Prospektering – Geologiskt detektivarbete

1. Prospektering – Geologiskt detektivarbete Borrning i Marketorp, Östergötland April 2006

2. Innehåll Inledning: • Bergartscykeln • Plattektonik • Malmbildningsprocesser Prospektering; • Geologi • Stegen till “fynd” • Geokemi • Geofysik • Borrning • Gruvbrytning

3. Jorden, En värld I ständig förändring Plattektonik – Jorden är uppdelad I stora plattor som ständigt är I rörelse (ca 8-10 cm/år “ungefär samma hastighet som naglar växer”) I ellerinärhetenavplattgränsernaförekommervulkaniskaktivitetochjordbävningar Dessaaktiviteterharpågåttimerän 4 miljarderår Page 1

4. Geologi, bergarter, mineraliseringar? ”Geologi” betyder läran om jorden. Hur bildas bergarter ? Ett flertal processer bidrar till bildandet av olika typer av bergarter. Några av dessa är, vulkanism, erosion, sedimentation, kompaktion och uppsmältning. Dessa ständigt pågående processer benämns ofta med ”Bergartscykeln”. Bergartscykeln Vad är malm ? Ett antal unika processer delvis kopplade till ”Bergartscykeln” förflyttar och ansamlar metaller i mineral i en större mängd så att de kan utvinnas. När utvinningen kan ske med ekonomi benämns mineralförekomsten ”malm”.

5. Värmekälla (driver konvektionsströmmar och möjliggör upplösning av metaller) Massiva sulfider Havsbotten Rhyolitisk vulkanism på havsbotten Regional konvektionscell skapar ett hydrotermalt system som transporterar metaller och ger upphov till bergartsomvandlingar. 1 - 3 km under havsbotten Magmatiskt hydrotermalt system (transporterar metaller och ger upphov till bergartsomvandlingar) Metaller urlakade ur vulkaniska bergarter och/eller magmor Felsisk Intrusion under havsbotten 2 - 5 km under havsbotten Mafiska intrusioner Vätska Modell för malmbildningsprocesser Geokemisk modell Metalltransport i lösning Metall källa Malm- förekomst Page 2

6. Modell för malmbildningsprocesser forts Heta källor, ”Black Smokers”, på havsbotten för upp metallhaltigt vatten ur vilket malmmineral faller ut, sedimenterar och bildar stratabundna malmer. Vattnet kan vara flera hundra grader varmt men kokar inte pga det höga trycket. När temperaturen hos det uppträngande vattnet sjunker minskar lösligheten hos metallföreningarna och de bildar små kristaller.

7. Tolkning- bearbetning Modellering- prognos Prioritering- planering Malmletning / Prospektering ”Stegen till fynd” METODIK Ekonomi och miljö Åtgärd Fas I Fas III Fas II Fas IV INZOOMNING HJÄLPMEDEL Geologi Geofysik Geokemi Borrning Bra stratigrafi Omvandling Mineralisering Malm Måltavla ”Tavelträff” etc UTVÄRDERING

8. Helsinki Stockholm GruvorochProspektering I Sverige PRODUKTION/PROSPEKTERING • Norrbotten Järn, Järn-Koppar-Guld • Skelleftefältet Koppar-Zink-Bly-Guld-Silver • Bergslagen Järn, Koppar-Zink-Bly-Guld-Silver

9. Prospektering eller malmletning? Att leta mineraliseringar är som att leta efter en nål i en höstack... Bedömning av mineralinnehåll och bergart För att hitta mineraliseringar Behöver man studera bergarterna så att man säkrare kan bedöma var mineralerna finns. Provtagning av berghäll Ag Na2O SiO2 För att kunna skapa sig en bild av hur berget har bildats och var mineraliseringar kan förväntas så skickas ibland prover till laboratorier för analys. Pb Zn Au K2O Al2 O3 Cu

10. Geologiska kartor Berggrundsgeologi Granit Sediment Grafitiska lerstenar Dacitiska intrusioner Basaltiska/andesitiska vulkaniter Ryolitiska vulkaniska fragment bergarter Dacitiska vulkaniter Ryolitiska vulkaniter och intusioner Uppåtbestämning på lagren Förkastningar och rörelsezoner Kvartärgeologi Räfflad morän Isälvsrännor Högsta kustlinjen Bolidenmalmen 1925-1967 Geologisk karta över Bolidenområdet Vid berggrundskartering tittar man på - mineral - bergarter - och hur bergarterna breder ut sig Man ritar kartor med olika färger för olika bergarter En sådan karta kallas för en geologisk karta Kartorna används vid malmletning som ett underlag för var man bör göra andra typer av undersökningar.

11. Kan jord och sten visa vägen till mineraliseringar ? Ovanpå berggrunden ligger morän (jord), som inlandsisen krossat ned från berggrunden och spridit ut när isen förflyttat sig. I moränen kan man därför hitta spår efter mineraler som ligger dold under jordtäcket. Provtagning av morän och berggrund Mineraliserade block Analys av moränprover Istransport Genom att analysera moränprover kan man skapa sig en bild av hur mineraliseringen ser ut Höga halter av koppar 1 km Fördelningen av koppar i jorden

12. Kan man hitta mineraliseringar som Ligger långt under markytan ? Med olika geofysiska metoder kan man hitta mineraliseringar under markytan. Vid geofysiska mätningar utnyttjar man de olika mineralens och bergarternas fysiska egenskaper för att kartlägga hur de är fördelade i berggrunden. Exempel på fysiska egenskaper är elektriska egenskaper, magnetiska egenskaper och tyngdkraft. Mätare med instrument Schematisk bild som visar elektromagnetisk mätmetod Här följer några exempel: Metod: Elektro(magnetisk) mätning Elektrisk ledningsförmåga Elektrisk laddningsförmåga (IP) IP Anomali Magnetiska zoner Metod: Magnetisk mätning Magnetisk susceptibilitet (hur starkt eller svagt magnetisk en bergart är) Metod: Gravimetisk mätning Densitet. (hur tung eller lätt en bergart är) Tyngdöverskott 500 m

13. Principskiss – geofysiska mätmetoder Tyngdkraft Magnetfält Elektromagnetiskt fält

14. Kärnborrning Vid kärnborrning upptas kontinuerligt kärnor av berget för vidare kartering och analysering. Borrningen är kostsam (> 1000 kr/m) och det är därför angeläget att man borrar på rätt ställe. Geologi och olika typer av mätningar styr var man borrar. Borrmaskin Borrhålsmätning Ett borrhål kan ibland vara över 1000 m djupt. De flesta hål böjer av, så under borrningen görs regelbundna krökmätningar för att veta hur hålet kröker i berget. Borrhålet kan även utnyttjas för olika typer av geofysiska mätningar. Schematisk bild av elektromagnetisk mätning i borrhål

15. Provbrytning Många tillstånd krävs innan man kan öppna en gruva t.ex. • Miljökonsekvensbeskrivning • Överrenskommelse med markägare • Avsätta pengar för återställande efter avslutad brytning Därefter kan man göra gruvundersökning och provbrytning

16. Gruvdrift Beroende på malmens sammansättning och form krävs olika brytningsmetoder. Dagbrott är billigast men fungerar bara då malmen ligger nära markytan. Större mängd brutet gråberg innebär högre utvinningskostnader vid underjords- brytning. Då malmen är av begränsad storlek har gruvan en bestämd livslängd.

17. Återställning Hårda miljökrav ställs på gruvdrift när det gäller utsläpp av metaller och surt gruvvatten. Efter avslutad gruvdrift återställs gruvområdet till så nära ursprungligt skick som möjligt. Bilderna visar slamdammen vid Saxbergsgruvan norr om Ludvika före och efter återställning. Återställning av gruvor har gjorts med lyckat resultat under senare år. Saxbergets slamdamm har täckts med kompakterad morän med hög lerhalt. Efter två år är ytan täckt av växtlighet. Kontakt mellan anrikningssand och luftens syre förhindras och metallutsläpp förhindras/minskas. Noggrann uppföljning av miljön måste ske både före och efter gruvans livstid då höga metallhalter förekommer naturligt på flera ställen i landet. Man måste känna till bakgrundsnivån för att veta om en återställning lyckats eller inte = viktigt med MKB.

18. Frågor?