CBI ÖPPEN UPPDRAGSRAPPORT PX00536 Karaktärisering av

advertisement
CBI ÖPPEN UPPDRAGSRAPPORT PX00536
Karaktärisering av Bohusgranit i samband med
utbyggnad av E6, norra Bohuslän
www.cbi.se
CBI Betonginstitutet
Material, Borås
Karaktärisering av Bohusgranit i samband med utbyggnad av E6, norra
Bohuslän
Karin Appelquist, CBI Betonginstitutet
Thomas Eliasson, Sveriges Geologiska Undersökning
2011-02-11
Uppdragsgivare: Urban Åkeson, Trafikverket
Uppdragsnummer: PX00536
Nyckelord: Bohusgranit, geologi, helkrossballast, LA-värde, mikroskopi, petrografiska
egenskaper
Antal blad inkl bilagor:
32
Antal bilagor:
1
CBI Betonginstitutet AB
Stockholm
Borås
Lund
CBI
100 44 Stockholm
Besök Drottn Kristinas väg 26
114 28 Stockholm
c/o SP
Box 857
501 15 Borås
Besök Brinellgatan 4
504 62 Borås
Tel 010-516 68 00
Fax 033-13 45 16
c/o LTH Byggnadsmaterial
Box 118
221 00 Lund
Besök John Ericssons väg 1
223 63 Lund
Tel 010-516 68 32
Fax 046-222 44 27
Tel 010-516 68 00
Fax 08-24 31 37
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
Plusgiro
454538-0
Bankgiro
243-9412
Org.nummer
556352-5699
VAT No.
SE556352569901
Bank
Svenska Handelsbanken
Säte: Stockholm
CBI Uppdragsrapport
3 (31)
Innehållsförteckning
Sammanfattning ......................................................................................................................... 4 1 Syfte ............................................................................................................................. 5 2 Material ........................................................................................................................ 5 3 Metod ........................................................................................................................... 5 3.1 Makroskopisk analys.................................................................................................... 5 3.2 Mikroskopisk analys .................................................................................................... 5 3.3 Kornstorleksanalys ....................................................................................................... 6 3.4 Kornform- och kornfogsanalys .................................................................................... 6 3.5 Bestämning av mikrosprickor ...................................................................................... 7 3.6 Los Angeles-test ........................................................................................................... 7 4 Resultat......................................................................................................................... 8 5 Diskussion .................................................................................................................. 23 5.1 Omvandlingsgrad ....................................................................................................... 23 5.2 Kornstorleksanalys ..................................................................................................... 25 5.3 Kornform- och kornfogsanalys .................................................................................. 26 5.4 Mikrosprickor............................................................................................................. 26 6 Slutsatser .................................................................................................................... 30 Referenser................................................................................................................................. 30 Bilaga 1: Mall för bedömning av grad av sammanväxt mellan mineralkorn
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
4 (31)
CBI Betonginstitutet
Material, Borås
Öppen uppdragsrapport PX00536
2011-02-11
Karaktärisering av Bohusgranit i samband med utbyggnad av E6,
norra Bohuslän
Sammanfattning
Tunnslipsundersökningar samt Los Angeles (LA)-analys har utförts på fem olika typer av
Bohusgraniter, provtagna längs utbyggnad av väg E6 mellan Strömstad och Tanumshede.
Undersökningen har utförts som ett led i utvecklingen av nya, alternativa provningsmetoder
för vägmaterial som bättre återspeglar funktionsegenskaperna hos berget. Huvudsyftet med
undersökningen är att undersöka hur mekaniska egenskaper (i det här fallet LA-värde) kan
kopplas till bergarternas petrografiska egenskaper. Resultaten visar att bergarternas motstånd
mot fragmentering (LA-värde) är beroende av en kombination av dess omvandlingsgrad,
mikrosprickor och kornstorlek. LA-värdet i de undersökta proverna är främst beroende av
provets omvandlingsgrad av plagioklas. Andelen mikrosprickor är i sin tur ofta kopplat till
omvandlingsgraden. Ju högre andel sericit-omvandlad plagioklas desto färre mikrosprickor
och mindre sprickpropagering, vilket ökar provets motstånd mot fragmentering (lägre LAvärde). Även kornstorleken har betydelse för provets motstånd mot fragmentering, vilket är
särskilt tydligt för provet med minst kornstorlek.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
5 (31)
1
Syfte
För att bygga vägar energieffektivt och ekonomiska hållbart är det viktigt att material som
ligger i vägsträckningen utnyttjas på rätt sätt. I dagsläget krävs relativt stora volymer sprängt
bergmaterial för att bestämma bergartens lämplighet som vägmaterial eftersom det fastställs
med mekaniska analyser såsom Los Angeles (LA)-, mikro-Deval- och kulkvarnsanalys. Detta
innebär att man inte alltid, innan vägen byggs, kan avgöra om materialet som ligger i
vägsträckningen är lämpligt att använda som ballast eller ej. Under utbyggnaden av väg E6
mellan Strömstad och Tanumshede, har det framkommit att LA-värdet i samma bergartssvit
(Bohusgranit) skiljer sig stort längs väglinjen. Vissa varianter av Bohusgranit klarar inte de
krav som ställs i AMA 07 och VVTB 2007, medan andra varianter fungerar utmärkt som
bärlager (<LA40). Syftet med undersökningen är därför att utreda hur bergarternas
petrografiska egenskaper påverkar bergartens tekniska egenskaper (i det här fallet LA-värde)
och om man i förväg (utan mekaniska analyser) kan utröna vilket material som är lämpligt för
vägändamål. En funktionsbaserad petrografisk analys ger mer information om bergmaterialet
än en traditionell petrografisk analys, varför omvandlingsgrad, kornstorlek, kornform,
kornfogning, mineralorientering och mikrosprickor undersöks i tillägg till den mineralogiska
sammansättningen. Studien är del av projektet ”Energieffektivt utnyttjande av bergmaterial i
väglinjen” och har utförts tillsammans med Urban Åkeson, Trafikverket och Thomas
Eliasson, SGU. Syftet med huvudprojektet är bl.a. att utveckla nya, alternativa
provningsmetoder som bättre återspeglar funktionsegenskaperna hos berget.
2
Material
Fem bergmaterial, märkta PX00536-1, PX00536-2, PX00536-3, PX00536-5 och PX00536-7
analyserades i detta projekt. Provtagningen genomfördes 2010-09-22 av Urban Åkeson,
Trafikverket, Karin Appelquist, CBI och Thomas Eliasson, SGU; 2010-10-05 av Björn
Sandström, WSP samt 2010-10-13 av Urban Åkeson, Trafikverket. Materialen togs från
utbyggnad av väg E6 mellan Strömstad och Tanumshede (Figur 1), som stuffer ur upplag och
utgörs av fem olika varianter av Bohusgranit.
3
Metod
Tunnslipsundersökningar samt Los Angeles (LA)-analys har utförts. Prov sågades ut från
stuff för tillverkning av tunnslip. För LA-analys krossades proverna med en slägga, alternativt
krossades i en mobil kross för att sedan krossas i en labbkäftkross. Därefter siktades
provfraktionerna 10–11,2 samt 11,2–14 mm fram för vidare provning. För att uppnå ett
flisighetstal på <1,35 ± 0,05 siktades materialet på en 6,3 mm harpsikt.
3.1
Makroskopisk analys
Enligt SS-EN 932-3 - Petrografisk beskrivning, förenklad metod. Provets sammansättning
bedöms okulärt.
3.2
Mikroskopisk analys
Den optiska undersökningen genomfördes av 5 tunnslip enligt SS-EN 932-3 - Petrografisk
beskrivning, förenklad metod. Tunnslipen framställdes av Teknologisk Institut, Taastrup,
Danmark. Mineralsammansättningen i tunnslipen bestämdes genom punkträkning av en yta
på ca 30x40 mm i polarisationsmikroskop. Minst 500 punkter räknades. Sekundära
omvandlingar av plagioklas redovisas i en tre-gradig skala baserad på en procentuell del av
hur mycket av ursprungsmaterialet som är omvandlat.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
6 (31)
Figur 1. Berggrundskarta över
norra delen av Bohuslän
(modifierad från Lundqvist m.fl.
1994). Provtagningslokalerna är
märkta med respektive
provnummer.
3.3
Kornstorleksanalys
Kornstorlek och kornstorleksfördelning bestäms kvantitativt genom mätning av mineralkorn
som skär traverslinjer på respektive tunnslip. Mätningen görs i två riktningar på tunnslipet,
åtskilda med 90° vinkel. Analyssträckan är lika lång i båda riktningarna och minst 200
mineralkorn mättes. Mineralkornens längsta diameter mäts med linjal. Resultatet visas som en
kumulativ fördelningskurva tillsammans med största, minsta och medelkornstorleken för
provet.
3.4
Kornform- och kornfogsanalys
Kornform och kornfogning bedöms utifrån tunnslip med nomenklatur enligt Åkeson &
Hellman (pågående projekt) samt Eliasson (2002).
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
7 (31)
3.5
Bestämning av mikrosprickor
Kombinerade fluorescens och polarisationsmiroskopbilder används för kvantitativ bedömning
av mikrosprickor i provet. Antalet sprickor som skär en traverslinje räknas och redovisas som
antal sprickor/mm. Mätningen görs i två riktningar på tunnslipet, åtskilda med 90° vinkel.
Analyssträckan är lika lång i båda riktningarna och minst 100 mm lång. Mikrosprickorna
delas in i intragranulära- (inuti ett mineralkorn), transgranulära- (korsar flera mineralkorn)
och korngränssprickor.
3.6
Los Angeles-test
Enligt SS-EN 1097-2.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
8 (31)
4
Resultat
Prov
Koordinater (RT90)
Bergartsbeskrivning
Mineral volym-%
(punkträkning)
Sekundära
omvandlingar
PX00536-1 (Sämbacken)
6516571/0286308
Rödgrå, ojämnkornig, medelkornig, massformig, ovittrad granit.
Figur 2. Foto av prov PX00536-1. Myntets diameter är 25 mm.
Mineral
Punkter Volym Mätosäkerhet
%
±
Kvarts
135
27
3,8
Kalifältspat
138
27
3,9
Plagioklas 1 (<25 %)
54
11
2,7
Plagioklas 2 (25-75 %)
105
21
3,5
Plagioklas 3 (>75 %)
33
7
2,1
Potentiellt
2
0,4
0,5
alkalisilikareaktivt material
(ASR)
Opaka mineral
3
0,6
0,7
Biotit
9
2
1,1
Muskovit
8
2
1,1
Klorit
10
2
1,2
Övrigt (apatit, epidot,
10
2
1,2
titanit, pumpellit, fluorit)
Totalt
507
100
0,0
Huvuddelen av plagioklaskornen visar en måttlig till stark sericitomvandling.
Biotitkorn är ställvis klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot,
muskovit, fluorit, titanit och kalifältspat förekommer tillsammans
med biotit och klorit.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
9 (31)
Kornstorlek och
kornstorleksfördelning
Figur 3. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-1.
Medelkornstorlek: 2,01 mm
Max: 8,01 mm
Min: 0,04 mm
Kornform och kornfog Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn
och bildar en ojämnkornig, oregelbunden, svagt flikig
mikrostruktur.
Textur
Mikrosprickor
Figur 4. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3
mm.
Provet är massformigt.
Korngränssprickor: 0,38/mm
Intragranulära sprickor: 1,8/mm
Transgranulära sprickor: 0,14/mm
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
10 (31)
LA-tal*
Figur 5. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild
visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5
x 4,3 mm.
33 ± 1,1
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
11 (31)
Prov
Koordinater (RT90)
Bergartsbeskrivning
Mineral volym-%
(punkträkning)
Sekundära
omvandlingar
PX00536-2 (Vitevall)
6517287/0285967
Rödgrå till grå, ojämnkornig, medelkornig, massformig, ovittrad
granit.
Figur 6. Foto av prov PX00536-2. Myntets diameter är 25 mm.
Mineral
Punkter Volym Mätosäkerhet
%
±
Kvarts
119
24
3,7
Kalifältspat
191
38
4,2
Plagioklas 1 (<25 %)
47
9
2,5
Plagioklas 2 (25-75 %)
65
13
2,9
Plagioklas 3 (>75 %)
50
10
2,6
Potentiellt
0
0,0
0,0
alkalisilikareaktivt material
(ASR)
Opaka mineral
3
0,6
0,7
Biotit
9
2
1,2
Muskovit
8
2
1,1
Klorit
5
1
0,9
Övrigt (apatit, epidot,
5
1
0,9
titanit, fluorit, pumpellit)
Totalt
502
100
0,0
Huvuddelen av plagioklaskornen är starkt sericit-omvandlade.
Biotitkorn är ställvis klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot,
muskovit, titanit, fluorit och kalifältspat förekommer tillsammans
med biotit och klorit.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
12 (31)
Kornstorlek och
kornstorleksfördelning
Figur 7. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-2.
Medelkornstorlek: 1,9 mm
Max: 10,01 mm
Min: 0,08 mm
Kornform och kornfog Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn
och bildar en ojämnkornig, flikig mikrostruktur.
Textur
Mikrosprickor
Figur 8. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3
mm.
Provet är massformigt.
Korngränssprickor: 0,59/mm
Intragranulära sprickor: 1,2/mm
Transgranulära sprickor: 0,26/mm
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
13 (31)
LA-tal*
Figur 9. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild
visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5
x 4,3 mm.
34 ± 1,1
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
14 (31)
Prov
Koordinater (RT90)
Bergartsbeskrivning
Mineral volym-%
(punkträkning)
Sekundära
omvandlingar
PX00536-3 (Båtemyr)
6524165/0285284
Rödgrå (till gråröd), medelkornig till grovt medelkornig,
ojämnkornig till småporfyrisk, ovittrad granit.
Figur 10. Foto av prov PX00536-3. Myntets diameter är 25 mm.
Mineral
Punkter Volym Mätosäkerhet
%
±
Kvarts
139
27
3,9
Kalifältspat
199
39
4,2
Plagioklas 1 (<25 %)
100
20
3,5
Plagioklas 2 (25-75 %)
38
7
2,3
Plagioklas 3 (>75 %)
2
0,4
0,5
Potentiellt
0
0,0
0,0
alkalisilikareaktivt material
(ASR)
Opaka mineral
3
0,6
0,7
Biotit
9
2
1,1
Muskovit
8
2
1,1
Klorit
5
1
0,9
Övrigt (apatit, epidot,
5
1
0,9
pumpellit, titanit, fluorit)
Totalt
508
100
0,0
Plagioklaskornen är måttligt till stark sericit-omvande.
Biotitkorn är måttligt till starkt klorit-omvandlade. Pumpellit,
epidot, fluorit, muskovit, titanit och kalifältspat förekommer
tillsammans med biotit och klorit.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
15 (31)
Kornstorlek och
kornstorleksfördelning
Figur 11. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-3.
Medelkornstorlek: 2,65 mm
Max: 12,32 mm
Min: 0,08 mm
Kornform och kornfog Provet består av i huvudsak anhedrala korn och bildar en
ojämnkornig, flikig, oregelbunden mikrostruktur.
Textur
Mikrosprickor
Figur 12. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3
mm.
Provet är massformigt.
Korngränssprickor: 0,50/mm
Intragranulära sprickor: 1,7/mm
Transgranulära sprickor: 0,39/mm
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
16 (31)
LA-tal*
Figur 13. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild
visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5
x 4,3 mm.
43 ± 1,4
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
17 (31)
Prov
Koordinater (RT90)
Bergartsbeskrivning
Mineral volym-%
(punkträkning)
Sekundära
omvandlingar
PX00536-5 (Skee, östra tunnelmynningen)
6538471/0284382
Grå, medelkornig, massformig, granat-förande, ovittrad granit.
Figur 14. Foto av prov PX00536-5. Myntets diameter är 25 mm.
Mineral
Punkter Volym Mätosäkerhet
%
±
Kvarts
143
28
3,9
Kalifältspat
154
31
4,0
Plagioklas 1 (<25 %)
153
30
4,0
Plagioklas 2 (25-75 %)
7
1
1,0
Plagioklas 3 (>75 %)
0
0,0
0,0
Potentiellt
0
0
0,0
alkalisilikareaktivt
material (ASR)
Opaka mineral
4
0,8
0,8
Biotit
21
4
1,8
Muskovit
8
2
1,1
Klorit
1
0,2
0,4
Övrigt (granat, apatit,
11
2,2
1,3
epidot, titanit, pumpellit)
Totalt
502
100
0,0
Vissa plagioklaskorn visar en viss sericit-omvandling.
Ett fåtal biotitkorn är delvis klorit-omvandlade.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
18 (31)
Kornstorlek och
kornstorleksfördelning
Figur 15. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-5.
Medelkornstorlek: 1,59 mm
Max: 7,70 mm
Min: 0,08 mm
Kornform och kornfog Provet består av anhedrala korn, med ett fåtal subhedrala korn och
bildar en ojämnkornig, flikig, oregelbunden mikrostruktur.
Textur
Mikrosprickor
Figur 16. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3
mm.
Provet är massformigt.
Korngränssprickor: 1,0/mm
Intragranulära sprickor: 1,6/mm
Transgranulära sprickor: 0,17/mm
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
19 (31)
LA-tal*
Figur 17. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild
visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5
x 4,3 mm.
38 ± 1,2
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
20 (31)
Prov
Koordinater (RT90)
Bergartsbeskrivning
Mineral volym-%
(punkträkning)
Sekundära
omvandlingar
PX00536-7 (Skee, västra tunnelmynningen)
6538900/0283369
Rödgrå till gråröd, medelkornig, ojämnkorig till porfyrisk, ovittrad
granit.
Figur 18. Foto av prov PX00536-7. Myntets diameter är 25 mm.
Mineral
Punkter Volym Mätosäkerhet
%
±
Kvarts
154
30
4,0
Kalifältspat
174
34
4,1
Plagioklas 1 (<25 %)
109
21
3,6
Plagioklas 2 (25-75 %)
30
6
2,1
Plagioklas 3 (>75 %)
4
0,8
0,8
Potentiellt
0
0
0,0
alkalisilikareaktivt
material (ASR)
Opaka mineral
2
0,4
0,5
Biotit
10
2
1,2
Muskovit
7
1
1,0
Klorit
4
0,8
0,8
Övrigt (apatit, epidot,
13
3
1,4
pumpellit, titanit, fluorit)
Totalt
507
100
0,0
Ställvis är plagioklaskorn något sericit-omvande.
Vissa biotitkorn är måttligt klorit-omvandlade. Pumpellit, epidot,
muskovit, titanit, kalifältspat och fluorit förekommer tillsammans
med biotit och klorit.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
21 (31)
Kornstorlek och
kornstorleksfördelning
Figur 19. Kornstorleksfördelning för prov PX00536-7.
Medelkornstorlek: 2,67 mm
Max: 12,32 mm
Min: 0,04 mm
Kornform och kornfog Provet består av i huvudsak anhedrala till ställvis subhedrala korn
och bildar en ojämnkornig, flikig mikrostruktur.
Textur
Mikrosprickor
Figur 20. Mikrostrukturen hos provet. Bildytan motsvarar 5,5 x 4,3
mm.
Provet är massformigt.
Korngränssprickor: 0,64/mm
Intragranulära sprickor: 1,5/mm
Transgranulära sprickor: 0,22/mm
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
22 (31)
Figur 21. Kombinerad fluorescens- och polarisationsmiroskopbild
visar förekomsten av mikrosprickor i provet. Bildytan motsvarar 5,5
x 4,3 mm.
LA-tal*
45 ± 1,4
*Mätosäkerhet: Den angivna utvidgade mätosäkerheten är produkten av
standardmätosäkerheten och täckningsfaktorn k = 2, vilket för en normalfördelning svarar mot
en täckningssannolikhet av ungefär 95%. Standardmätosäkerheten har bestämts i enlighet med
EA:s publikation EA-4/16.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
23 (31)
5
Diskussion
De undersökta bergarternas mineralogiska sammansättning är likartade och de klassificeras
som granit enligt Streckeisen (1967). Bergproverna består av olika varianter av Bohusgranit,
vilken har en ålder på ca 920 ± 5 Ma (Eliasson & Schöberg 1991). Generellt har
Bohusgraniten en relativt enhetlig mineralogisk sammansättning, men dess färg och textur
skiljer sig jämförelsevis åt. På grund av Bohusgranitens unga ålder har bergarterna undsluppit
den senaste stora bergskedjebildningen (den Svekonorvegiska orogenesen) som inträffade för
ca 1000 miljoner år sedan, varför de inte är metamorfa, som de flesta andra bergarter i
Västsverige är. Ometamorfa bergarter har generellt en högre sprickfrekvens än metamorfa,
’sammansvetsade’ bergarter och därför är Bohusgraniterna generellt sätt mer spröda än andra
bergarter i Västsverige. Inbördes skiljer sig dock de undersökta proverna åt, framförallt vad
gäller omvandlingsgrad, kornstorlek och sprickfrekvens. Även provernas kornform och
kornfog skiljer sig något åt.
5.1
Omvandlingsgrad
Framförallt omvandlingsgraden av plagioklas påverkar bergartens sprödhet och motstånd mot
fragmentering (LA-värde). Oomvandlade plagioklas-korn har väl utbildade spaltplan, vilket
gör dessa korn spröda (högre LA-värde, figur 22). Är kornen däremot sericit- eller saussuritomvandlade kan dessa fungera som ett slags fiberarmering, vilket gör kornen segare och
mindre benägna att spricka (Åkesson m fl. 2004). Detta är särskilt tydligt för prov PX00536-1
och 2, vilka har en hög omvandlingsgrad av plagioklas (plagioklas 2 och 3 utgör 72 respektive
71 % av den totala plagioklashalten, dvs. mer än 70 % plagioklas är mer än 25 %
omvandlade, se figur 23). Dessa prov har också lägst LA-värden av de undersökta
bergarterna.
Figur 22. Andelen omvandlad plagioklas mot LA-värdet i respektive prov. LA-värdet angivet
intill respektive prov.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
24 (31)
Figur 23. Tunnslipsfotografier av prov PX00536-1 visar omvandlingsgraden av plagioklas.
Plagioklas 1: < 25 % av kornet är omvandlat, plagioklas 2: 25-75 % av kornet omvandlat,
plagioklas 3: > 75 % av kornet omvandlat. Respektive bildyta motsvarar 5,5 x 4,3 mm.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
25 (31)
5.2
Kornstorleksanalys
Medelkornstorleken påverkar också LA-värdet och generellt har de mest grovkorniga
bergarterna ett högre LA-värde där bergarterna med grövre kvarts- och fältspat-korn verkar
vara sprödare. (Figur 24-25). Prov PX00536-1 och 2 har ännu något bättre LA-värden, vilket
troligen är kopplat till den högre omvandlingsgraden av plagioklas i dessa bergarter. Även
kornstorleksfördelningskurvorna skiljer sig åt, där de mest grovkorniga bergarterna också är
mest heterogena med en bredare kornstorleksfördelning (Figur 25).
Figur 24. Medelkornstorleken mot LA-värdet i respektive prov.
Figur 25. Kornstorleksfördelningskurva med LA-tal intill respektive prov.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
26 (31)
Generellt har proverna med jämnast kornstorleksfördelning lägst LA-värde, även om prov
PX00536-5 skiljer sig åt från denna trend. PX00536-5 skiljer sig mest från resterande prover
eftersom provet har lägst andel omvandlad plagioklas (Figur 22), minst medelkornstorlek
(1,59 mm), högst frekvens korngränssprickor och totalfrekvens av sprickor (se nedan) samt
jämnast kornstorleksfördelning (Figur 25). LA-värdet för PX00536-5 hamnar dessutom
mittemellan de andra proverna, vilket kan förklaras med att den låga halten oomvandlad
plagioklas tillsammans med den höga frekvensen sprickor medför en reducering av provets
motstånd mot fragmentering (högre LA-värde), medan kornstorleken ökar provets motstånd
mot fragmentering (lägre LA-värde).
5.3
Kornform- och kornfogsanalys
Mineralkornens form och fogar, eller graden av sammanväxt mellan kornen (se bilaga 1;
Eliasson 2002) är likvärdig mellan proverna (Figur 26). Proverna består generellt av anhedrala
till subhedrala korn med oregelbundna, flikiga korngränser. PX00563-1 har något mindre
flikiga kornfogar och en högre andel subhedrala korn, medan PX00536-3 har en starkare
sammanväxning med en mer flikig, oregelbunden kornfog och nästan uteslutande anhedrala
korn. Trots relativt liknande kornforms- och kornfogsegenskaper skiljer sig de olika
bergartsproverna åt vad gäller LA-värde. Detta beror på att mikrosprickor,
omvandlingsgraden av plagioklas samt kornstorleken har stor inverkan på materialets förmåga
att motstå fragmentering och då graden av sammanväxning mellan kornen är likartad i de
undersökta bergarterna är det svårt att avgöra dess betydelse för LA-värdet.
Figur 26. Grad av sammanväxning mellan mineralkorn (efter Eliasson 2002) mot LA-värde i
respektive prov.
5.4
Mikrosprickor
Generellt sett har samtliga prover en hög sprickfrekvens och det finns ingen tydlig korrelation
mellan sprickfrekvens och LA-värde. Möjligen kan man hävda att LA-värdet ökar med
andelen transgranulära sprickor (Figur 27). Detta är emellertid endast spekulationer och
proverna är för få (och för lika) för att man ska kunna dra några definitiva slutsatser. I viss
mån kan dock sprickfrekvensen relateras till kornstorlek och omvandlingsgraden av
plagioklas. Generellt ökar andelen korngränssprickor för prover med mindre kornstorlek
(Figur 28), men man ser ingen korrelation mellan kornstorlek och den totala mängden
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
27 (31)
sprickor (Figur 29). Däremot styrs den totala mängden sprickor möjligen av andelen
omvandlad plagioklas (Figur 30) och det är mer troligt att det är omvandlingsgraden av
plagioklas som styr LA-värdet i prov PX00536-1 och 2, som trots allt har en relativt hög
andel mikrosprickor. I dessa prover kan man snarare hävda att propageringen av
mikrosprickor hindras av den höga andelen omvandlad plagioklas.
Figur 27. Sprickfrekvens mot LA-värde i respektive prov, där det totala antalet sprickor är den
totala mängden intragranulära-, transgranulära- samt korngränssprickor. 1: PX00536-1, 2:
PX00536-2, 3: PX00536-3, 5: PX00536-5 och 7: PX00536-7.
Figur 28. Antalet korngränssprickor relaterat till medelkornstorlek. LA-värdet angivet bredvid
respektive provpunkt.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
28 (31)
Figur 29. Antalet sprickor relaterat till medelkornstorlek. LA-värdet angivet bredvid
respektive provpunkt.
Figur 30. Andelen sprickor relaterat till omvandlingsgraden av plagioklas . LA-värdet angivet
bredvid respektive provpunkt.
I figur 31 ser man också tydligt hur omvandlingsgraden i prov PX00536-1 påverkar
sprickfrekvensen i bergarterna. I de områden där omvandlingsgraden är låg har plagioklas väl
utbildade spaltplan, vilket gör bergarten spröd och frekvensen sprickor ökar. Tvärtom minskar
sprickfrekvensen och propageringen av sprickor i de korn och bergarter som har en hög andel
omvandlad plagioklas. I de undersökta bergarterna verkar därför omvandlingsgraden av
plagioklas ha störst effekt på LA-värdet. Då sprickfrekvensen från början är hög dominerar
möjligen även kornstorleken över sprickfrekvensen vad gäller provets motstånd mot
fragmentering.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
29 (31)
Figur 31. Kombinerade fluorescens- och polarisationsmiroskopbilder visar förekomsten av
mikrosprickor i prov PX00536-1 samt hur omvandlingsgraden påverkar sprickfrekvensen.
Bildytorna motsvarar 5,5 x 4,3 mm.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
30 (31)
6
Slutsatser
Fem olika varianter av Bohusgraniter har undersökts med avseende på petrografiska
egenskaper samt motstånd mot fragmentering (Los Angeles (LA)-värde). LA-värdet är
avhängigt av en kombination av mikrosprickor, kornstorleksfördelning och omvandlingsgrad
av plagioklas i bergarten. Generellt är bergartens motstånd mot fragmentering beroende av
andelen mikrosprickor, vilket i sin tur ofta är kopplat till bergartens omvandlingsgrad av
plagioklas. Eftersom sprickfrekvensen är hög i samtliga prover, påverkar omvandlingsgraden
av plagioklas LA-värdet mer än sprickfrekvensen. Detta är troligen relaterat till att
sprickornas benägenhet att propagera minskar vid en högre omvandlingsgrad och ju högre
andel sericit-omvandlad plagioklas desto större blir provets motstånd mot fragmentering
(lägre LA-värde). Prov PX00536-5 avviker från de generella trenderna, vilket troligen beror
på dess mindre kornstorlek, en egenskap som möjligen dominerar över andelen mikrosprickor
vad gäller de undersökta bergarternas motstånd mot fragmentering. Graden av
sammanväxning mellan kornen är likartad i de undersökta bergarterna och därför är det svårt
att avgöra dess betydelse för LA-värdet.
Referenser
Eliasson, T., 2002: E6 provväg – Kallsås; mineralogisk undersökning, SGU Dnr. 081113/2002.
Eliasson, T. & Schöberg, H., 1991: U-Pb dating of the post-kinematic Sveconorwegian Bohus
granite, SW Sweden: evidence of restitiv zirxon. Precambrian Research 51, 337-350.
Lundqvist, T., Bygghammar, B., Stephens, M.B., Beckholmen, M. & Norling, E., 1994:
Sveriges berggrund i skala 1:250 000. I C. Fredén (red.): Berg och jord. Sveriges
Nationalatlas.
Streckeisen, A., 1967: Classification and nomenclature of igneous rocks, Neues Jahrbuch für
Mineralogie, Abhandlungen 107, 144-240.
Åkesson, U., Hansson, J. & Stigh J., 2004: Characterisation of microcracks in the Bohus
granite, western Sweden, caused by uniaxial cyclic loading. Engineering Geology 72, 131142.
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
Bilaga 1
Mall för bedömning av grad av sammanväxt mellan mineralkorn Jämnkornig Ojämnkornig/porfyrisk  Ökad sammanväxt
Denna rapport får endast återges i sin helhet, om inte CBI i förväg skriftligen godkänt annat.
CBI Uppdragsrapport
Download
Random flashcards
Ölplugg

1 Cards oauth2_google_ed8be09c-94f0-4e6a-8e55-87a3b14a45db

Multiplacation table

156 Cards Антон piter

Create flashcards