jordlag dannet?

Hvad forstår man ved “den prækvartære overflade”?

Hvad er ca. den mindste kote (dybeste niveau) for den prækvartære overflade i Danmark, og hvad er ca. den højeste kote?

Kan den prækvartære overflade gå helt op og være i niveau med den nuværende terrænoverflade?

Hvilket grundlag er der anvendt til at tegne kurvebilledet for den prækvartære overflade?

Hvilke geologiske processer er årsag til, at koten for den prækvartære overflade selv inden for korte afstande varierer nogle steder? Nævn mindst to processer.

Ved at kombinere oplysninger fra undergrundskortet (figur 4.6) med oplysninger fra oversigtsskemaet (figur 4.3) kan du finde ud af, hvilke typer af prækvartære jordlag du kan forvente i et givet lokalområde. Hvilken type af prækvartære jordlag kan du forvente ved at bore igennem de kvartære jordlag på Amager?

Hvis du borer ned igennem de kvartære jordlag på Samsø, hvilken type af prækvartære jordlag kan du så forvente at finde her?

Undergrundskortet (figur 4.6) viser, at du i Sydvestjylland vil finde jordlag fra tidsperioden Øvre Tertiær under de kvartære jordlag. Kan du også finde lag fra tidsperioden Danien og Øvre Kridt i Sydvestjylland?

10.

Hvilke to jordarter er de mest almindelige at finde fra kvartærtiden?

1 1.

Hvorfor stiger de gamle saltaflejringer opad i lagserien og danner salthorste?

12.

Salthorste findes i en stor del af Jylland, men hvorfor findes der ingen salthorste på Fyn?

5.1 Naturforhold og aflejringer

Pg Sg

Kapitel 5 Øvre Kridt og Danien

Gc Ig ØT

5.1 Naturforhold og aflejringer De to perioder Øvre Kridt (100-66 mio. år siden) og Danien (66-61,6 mio.

Da Se

år siden) vil her blive behandlet under ét, da materialerne og de aflejrede jordlag fra de to perioder ligner hinanden ret meget. Danmark var i disse to perioder generelt dækket af et havområde, der strakte sig over store dele af Nordvesteuropa. Der blev ikke ført ret meget materiale ud i dette hav, fordi de tilgrænsende landområder var meget lavtliggende, idet hævningen af de skandinaviske bjerge endnu ikke var begyndt. De aflejringer, der dannedes på havbunden, bestod derfor hovedsageligt af kalkskaller og øvrige rester af de organismer, der levede i havet. I tiden Øvre Kridt aflejredes op til 2 km skrivekridt i det danske område. Skrivekridt består af mikroskopiske kalkplader fra nogle af havets planktonorganismer. Størrelsen på de enkelte plader er 0,001-0,01 mm. Det er disse små stykker af kalkplader, vi kender som hvidt, afsmittende støv fra tavlekridt. Et billede fra mikroskop ses på figur 5.1, der viser en kalkalge og

Foto: NEON ja, Wikimedia Commons

dens plader forstørret ca. 10.000 gange.

Perioden Øvre Kridt efterfølges af Danien, der er den ældste del af Tertiærtiden. Grænsen mellem Kridt og Tertiær er langt de fleste steder ikke umiddelbart synlig i lagserien, idet Danmark som nævnt stadigvæk generelt var dækket af hav, hvori der aflejredes kalk. Imidlertid er der et tydeligt skift i

Figur 5.1. Typisk kalkalge (kokkolit) set i scanningmikroskop. Skalaen i nederste højre hjørne er 1,0 μm lang.

5 • Øvre Kridt og Danien

havenes dyreliv, som gør, at geologerne skelner mellem Øvre Kridt og Danien. Mere om Kridt-Tertiær-grænsen i afsnit 5.6. På figur 5.2 ses tidsperiodernes kendetegn for så vidt angår aflejringsmiljø og jordarter.

GEOLOGISK ALDER

AFLEJRINGSMILJØ

Danien

Marint (indre shelf, lavt vand)

Øvre Kridt

Marint (ydre shelf, dybt vand)

JORDARTER – AFLEJREDE MATERIALER Vekslende kalksten, fx: Kalksandskalk, kalksiltsten, bryozokalk, koralkalk, slamkalk Skrivekridt (slamkalk)

Figur 5.2. Naturforhold og aflejringer omfattet af tidsperioderne Øvre Kridt (100-66 mio. år siden) og Danien (66-61,6 mio. år siden). Uddrag af figur 4.3.

I forhold til det ret dybe havniveau i Øvre Kridt (100-600 m) var havet i Danientiden mere lavvandet og med varierende vanddybde. Derfor aflejredes der forskellige typer af kalksten. På de dybere dele aflejredes som tidligere finkornet skrivekridt, mens der på lavere vand aflejredes mere grovkornede typer som fx bryozokalk, koralkalk og kalksandskalk. Bryozokalk og koralkalk er dannet af skeletterne fra kolonier af mosdyr og koraldyr, der levede i banker på havbunden. Kalksandskalk består af rullede kalkkorn, der blev nedbrudt fra højtliggende kalkgrunde og herefter transporteret af havstrømme før den endelige aflejring. Internt i kalken findes varierende mængder af mineralet flint, der er dannet som kemiske udfældninger fra porevandet, efter at kalken er aflejret. Flinten kan ligge som knolde og i lag, eller den kan være finfordelt i kalken. Ud over flint kan der i kalken også forekomme klumper eller små nåle af mineralet pyrit.

5.2 Kendetegn ved periodens aflejringer Da både kridt og kalksten består af calciumkarbonat, CaCO3, vil det altid bruse kraftig ved tilsætning af fortyndet saltsyre. Det kan ikke altid umiddelbart afgøres, om en given prøve af kalksten skal henføres til Øvre Kridt eller til Danien. Ud over at anvende undergrundskortet omtalt i kapitel 4 kan nedenstående simple kendetegn på figur 5.3 anvendes til at skelne mellem kalk fra de to tidsperioder.

Figur 5.3. Typiske forskelle på kalk fra Øvre Kridt og fra Danien.

Kalk fra Øvre Kridt

Kalk fra Danien

Ensartet udseende

Varierende, uensartet udseende

Kun én type (skrivekridt)

Mange forskellige kalkstenstyper

Hvid farve

Grå til hvid farve

Flint er typisk sort

Flint er typisk grå

Altid finkornet

Kan være sandet og grovkornet

Generelt svagt hærdnet til blød

Typisk hærdnet, hård kalksten

5.2 Kendetegn ved periodens aflejringer

Kalksten fra Danien er typisk mere hærdnede og hårdere end skrivekridt. Der ses ofte fossilrester i kalksten fra Danien. Det kan fx være flintudfældninger af søpindsvin og skaller fra blæksprutter, der var omsluttet af kalken – sidstnævnte kaldes også vættelys. Eksempler på søpindsvin og vættelys er vist på figur 5.4.

Figur 5.4. Søpindsvin og vættelys er meget almindelige forsteninger i kalk. Ofte ses de i smeltevandssand og grus, idet de er eroderet ud af kalkstenen og transporteret sammen med det øvrige sten- og grusmateriale.

Nedenfor er anført de kalkstensvarianter, man normalt skelner imellem inden for dansk landområde (i kalken ude i Nordsøen kan det være anderledes): •• Bryozokalk består af små stængler i netværk. Hulrummene mellem stænglerne er typisk udfyldt med finkornet kalkslam. •• Skrivekridt fra Øvre Kridt er meget finkornet, blød og afsmittende, og farven er hvid eller lys grå. Flint i skrivekridt er typisk sort og skarpt afgrænset. •• Koralkalk består af større stængler i netværk, typisk med mellemmasse af kalkslam. Kalkens udseende varierer stærkt på grund af forskellige grader af opløsning. •• Kalksandskalk består af nedbrudte kalkkorn og skeletrester, der er mere eller mindre grovkornede og typisk sammenkittede af opløst og genudfældet kalk. •• Slamkalk er finkornet kalksten, der kan være lidt grovere end skrivekridtet og typisk mere hærdnet. Kalken findes ofte sammen med store mængder flint, der kan være finfordelt i kalken eller være i form af knoldede lag. •• Københavnerkalk er en siltet og sandet slamkalk med 20-30 % kalksand og 40-60 % kalkslam. Desuden har Københavnerkalk et lille indhold af ler. Flintindholdet er relativt stort og kan lokalt udgøre op til 25 % af kalkstenen. Ren flint findes også i lag med en tykkelse op til 0,5 m.

5 • Øvre Kridt og Danien

Varianter af Københavnerkalken er saltholmskalk, klangkalk og blegekridt. I forbindelse med de anlægsarbejder, der i 1990’erne fandt sted til metroen og til Øresundsforbindelsen, blev Københavnerkalken opdelt i Nedre, Mellem og Øvre Københavnerkalk, ref. /5.1/.

5.3 Nuværende udbredelse og lokaliteter Kalksten fra Øvre Kridt findes i dag under hele Danmark bortset fra Bornholm og Skagen. Kalksten fra Danien findes derimod kun under en del af Danmark – det findes fx ikke i den nordligste del af Jylland eller på Lolland-Falster. Dybden til kalk varierer en del. Nogle steder ligger kalken helt oppe ved overfladen, og andre steder er der over 1000 m ned til den. Et godt overblik over niveauerne fås ved at se på kortet “Kalkoverfladens struktur”, der viser farvelagte niveaukurver for kalkens overflade. Kortet er et landsdækkende oversigtskort i målestok 1:500.000 – et formindsket udsnit er vist på figur 5.5. “Kalken” omfatter her både kridt fra perioden Øvre Kridt samt de forskellige kalksten fra perioden Danien.

+50 m 0m −50 m −100 m −200 m −300 m −400 m −500 m −600 m

Figur 5.5. Udsnit af kortet “Kalkoverfladens struktur”. Mørkeblå indikerer, at kalken ligger relativt højt. Bemærk saltstrukturerne i Midtjylland, der ses som blå “øer”. Originalkortet er trykt i målestok 1:500.000. Ref. /5.2/.

−800 m

−1000 m

−1200 m

Kalkens dybdeforhold i hele Nordsøområdet (inklusive det danske landområde) er i 2007 beskrevet og publiceret af GEUS i ref. /5.3/. Publikationen er tilgængelig på internettet og rummer bl.a. et oversigtskort, der viser dybden til kalkens overflade, samt et kort, der viser den samlede lagtykkelse af de forskellige kalklag. Kystklinter med kalk kan ses flere steder i det nordvestlige Danmark og på øerne. Således viser Bulbjerg Klint ved Vesterhavet samt Karlby og Sangstrup Klinter nord for Grenå bryozokalk fra Danien. Klinterne og de øvrige områder med højtliggende kalk kan ses på figur 5.6.

5.3 Nuværende udbredelse og lokaliteter

Tidligere stod der ud for Bulbjerg en høj kalkklippe ca. 100 m ude i vandet. Den hed Skarreklit og bestod af bryozokalk, der på grund af ekstra stor hårdhed havde undgået at blive nedbrudt af havet. I 1978 var Skarreklit undermineret så meget, at den styrtede i havet, og i dag kan man ikke længere se, hvor den har været. Møns Klint består af skrivekridt, der ligger forstyrret og opskudt i 2030 store flager med moræneler og smeltevandssand ind imellem. Stevns Klint på Østsjælland viser både skrivekridt og bryozokalk, og her ligger lagene næsten vandrette og relativt uforstyrrede (mere herom i afsnit 5.6).

Figur 5.6. Områder, hvor kalkundergrunden når tæt op til terræn. Kortet er sammenstillet ud fra “Jordartskort 1:200.000” samt “Prækvartær højdeforhold 1:250.000” fra GEUS, Kort over Danmark, ref. /4.6/. Bulbjerg Hanstholm

Rørdal kridtgrav

Karlby Klint Kalkgrave på top af saltstrukturer

Sangstrup Klint

Fakse

Stevns Klint

Klintholm

Møns Klint

5 • Øvre Kridt og Danien

5.4 Geotekniske forhold Generelt er kalk god at fundere på. Hvis der er tale om skrivekridt, kan denne dog være blød og noget sætningsgivende. Således kan skrivekridtet lokalt være delvist opløst af gennemsivende vand, så det nærmest får en konsistens som tandpasta. Dette er bl.a. konstateret ved bygningen af Farøbroen, der blev indviet i 1985 og forbinder Sjælland og Lolland-Falster. I områder, hvor overfladen af kridt eller kalksten ligger tæt på terræn, ses ofte lavninger og huller, opstået ved at nedsivende vand efterhånden har opløst dele af kalken. De aflange huller, der på denne måde kan dannes, omtales nogle gange som “skorstene”, idet hullerne ofte senere er udfyldt med andre, løst aflejrede materialer, som fx muld. Tilnavnet kommer deraf, idet den sorte muld i den hvide kalk ligner en aftegning af en skorsten. Opløsningshullerne kan være adskillige meter i diameter, og de bliver langsomt større og større, fordi der til stadighed siver nyt, svagt surt, regnvand ned ovenfra. Dette kan resultere i sammenstyrtninger, også kaldet jordfaldshuller. I udlandets kalkbjerge kendes tilsvarende opløsningsfænomener i form af drypstenshuler og karstlandskaber. Fænomenerne kan også ses indirekte, når der bores i områder med højtliggende kalk. Her kan man eksempevis pludselig se en halv meter sand under adskillige meter kalk, hvilket viser, at der er skyllet sand ned i en “hulrumsgang”. Opløsningsfænomenerne og sprækker i kalken betyder, at kalk kan have en meget høj hydraulisk ledningsevne – dvs. grundvandsboringer i kalk kan være meget ydedygtige. Omvendt kan det være problemfyldt ved et anlægsarbejde at etablere en grundvandssænkning i områder med højtliggende kalk, da vandet hurtigt strømmer til, hvis der graves ned i disse lag. Kalk kan dog også forekomme med ringe hydraulisk ledningsevne, hvis den ikke er opsrækket eller præget af opløsningshulrum. Dette ses især i de mere dybtliggende lag af kalken. Generelt er kalkundergrunden anvendelig til indvinding af varme. Den gennemsnitlige varmeledningsevne er af GEUS anslået til 1,62 W/(m · K), ref. /1.6/. Hvis kalken samtidig er af en type med stor hydraulisk ledningsevne, er det meget gunstigt for varmeindvindingen. Det samme er ikke tilfældet for varmelagring, idet varmen hurtigt strømmer bort. Ved store anlæg med mange boringer kan der dog være mulighed for at udnytte den bortstrømmende varme i indvindingsboringer nedstrøms de boringer, hvor varmen injekseres.

5.5 Råstoffer fra perioden Kalk og skrivekridt har i Danmark været gravet til bygningsformål siden middelalderen. Der er således mange åbne kalkgrave inden for de områder, hvor kalkoverfladen ligger tæt på terræn. Både lukkede og åbne minegange kendes også fra Mønsted og Daubjerg kalkgruber i Midtjylland. Kalken lig-

5.6 Grænsen mellem Kridt og Tertiær

ger lokalt højt her på grund af saltstrukturer, der har løftet de ældre lag op i yngre lag (jf. afsnit 4.5). På grund af den meget stabile temperatur på 8 °C og den høje relative luftfugtighed (ca. 95 %) benyttes nogle af minegangene i dag til lagring af ost og andre fødevarer. I dag anvendes kalk og kridt især inden for cementindustrien og til jordforbedring. Indvindingen sker fx i Aalborg, hvor Aalborg Portland i Rørdal har en stor grav ned i skrivekridt. Her graves der 38 m under grundvandspejlet, hvorved der efterhånden udgraves en stor kunstig sø. På Sjælland har Faxe Kalkbrud en stor indvinding. Her graves kalken bl.a. i en stor tidligere koralbanke. Kalken anvendes også til meget andet end cement og jordforbedring – fx afsvovling af røggas (med gips som biprodukt), til foderkalk i landbruget, som fyldmasse i asfalt, gummi og papir og til fremstilling af kulsyre. Flinten, der findes sammen med kalk som knolde og underordnede lag, har tidligere været et meget vigtigt råstof. I stenalderen blev der således fremstillet i titusindvis af redskaber af dette materiale, og rå flintblokke var dengang en vigtig eksportvare til fx det øvrige Skandinavien, der ikke havde dette råstof i undergrunden.

5.6 Grænsen mellem Kridt og Tertiær På grænsen mellem perioderne Kridt og Tertiær kan der iagttages en uddøen af en række dyregrupper – heriblandt dinosaurerne. Man regner med, at mere end halvdelen af de arter, der fandtes i Øvre Kridt, ikke længere findes i Danien tid, der indleder den Tertiære periode (se evt. figur 4.1). I det danske område er overgangen mellem Kridt og Tertiær markeret ved tilstedeværelsen af et ca. 10 cm tykt mergellag (kalkholdig ler), der adskiller sig klart fra jordarterne både under og over laget. Ved Stevns Klint kaldes merglen “fiskeler” på grund af spredte fund af små hajtænder, fiskeskæl og fiskeknogler. Bunden af dette ler regnes som værende grænsen mellem Kridt og Tertiær. Andre steder på jorden ses en lignende udvikling, hvor grænselaget adskiller sig tydeligt fra naboaflejringerne, og som noget specielt er dette grænselag kraftig beriget med det sjældne grundstof iridium. Der er gennem tidernes løb fremsat flere teorier, som forsøger at forklare, hvorfor så mange dyregrupper forsvandt. I dag er det generelt accepteret, at jorden blev udsat for et asteroidenedslag som årsag til massedøden ved Kridt-Tertiær-grænsen, ref. /5.4/. Der er rimelig enighed om, at asteroidenedslaget har affødt, at partikler og gasser har forurenet både havet og landjorden og formodentlig også dæmpet sollyset gennem længere tid. Teorien kan også forklare den førnævnte forekomst af iridium, idet asteroider og materialer fra rummet ofte har et højt indhold heraf. Kridt-Tertiær-grænsen er beskrevet fra mere end 500 lokaliteter i verden, men Stevns Klint i Danmark er den lokalitet, hvor grænsen er bedst

5 • Øvre Kridt og Danien

blottet og mest tilgængelig. Derfor blev Stevns Klint i 2014 optaget på UNESCO’s verdensarvsliste – som lokalitet nr. 1007, der har fået betegnelsen “verdensarv”, ref. /5.4/. Figur 5.7 viser et geologisk profil af Stevns Klint samt den tydelige fremtoning af lagene med “fiskeler”.

Kalksten fra Tertiær (Danien)

Kvartære aflejringer

Lysegråt, merglet skrivekridt

Grænselag af “fiskeler”

Skrivekridt

Lamineret, sort ler Rødt, jernfarvet ler

Kystlinje

Kridt–Tertiær-grænsen

Skrivekridt 5 cm

Figur 5.7. Illustration af Stevns Klint i geologisk profil (tv.) samt “fiskeleret”, der tydeligt er inddelt i tre tynde lag (th.).

Foto: GEUS 2012, Jakob Lautrup

Kalksten fra Tertiær (Danien)

Øvespørgsmål til kapitel 5

Øvespørgsmål til kapitel 5 1.

Er der skrivekridt under hele Danmark?

Hvordan ser slamkalk ud? Hvilke kendetegn har det?

Hvordan ser Københavnerkalk ud? Hvilke kendetegn har det?

Hvordan er flinten i kalk dannet?

Danmark var i tiden Øvre Kridt en del af et stort havområde, der mod nordøst grænsede op til det Fennoskandiske landområde, der bl.a. omfattede nutidens Norge og Sverige. Hvordan var dette landområdes højdeforhold (sammenlignet med nutidens Norge og Sverige)?

Hvordan kan man ved en prøvebeskrivelse normalt kende forskel på, om en given kalkprøve er fra Øvre Kridt eller Danien?

I områder, hvor kalkundergrunden ligger tæt på terræn, kan der dannes jordfaldshuller og skorstene. Hvad er disse fænomener, og hvordan er de dannet?

Almindelig dansk moræneler fra istiden indeholder mange forskellige komponenter. Hvilke af disse komponenter har deres oprindelse i aflejringer fra Øvre Kridt og Danien?

Hvordan ser kalksandskalk ud? Hvilke partikler er den opbygget af?

10.

I det hvide skrivekridt kan der af og til i kalkgrave og klinter ses partier af rust. Hvordan kan dette forklares? Hvilken komponent i kridtet kan forvitre til rust?

1 1.

Hvorfor ligger kalken tæt på terræn nogle steder?

12.

Hvordan kan man normalt se på en flintesten, om den er fra tiden Øvre Kridt eller fra Danien?

Ingeniørgeologi

Ingeniørgeologien omfatter det spændende krydsfelt mellem geologi og

Inga Sørensen

Ingeniørgeologi

Inga Sørensen

Praxis – Nyt Teknisk Forlag