DGF Grundvandsmøde 23. september 2004 · 7

Strukturgeologisk, sedimentologisk ogsekvensstratigrafisk analyse af seismiske data

HENRIK OLSEN, MADS JENSEN MØLLER & CARSTEN PLOUG

Olsen, H., Møller, M.J. & Ploug, C. 2004-12-20: Strukturgeologisk, sedimentologisk og sekvensstra-tigrafisk analyse af seismiske data. DGF Grundvandsmøde 2004. Geologisk Tidsskrift 2004 hæfte 2,pp. 7–9, København.

Refleksionsseismisk kortlægning er inden for de se-neste 3–4 år blevet en integreret del af grundvands-undersøgelser i Danmark, hvilket ikke mindst skyl-des en forenkling af dataindsamlingen og dermeden lavere pris end tidligere. Kvaliteten af de seismi-ske data er i mange tilfælde meget høj. Det er såle-des muligt at kortlægge geologiske lag med en tyk-kelse på helt ned til ca. 10 m, selvom de ligger begra-vet på mere end et par hundrede meters dybde. Denseismiske metode er dermed væsensforskellig fra deandre elektriske og elektromagnetiske undersøgel-sesmetoder, som udviser en markant forringelse afopløseligheden i dybden. Det betyder, at det er mu-ligt at foretage en meget detaljeret geologisk tolkningved hjælp af seismiske data. Der er efterhånden etab-leret et stort erfaringsmateriale, og i dette indlægvises eksempler på, hvordan man kan anvende struk-turgeologisk, sedimentologisk og sekvensstratigra-fisk analyse af de seismiske data i forbindelse medgrundvandsundersøgelser.

Tektonisk betinget fordeling afvandbremsende lagPå det sydlige Lolland udgør fedt paleocænt ler denøverste del af prækvartæret. På den nordlige del erleret borteroderet, og prækvartæroverfladen udgø-res af Danien kalk og skrivekridt. Der er meget ringeboringsinformation vedrørende det paleocæne lersudbredelse og tykkelsesvariation, men flere forholdtyder på, at der er relativ stor variation i tykkelsen.Da tykkelsesvariationer i det fede ler har afgørendebetydning for opstilling af en realistisk grundvands-strømningsmodel, blev der foretaget en refleksions-seismisk kortlægning til belysning af problemstillin-gen. En strukturgeologisk analyse af en seismisk li-nie syd for Maribo viser, at to tektoniske hændelserer afgørende for udbredelsen og tykkelsesvariatio-nerne af det paleocæne ler, henholdsvis saltbevægel-ser og forkastningsaktivitet (Fig. 1). Saltbevægelserved Rødby har betydet en opdoming af de prækvar-tære lag, og senere istidserosion har betydet, at depaleocæne lerlag er fjernet over saltdomen. Forkast-ninger har ligeledes været aktive i eller efter Paleocæntid. Det har betydet, at det paleocæne ler er blevetnedforkastet, således at op til 180 m er blevet beva-

Figur 1. Seismisk profil fra Lolland, vertikalskala i millisekunder, som stort set svarer tilmeter i dybde. Paleocænt ler er markeretmed grønt. En stor forkastning i højre sideaf profilet medfører et stort spring itykkelsen af leret. I venstre side ses enopdoming af de prækvartære lag på grundaf saltbevægelser. Kvartær erosion harfjernet leret over saltdomen.

8 · Geologisk Tidsskrift 2004 / 2

ret på den nedforkastede blok, mens der kun er ca.40 m ler på den anden side af forkastningen. De de-taljerede oplysninger fra seismikken er blevet sup-pleret med oplysninger fra transient elektromagne-tiske (TEM) sonderinger. Sonderingerne har givetinformation om de kvartære lag, men har ikke kun-net bidrage med oplysninger om det paleocæne ler.Det er således af afgørende vigtighed for den geolo-giske model og grundvandsmodellen, at seismikkenhar kunnet bidrage med oplysninger om det paleo-cæne lers udbredelse og tykkelsesvariationer.

ForkastningsbetingetmagasinafsnøringI et område ved Sørvad i Ringkjøbing Amt er derforetaget en seismisk kortlægning af de neogene af-lejringer, som mange steder indeholder vigtigegrundvandsmagasiner. I det pågældende områdeoptræder der blandt andet den uformelle enhed ’Bas-trup sand’, som dog i dette område må betragtes somen enhed bestående af vekslende sand og ler. En af

Figur 2. Seismisk profil fra Sørvad,vertikal skala i millisekunder, som stortset svarer til meter i dybde. Grund-vandsmagasinet ’Bastrup sand’ ermarkeret med gult. En forkastning påca. 60 meter gennemsætter ’Bastrupsandet’ i den markerede cirkel ogskaber en magasinafsnøring.

Figur 3. Seismisk profil fra Billund,vertikal skala i millisekunder, som stortset svarer til meter i dybde. To højst-andskomplekser (HS) med stejltstillededeltafront-aflejringer kan erkendes. Enfluviatil kanal udfyldt med sedimenterunder lavstandskomplekset (LS) kanligeledes udskilles. Disse sekvens-stratigrafiske enheder er potentiellegrundvandsmagasiner.

DGF Grundvandsmøde 23. september 2004 · 9

de indsamlede seismiske linier viser, at en forkast-ning med en vertikal forskydning på ca. 60 mgennemsætter ’Bastrup sandet’ (Fig. 2). Det betyder,at der sker en magasinafsnøring, som skyldes, at derikke er kontakt mellem de sandede lag på de to sideraf forkastningen. Desuden kan der være smurt lerud langs forkastningsplanet, hvilket kan medføre enbarriere for grundvandsstrømmen.

Sekvensstratigrafisk analyseDetaljeret sedimentologisk analyse og sekvens-stratigrafi er så småt begyndt at finde indpas i grund-vandsundersøgelser. Et eksempel fra Billund i RibeAmt viser, hvordan sådanne analyser kan anvendes.I det pågældende område findes både det neogene’Bastrup sand’ og det lidt ældre neogene ’Billundsand’ . En detaljeret sedimentologisk og sekvensstra-tigrafisk analyse viser, at det et muligt at inddele deneogene aflejringer i sekvensstratigrafiske komplek-

ser (Fig. 3). Da aflejringer fra højstandskompleksetofte er karakteriserede ved at være sandrige, er detpå denne baggrund muligt at udpege potentiellegrundvandsmagasiner. Opfyldning af dybt erode-rede fluviatile kanaler i lavstandskomplekset kan li-geledes indeholde sand og grus. De kan derfor ogsåudpeges som potentielle grundvandsmagasiner.

KonklusionerPå basis af erfaringerne med refleksionsseismisk kort-lægning i Danmark kan det konkluderes at:1. Seismiske data af høj kvalitet kan indsamles til en

relativ lav pris.2. Strukturgeologiske tolkninger af seismiske data

kan anvendes i forbindelse med hydrogeologi-ske vurderinger.

3. Sedimentologiske og sekvensstratigrafiske tolknin-ger bidrager til lokalisering af grundvandsmaga-siner.

Henrik Olsen, Mads Jensen Møller, Carsten Ploug, COWI, Parallelvej 2, 2800 Kongens Lyngby, e-post: heo@cowi.dk