Geologiska forskningscentralen har som den första i världen kartlagt förekomsten av svartskiffer i hela landet
Svartskiffer är en bergart som innehåller svavel. Svartskiffer kan ha negativa konsekvenser för ytvattnens kvalitet om blottad berggrund krossas eller mark som innehåller svartskiffer grävs upp. Därför är det viktigt att identifiera områden med svartskiffer vid byggande, iståndsättningsdikning inom skogsbruket och vid annan markanvändning. Geologiska forskningscentralen GTK är den första i världen som kartlagt förekomsten av svartskiffer i hela landet. Utöver kartmaterialet har man publicerat en handbok om bedömning och hantering av svartskiffers miljökonsekvenser.
I Finland förekommer rikligt med svavelhaltig svartskiffer. Särskilt stora, till och med hundratals meter tjocka, förekomster finns i östra och norra Finland. Svartskiffer utgör en miljörisk om den till följd av markanvändningen utsätts för vittring och oxidation. Vid vittring frigörs svavelföreningar och skadliga ämnen från svartskiffer. I syrefria förhållanden är svavel i sulfidform och orsakar då inga problem. Försurning sker när marken bearbetas eller grundvattennivån sjunker och ämnen som innehåller svavel kommer i kontakt med syre och ytvatten.
Svartskifferformationer utgör inte alltid en miljörisk.
“Man kan tala om områden med förhöjd miljörisk om det finns ett över tre meter tjockt lager svartskiffer i berggrunden, det innehåller över en procent svavel och ligger nära markytan, till exempel på botten av ett dike eller vid kanterna av en bäck, varvid ytvattnet kan spola den. Det väsentliga är att känna till svartskifferformationens typ, samt de mottagande vattendragens tillstånd. Det är bra att göra en objektspecifik utredning om man planerar markanvändning i ett svartskifferområde, i synnerhet om ytvattnen redan tidigare har ett pH som är lägre än det genomsnittliga pH-värdet i Finland”, berättar specialforskare Kirsti Loukola-Ruskeeniemi från GTK.
GTK har publicerat kartmaterial om förekomsten av svartskiffer i Finland. Kartläggningen har grundat sig på GTK:s material från geofysikalisk lågflygning, eftersom endast 3 procent av berggrunden i Finland är blottad. Svartskifferns läge fastställdes med hjälp av berggrundens elektriska och magnetiska egenskaper. De geofysikaliska undersökningarna kompletterades med borrprover från berggrunden. Kartmaterialet beskriver svartskifferformationernas läge, men för att utreda miljökonsekvenserna och andra faktorer krävs undersökningar på plats.
Många svartskiffrar ligger nära malmförekomster
Svartskiffer förekommer allmänt tillsammans med andra bergarter i sulfidgruvor. Till exempel Terrafame Oy:s Talvivaara-gruva i Sotkamo är en svartskiffermalm.
Finlands svartskiffer har avlagrats på havsbottnen i syrefria förhållanden för cirka två miljarder år sedan. Svartskiffer innehåller minst 0,5 % organiskt kol. De syrefria förhållandena i havsbottnens sänkor gör det möjligt att såväl svavelhaltiga svartskiffrar som malmlösningar bevaras i geologiska avlagringar. Därför ligger svartskiffrar och malmförekomster ofta nära varandra.
Under den sista istiden nötte inlandsisen på Finlands berggrund. Malt svartskiffermaterial transporterades till moränen och som block i glaciärens rörelseriktning, i allmänhet mot sydost.
“Mest svartskiffer i bottenmoränen finns sannolikt på den första hundra meter långa sträckan i glaciärens rörelseriktning. På rörelseriktnings sida i sydost finns det således områden med större miljörisk, medan det på den nordvästra sidan av svartskiffern finns mindre svartskiffer i moränen och risken är mindre. Mängden svartskiffermaterial i glaciala jordlager påverkas dock av många faktorer, såsom glaciärens strömningsförhållanden och omfattningen av svartskifferförekomsten”, berättar geolog Jaakko Auri från GTK.
Hantering av miljökonsekvenserna av svartskiffer
En riklig förekomst av svavelhaltig svartskiffer avspeglas i jordmånens och yt- och grundvattnens kemiska sammansättning. I områden med svartskiffer kan det finnas mer tungmetaller i grundvattnet än genomsnittet, och därför är det inte förnuftigt att göra borrbrunnar i svartskiffer som innehåller mycket svavel. Effekterna beror dock alltid på svartskifferformationens omfattning och svavelhalt. Det lönar sig att utreda dessa egenskaper särskilt i grundvattenområden av klass 1 och i torvproduktionsområden. Dessutom kan annan markanvändning, till exempel i samband med byggande och marktäkt, orsaka miljöbelastning.
“Vid planeringen av iståndsättningsdikningar inom skogsbruket är det mycket viktigt att identifiera områden med svartskiffer”, konstaterar specialforskare Tiina M. Nieminen vid Naturresursinstitutet.
I markanvändningen kan man hantera de miljökonsekvenser som svartskiffer orsakar på olika sätt, till exempel genom att neutralisera grävda jordmassor, förebygga oxidation eller stabilisera marksubstanser. I byggobjekten kan det dessutom vara nödvändigt att bedöma korrosion orsakad av svartskifferhaltig jordmån, som särskilt påverkar underjordiska stål- och betongkonstruktioner.
Det finns olika slags svartskiffer och de förekommer i många områden i världen. I alla förekomstområden sparar beaktandet av svartskiffer i regionplaneringen både miljön och kostnader.
Loukola-Ruskeeniemi ger ett exempel från Kanada. “I östra Kanada byggdes en internationell flygplats i ett svartskifferområde. Om flygplatsen hade placerats en halv kilometer åt sidan skulle man ha undvikit miljöskador och extra kostnader. När vårfloderna inträffade rann det försurade vattnet som spolat nedsänkta vägar ut i den närliggande ån och orsakade fiskdöd. Nedsänkta vägar har senare täckts över, vilket naturligtvis har varit dyrt. Det lönar sig alltid att utreda miljökonsekvenserna genom objektspecifika undersökningar.”
Mer information
Kirsti Loukola-Ruskeeniemi
specialforskare
Geologiska forskningscentralen GTK
kirsti.loukola-ruskeeniemi@gtk.fi
tfn 029 503 2850
Staffan Nylund
geolog
Geologiska forskningscentralen GTK
staffan.nylund@gtk.fi
tfn 050 325 0764
Jaakko Auri
geolog
Geologiska forskningscentralen GTK
jaakko.auri@gtk.fi
tfn 029 503 5222
Tiina M. Nieminen
specialforskare
Naturresursinstitutet Luke
tiina.m.nieminen@luke.fi
tfn 029 532 5457
Guide för bedömning av miljökonsekvenserna av svartskiffer i GTK:s materialtjänst Hakku:
Guide för bedömning och hantering av svartskiffrars miljökonsekvenser (pdf)
Loukola-Ruskeeniemi, K., Auri, J., Hyvärinen, J., Hyvönen, E., Lerssi, J., Nieminen, T. M., Nuottimäki, K., Turunen, R. & Ukonmaanaho, L. 2024. Geologiska forskningscentralen, Rapport om forskningsarbete 6/2024.
Country-wide exploration for graphite- and sulphide-rich black shales with airborne geophysics and petrophysical and geochemical studies (open access)
ScienceDirect referentgranskade publikation om kartläggning av förekomsten av svartskiffer (på engelska).
Svartskiffermaterial i GTK:s materialtjänst Hakku (på finska och engelska):
Kallioperän mustaliuskeaineisto
Svartskiffermaterial i GTK:s karttjänster:
Karttjänsten Mineral Deposits and Exploration
Karttjänsten Sura sulfatjordar
