|
Den moderne udvikling af computere
med deraf følgende anvendelse af digitale metoder har
haft stor betydning for den geovidenskabelige forskning. Det
er derfor blevet en nødvendig og væsentlig opgave
for GEUS at bringe oplysninger om geologiske forhold på
digital form, for at disse data på en tidssvarende måde
kan blive let tilgængelige for interessenter, der dels
repræsenterer samfundet generelt, men måske især
de mere intensive brugere, der anvender oplysningerne i videnskabelig
eller erhvervsmæssig øjemed.
Denne udvikling stiller store
krav til kvantificering og systematik af indsamling, opbevaring
og brug af data. Udviklingen mod digitale data tog sin begyndelse
hovedsageligt i geofysiske discipliner som seismik, flybårne
målinger og remote sensing, hvor de store datamængder
gjorde det uomgængeligt nødvendigt at bruge computere.
Den digitale revolution omfatter nu alle geovidenskabelige discipliner.
For anvendelsen af de store datamængder, har ikke mindst
Geografiske Informations Systemer (GIS) stor betydning.
Digitale data i geologisk kortlægning
og forskning
Når det gælder mineralske råstoffer i Grønland,
er det GEUS' Afdeling for Malmgeologi, der sammen med Afdeling
for Geologisk Kortlægning indhenter nye data og sammenstiller
eksisterende data for at tilvejebringe samlede, helst homogene,
digitale datasæt omfattende alle typer af geodata fra "onshore"
Grønland. Nye data produceres i stigende grad i digital
form, fordi mange felt- og laboratorieinstrumenter nu indeholder
computere og derfor kan levere digitale data til de relevante
databaser. Det gælder således f.eks. flybårne
geofysiske opmålinger og kemiske analyser af sedimenter
eller bjergartsprøver. Derimod volder de store, arkiverede
og ofte vigtige datamængder fra tidligere årtiers
aktiviteter større vanskeligheder. Det er her nødvendigt
at gennemføre en kvalitetssikret digitaliseringsproces,
hvis karakter og enkeltheder afhænger af hvilken type af
informationer det drejer sig om. Der har måttet bruges
betydelige kræfter og ressourcer på dette, men det
betaler sig fordi der er tale om informationer af høj
kvalitet der på den måde sikres for fremtiden. Allerede
nu er det nemlig ikke usædvanligt, at data som ikke findes
i digital form simpelthen ikke indgår i de analyser, som
f.eks. efterforskningsselskaber anvender, når de hurtigt
skal danne sig et indtryk af et områdes mineralpotentiale.
I forbindelse med den erhvervsmæssige mineralefterforskning
i Grønland er det derfor en myndighedsopgave at stille
så mange data som muligt til rådighed i digital form
for derved at tiltrække interessen og give mulighed for
den bedst mulige indgang til de geologiske problemstillinger.
Dette har fået det Grønlandske Hjemmestyre til økonomisk
at støtte både indsamlingen af geofysiske/geokemiske
data og overgangen til digital databehandling og arkivering.
Udvikling af GimmeX
For at kunne lagre og håndtere de efterhånden meget
store digitale datamængder kræves forskellige avancerede
computerprogrammer, ligesom en professionel opbygning af relationsdatabaser
er nødvendig. Arbejdsrutiner i felten og under arbejdet
med sammenstilling og tolkning af data har måttet indrettes
med henblik på den digitale verden.
Siden begyndelsen af halvfemserne har Afdeling for malmgeologi
været i gang med en sådan proces. For fem - seks
år siden formuleredes de grundlæggende principper
for udviklingen af de nødvendige programmer og arbejdsrutiner;
konstruktionen af et system til "Geoscience Information
Management for Mineral Exploration in Greenland" (GimmeX)
blev formuleret og sat i gang, og er stadig under udvikling.
Der er tale om en kombination af relationsdatabaser, kommercielle
professionelle programmer til specifikke anvendelser, arbejdsrutiner
og metoder, som tilsammen gør det muligt at håndtere
og udnytte de digitale geovidenskabelige data på en effektiv
måde.
I løbet af de sidste fem
år har Geografiske Informations Systemer (GIS) spillet
en mere og mere central rolle og GIS er nu en af de helt centrale
indgange til GEUS digitale data på mineralområdet
i Grønland.
Sideløbende hermed er
der i Afdeling for Geologisk Kortlægning sket en omfattende
udvikling med digital udtegning af topografiske og geologiske
kort fra flyfoto og en omlægning af kortproduktion til
digital produktion. Udviklingen har medført at både
forskere og teknisk personale har måttet tilegne sig nye
færdigheder i anvendelsen af computere og programmer.
Tematiske kort og CD-ROM'er
Baseret på de digitale data er der i halvfemserne fremkommet
et antal produkter, som afspejler den udvikling der er sket.
De Tematiske Kortserier udgivet
i 1990, 1994, og 1996 præsenterede store datamængder
på papir, men det forudsatte en forudgående digital
kompilation af grundlaget for de ca. 50 computerfremstillede
plot, som hver af de tematiske kortserier indeholder. I 1998
tog Afdeling for malmgeologi endnu et skridt og udgav en fornyet
udgave af de tematiske kort fra Inglefield Land, men nu som en
egentlig digital udgivelse på CD-ROM i ArcView Project
File format sammen med en pdf-formateret udgave af den ledsagende
tekst og alle kortene.
Det sidste skridt er repræsenteret
ved den netop afsluttede kompilering af data fra Sydgrønland,
som inddrager endnu flere data og metoder i processen end tidligere,
og som giver mulighed for en bedre forståelse af områdets
geologi gennem en bredere udnyttelse og integration af forskellige
datatyper (Fig. 2).
|
Fig. 2 Åbningsbilledet
på GEUS' udgivne CD-ROM indeholdende en omfattende samling
af digitale data fra Sydgrønland.
|
|
|
Et nyt eksempel fra Sydgrønland
Arbejdet med sammenstilling af data fra Sydgrønland (her
defineret som området syd for 62º nordlig bredde)
i GIS format til udgivelse på CD-ROM har været omfattende.
Den for tiden højst prioriterede anvendelse af disse data
er en vurdering af mineralpotentialet i Sydgrønland, men
der er mange andre anvendelsesmuligheder, fordi de store datamængder
nu er indgået i GimmeX databaserne. Med en indsats fra
store dele af personalet i afdelingerne for malmgeologi og geologisk
kortlægning er der nu fremstillet en CD-ROM som i digital
form indeholder et nyt geologisk kort i skala 1 : 500 000, geokemiske
kort baseret på alle hidtidige undersøgelser, samt
geofysiske kort baseret på de nyeste flybårne undersøgelser
såvel som tidligere undersøgelser.
Mere end 100 mineralforekomster er blevet beskrevet, og et stort
antal oplysninger bl.a. om kemiske analyser af bjergartsprøver,
litteraturfortegnelser, oversigter over feltkort, etc. er blevet
gennemgået og sammenstillet efter stringente kriterier.
En kortfattet gennemgang af hovedtrækkene af den geologiske
udforskning af Sydgrønland understreger hvor mange forskellige
typer af data, der skal overskues, behandles og sammenstilles.
Geologiske undersøgelser
og dataindsamling i Sydgrønland
Det daværende Grønlands Geologiske Undersøgelse
(GGU) startede i 1950'erne geologisk kortlægning af Sydgrønland
i målestoksforhold 1:100 000, hvor 7 ud af 12 kortblade
blev udgivet. Undersøgelserne afsluttedes i 1975 med sammentegning
af et geologisk kort i skala 1:500 000. Den geologiske viden
om Sydgrønland blev dokumenteret i feltkort, dagbøger,
rapporter og videnskabelige publikationer og sammenfattet i forskellige
afsnit af bogen "Geology of Greenland" der udkom i
1976. I samme periode var flere universiteter meget engagerede
i den geologiske udforskning af nogle af de geologiske formationer
i Sydgrønland, og den videnskabelige interesse fortsatte
efter at GGU flyttede kortlægningsindsatsen til andre områder
af Grønland.
En fornyet indsats i regional
skala startede med SYDURAN- og SYDEX-projekterne 1979-1986, som
udførtes i et samarbejde mellem GGU og Forsøgsanlæg
Risø. Over en stor del af Sydgrønland blev der
foretaget systematisk indsamling af bæksedimentprøver(Fig.
3), og gammastrålingsintensiteten blev systematisk målt
fra helikopter. SYDURAN projektet var oprindeligt et uraneftersøgningsprogram
sat i gang for at få kortlagt de europæiske fællesskabers
uranressourcer, men udviklede sig til et mere generelt mineralefterforskningsprojekt
(SYDEX). Fra det tidspunkt blev alle prøvelokaliteters
koordinater og analysedata lagret i databaser. Systematisk indsamling
og analyse af bæksedimenter blev videreført i den
øvrige del af Grønland og de resterende dele af
Sydgrønland blev dækket i henholdsvis 1992 (øst)
og 1993 (nordvest), se fig.4.
I 1990erne havde GGU, (fra 1995 GEUS) feltaktiviteter i det såkaldte
SUPRASYD projekt. Det resulterede i færdiggørelse
af 2 af de 5 resterende geologiske kortblade i 1:100 000, og
i fund af mange nye mineraliseringer. Indsamlingslokaliteter
og analyseresultaterne for de indsamlede bjergartsprøver
blev indført i database. Igen var interessen stor fra
danske og udenlandske universiteter, og en gruppe universitetsforskere
fortsatte med videnskabelige undersøgelser i Sydgrønland
i samarbejde med GEUS.
I samme periode blev en omfattende
indsamling af tungmineraler fra bæksedimenter gennemført
af Nunaoil A/S. Analyserne af tungmineralprøverne blev
sidenhen overdraget til GEUS, hvor de indgår i databaserne
vedrørende Grønland.
Som et led i den aeromagnetiske
kortlægning af Grønland blev der foretaget målinger
af magnetfeltet fra fly over Sydgrønland i 1995 og 1996.
Endvidere blev i 1996 det elektromagnetiske felt opmålt
fra helikopter over udvalgte områder i den nordlige del
af Sydgrønland. Kort og matrikelstyrelsen (KMS) formidlede
tyngdefeltsdata stammende dels fra amerikanske flybårne
målinger dels fra målinger på jordoverfladen
gennemført af KMS og GEUS.
Foranlediget blandt andet af et ønske fra Grønlands
Hjemmestyre, gik KMS og GEUS igang med at fremstille en digital
udgave af KMS' kortserie i målestok 1:250 000. Kortet blev
revideret i 1995 og yderligere forbedret i 1998. Visse steder
i Sydøstgrønland betød det forandringer
i km skala. Det medførte at alle lokalitetsdata, der
var aflæste eller digitaliserede fra de ældre kort,
skulle tilpasses det nye kortgrundlag i en meget tidkrævende
proces.
De første kemiske analyser
af bæksedimenter er fra 1979. I løbet af 80'erne
skete der store fremskridt på det analysetekniske område
og senere indsamlede prøver er blevet analyseret med nye
metoder. Tidligere indsamlede prøver blev analyserede
på ny, for at bestemme indhold af flere grundstoffer. Det
har dog vist sig, at kemiske analyser foretaget med forskellige
metoder eller med samme metode på forskellige tidspunkter
ikke altid er direkte sammenlignelige, så det har krævet
genanalyser af gamle prøver med nye metoder og efterfølgende
korrektioner af gamle værdier for at gøre alle datasæt
sammenlignelige.
Sydgrønland - en mineralprovins
Siden begyndelsen af det 19. århundrede har interessen
for mineralrigdommene i Sydgrønland været stor og
har resulteret i minedrift flere steder. Fig. 4 viser tidligere
miner og Fig. 5 viser lovende muligheder (prospekter). Udover
den meget givende kryolitmine i Ivittuut har der været
brudt grafit samt kobber to steder. Flere mineralforekomster
har været grundigt undersøgte med brydning for øje.
Det gælder uran i Kvanefjeld, zirkonium i Kangerluarsuk
(Kringlerne), niob og tantal ved Motzfeldt Sø, og guld
mineraliseringer har været undersøgt flere steder,
se Fig. 5. Det hidtil mest lovende guldfund ved Nalunaq (Kirkespirdalen)
er i øjeblikket i en prøvebrydningsfase med henblik
på iværksættelse af kommerciel minedrift.
Mange af forekomsterne (kobber,
grafit, jern) er blevet fundet fordi de er synlige. Kobberholdige
mineraler giver irgrønne forvitringsfarver, mens grafit
og jernforekomster afsløres af rustzoner (Fig. 6). Uran
og thorium mineraler er svære at kende, men udsender gamma
stråling og kan findes ved hjælp af specielle måleinstrumenter
(Fig. 7), mens ædelmetaller (guld, sølv, platin)
og mange sjældne metaller, der normalt ikke er synlige,
kun kan findes ved analyse af indsamlede prøver. Den kommercielle
prospektering (mineralefterforskning) er afhængig af den
øjeblikkelige markedssituation og er derfor rettet mod
bestemte mineraler eller metaller på givne tidspunkter.
Den er i sagens natur usystematisk og mange områder i Sydgrønland
har da også kun været genstand for sporadisk prospektering.
Det bedste grundlag at vurdere det samlede mineralpotentiale
på er derfor de data der stammer fra målinger og
kemiske analyser for så stort et antal grundstoffer som
muligt i systematisk indsamlede prøver fra hele områder.
To angrebsvinkler tages ofte i brug ved vurderingen af mineralpotentialet.
Den ene er en opsummering af data, der tyder på at malmdannelse
(mineralisering), har fundet sted. Det vil sige en kortlægning
af kendte forekomster og lokaliteter, hvor prøver af bæksedimenter
eller bjergarter udviser høje indhold af de mineraler
og grundstoffer, der er interesse for at udvinde. Den anden baserer
sig på ideer om at bestemte typer af mineralforekomster
forekommer i bestemte geologiske miljøer. Det gælder
derfor om at finde ud af hvilke geologiske miljøer, der
har eksisteret i Sydgrønland i løbet af den periode
i jordens historie, hvori de geologiske formationer er dannet.
Det er ikke en enkelt opgave,
da store dele af Sydgrønland har været igennem bjergkædefoldninger,
hvor mange af spor efter de oprindelige dannelsesmiljøer
er blevet ødelagt. Erkendelsen af disse kommer således
til at afhænge af tolkninger (geologisk modeller) af de
geologiske observationer, man kan gøre på de stærkt
forstyrrede og omdannede bjergarter, som fjeldene består
af i dag.
Geologiske modeller og dannelse af mineralforekomster
Sydgrønlands geologiske historie strækker sig tilbage
til Arkæisk tid, og de ældste blandt de aldersbestemte
bjergarter er ca. 3 milliarder år gamle. Det arkæiske
grundfjeld udgør Sydvestgrønland fra Sisimiut og
sydover og har sin sydgrænse ved Kobberminebugt. Syd herfor
findes den ketilidiske provins hvis geologiske formationer blev
dannet i løbet af den første del af proterozoisk
tid, samt Gardar provinsen dannet i forbindelse med en senere,
langvarig, vulkansk aktiv periode (fig. 8).
|
Fig. 8 Skematisk oversigt over
Sydgrønlands geologiske dannelser med tilhørende
vigtigste mineralforekomster.
|
|
|
I det arkæiske grundfjeld
er det formationer af grønlige skifre ved navn Tartoq
gruppen, der er af størst interesse fra et økonomisk
geologisk synspunkt, idet den indeholder båndede jernmalme
og guldførende kvartsårer. Skifrene er omdannede
basaltiske lavaer og den geologiske model for Tartoq gruppens
aflejringsmiljø er et hav med stærk vulkansk aktivitet.
På havbunden dannedes udbredte jernformationer som også
indeholder lidt guld. En højere koncentration af guld
findes i kvartsårer, der tænkes dannet i forbindelse
med senere jordskorpebevægelser ved at hedt vand har afsat
guld og kvarts i sprækker.
Den ketilidiske provins inddeles
i de zoner der vises på fig. 5. I grænsezonen er
det arkæiske grundfjeld stærkt påvirket af
de jordskorpebevægelser, der fandt sted i den ketilidiske
periode. Batholith zonen består næsten udelukkende
af store granitiske bjergartskomplekser, og mod sydøst
er der to zoner med stærkt foldede sedimentære bjergarter,
der er mere eller mindre omdannede på grund af deformationer
og store varmepåvirkninger.
Der er ældre geologiske
modeller for dannelsen af Sydgrønland, men den seneste
og mest velfunderede model for den ketilidiske provins bygger
på observationer og aldersbestemmelser foretaget i løbet
af SUPRASYD projektet. Den udsiger, at bjergarterne er dannet
som følge af at en oceanisk plade stødte ind mod
og skubbede sig derefter ned under det arkæiske kontinent.
I en sådan situation skabes
der en række af vulkaner, en vulkansk øbue, hvis
vulkaner fodres fra dybereliggende magmakamre. Det var sådanne
magmaer der ved størkning blev til de store granitlegemer
i Batholith zonen. Vulkanerne blev efterhånden nedbrudt
ved erosion og nedbrydningsmaterialet aflejredes i havet sydøst
for øbuen. På nordvestsiden af øbuen, dvs.
mellem øbuen og kontinentet var der et mindre hav (ikke
ulig farvandet mellem Japan og Kina), hvori der blev aflejret
nedbrydningsmateriale både fra kontinentet og øbuen,
men også store mængder lavaer fra undersøiske
vulkaner. På grund af den oceaniske plades fortsatte bevægelse
ind mod kontinentet blev øbuen og havaflejringerne på
begge sider presset op i en bjergkæde. Som et sidste trin
i den ketilidiske periode trængte granitiske magmaer ind
i bjergkæden og størknede under dannelse af såkaldte
rapakivi granitter. Bjergkæden blev nedbrudt og granitkomplekserne
hævedes op til overfladen i løbet af de 400 millioner
år der gik inden de næste jordskorpebegivenheder
fandt sted.
I den ketilidiske periode dannedes
kobbermalmen i Kobberminebugten og guldforekomsterne i den sydøstlige
del af Sydgrønland. I begge tilfælde er der tale
om malmførende årer, dannet ved afsætning
af metaller i sprækkezoner på omtrent samme måde
som guldårerne i Tartoq bjergarterne. Ved Illorsuit er
der en mindre forekomst af det uranrige mineral uraninit, som
formentlig er dannet allerede under aflejringen af sedimenterne.
Formationerne i Gardar provinsen
har ikke været udsat for bjergkædefoldninger og det
er forholdsvis let at se at det geologiske miljø, der
herskede i Gardar perioden bestod i opsprækninger af
jordskorpen med tilhørende vulkansk aktivitet. På
overfladen dannedes store gravsænkninger hvori aflejredes
sedimenter og vulkansk materiale, og fra stor dybde under jordskorpen
banede magmaer sig vej, indtil de fandt plads i store kamre nogle
få kilometer under den daværende overflade, hvor
de størknede. Dele af magmaet trængte op i sprækker
og dannede store gangsystemer.
Mineralogisk og kemisk er Gardar
provinsens magmabjergarter meget forskellige fra dem der dannedes
under den ketilidiske periode. Gardar bjergarterne er meget rige
på alkalimetaller (natrium og kalium) og fluorholdige mineraler.
Visse bjergarter er desuden særlig rige på uran,
thorium og metaller som zirkonium, niob, tantal og yttrium. De
har derfor tiltrukket sig stor interesse fra et økonomisk
synspunkt og flere forekomster er grundigt undersøgte
med brydning for øje (fig. 9). I Ivittuut fandtes det
fluorrige mineral kryolit i så stor koncentration at det
kunne bære minedrift fra 1856 til 1987, mens de øvrige
forekomster vist på fig. 5 (L, M, N, P) endnu afventer
at ændringer i markedssituationen skal gøre minedrift
økonomisk rentabel. Den største uranforekomst ligger
i Kvanefjeld (K), men lødigheden er lav og uranen er svær
at udvinde. I Gardar provinsens system af sprækker afsattes
under Gardar perioden tynde årer af højlødig
uranmalm. Hidtil er der ikke fundet store malmmængder,
selv ikke i den rigeste forekomst, der ligger øst for
Kringlerne (D).
Langt senere, i Mesozoisk tid,
for omtent 200 millioner år siden, fandt fornyede, men
meget begrænsede jordskorpeprocesser sted i Sydgrønland
i forbindelse med, at Grønland begyndte at løsrive
sig fra Canada. I det arkæiske grundfjeld dannedes tynde
sprækker som fyldtes med magma. Disse vulkanske gange er
for små til at blive vist på det geologiske kort
i Fig. 5, men nogle af dem er vigtige fra et økonomisk
synspunkt idet de indeholder bjergarten kimberlit, der kan være
diamantførende. De fleste kimberlitgange forekommer ved
Pyramidefjeld.
Guldpotentialet
Fig. 10 viser et eksempel på et kort over et malmpotentiale,
hvor alle informationer, der tyder på eksistensen af guldmineraliseringer
er samlet. Mange af de kendte guldforekomster rundt omkring i
verden findes i bjergarter, der er karakteriseret ved at have
høje indhold af grundstofferne arsen (As) og antimon (Sb).
Derfor anses områder med høje koncentrationer af
disse to grundstoffer i bæksedimenter for at være
gunstige for gulmineraliseringer.
De indsamlede data og observationer
viser at guldmineraliseringer findes inden for geologiske enheder,
der udviser høje koncentrationer af arsen. De geologiske
modeller sammenholdt med de fundne guldmineraliseringer sandsynliggør
at guldet er blevet udludet fra sedimenterne og afsat i sprækker
i bevægelseszoner. Sådanne processer finder sted
omkring opstigende granitmagmaer. Det viser, at der er et potentiale
for guldforekomster i arsenprovinserne, hvor disse intruderes
af granitmagmaer i nærheden af bevægelseszoner. Forhøjede
indhold af guld og antimon i bæksedimenter eller tungmineralfraktionen
af bæksedimenter er tegn på at den proces, der kunne
danne guldmineraliseringer, rent faktisk har fundet sted. Områder
der er helt sorte på kortet figur 10 betyder, at der er
sammenfald af høje værdier for guld, arsen og antimon,
og dette anses for at være særligt gunstigt. De sammenstillede
data tyder på at der er mulighed for at finde flere forekomster
end de allerede kendte omkring Sermiligaarsuk Fjord i nord, omkring
Nanortalik, omkring mundingen af Lindenow Fjord og ved Danell
Fjord. Der skal nærmere undersøgelser til for at
se om mængden af afsat guld er økonomisk interessant.
Sydgrønlands samlede mineralpotentiale
Ved anvendelse af viden om de geologiske miljøer og processer
sammen med de digitale data vi har til rådighed, på
samme måde som i eksemplet ovenfor, kan det udledes, at
der i Sydgrønland udover guld er muligheder for at finde
forekomster indeholdende, uran, thorium, tantal, zirkonium, hafnium,
niob, yttrium, sjældne jordarters metaller, lithium, beryllium,
fluor, titan, nikkel, zink, platin, palladium, fosfor og diamanter.
Hvis der i fremtiden skulle blive et marked for de ovennævnte
eller andre grundstoffer som bæksedimenterne eller
bjergartsprøverne er analyserede for, vil CD-ROM'ens datasæt
kunne bruges til at sige noget om muligheden for forekomster
af det pågældende stof i Sydgrønland.
Fremtidige CD-ROM udgivelser
Erfaring fra Sydgrønland indgår allerede i udformningen
af nye indsatsområder i Vestgrønland fra 66°
til 70°15' nordlig bredde. Opbygningen og kvalitetskontrollen
er påbegyndt og vil formodentlig i det store og hele være
afsluttet i løbet af den første halvdel af 2001,
altså før feltsæsonen i 2001; især fordi
de seneste års aktiviteter i dele af dette område
allerede er på digital form, i modsætning til Sydgrønland,
som på mange måder har været et af de 'vanskeligste'
områder i Grønland som følge af de omfattende aktiviteter før "digitalalderen".
Denne udvikling gør det
muligt i fremtiden at bringe de digitale data med i felten og
supplere med nye digitale data efterhånden som de indsamles
i felten.
|