Laboratorier

I våre laboratorier analyserer vi prøver av geologisk materiale, som bergarter, jord og løsmasser. NGUs laboroatorier kan tilby en rekke tjenester - se oversikten nedenfor.

Geologiske prøveanalyser

Her er tjenestene NGUs laboratorier tilbyr:

Prøvepreparering

Før analyse må prøvene prepareres. Prøver av fast fjell blir saget, knust og malt til et fint pulver før de gjennomgår en kjemisk analyse. Sedimenter og jord må vanligvis tørkes, for eksempel ved frysetørking, og ofte er det aktuelt å sikte prøvene i ulike fraksjoner. NGUs laboratorier disponerer også fasiliteter for separasjon av mineraler og preparering av tynnslip. Det er også mulig å preparere prøver gjennom oppslutning eller utlekking i løsemidler før videre analyse.

Mineralogi

I geologisk kartlegging og mineralleting trenger man informasjon om mineralogisk sammensetning og mikrostruktur av bergarter, som supplerer data om den kjemiske sammensetningen av disse. Viktige verktøy i karakterisering av mikrostruktur og kjemisk analyse av faste stoffer er Scanning elektronmikroskopi (SEM) og røntgendiffraksjon (XRD).

Petrofysikk og magnetisme

Petrofysikk er kunnskapen om bergartenes fysiske egenskaper. Bergartenes fysiske egenskaper er avgjørende ved geofysiske studier, geologiske undersøkelser og geotekniske analyser. Ved NGUs laboratorier er det etablert metoder for å måle bergartenes tetthet, varmeledningsevne og magnetiske egenskaper. Dette er viktige parametere i tolking av data fra geofysiske målinger fra fly og helikopter, og bidrar til mer presis kartlegging på bakken. Målingene utføres på bergartsprøver som samles inn både under geologisk kartlegging og ved geofysiske undersøkelser. Alle data samles i NGUs databaser.

Kjernelogging

Kjerner fra sedimenter eller fast fjell blir logget; data fra kjernene blir altså samlet inn og registrert. I tillegg blir de fysiske egenskapene og den kjemiske sammensetningen i kjernene målt uten at de blir ødelagt.

Multi-Sensor Core Logger (MSCL) brukes til logging av hele og halve kjerner av sedimenter og fast fjell. Det kan brukes for å måle tetthet og magnetisme. Det er også mulig å bestemme sammensetningen av elementer og grunnstoff ved å bruke en bærbar XRF-sensor. Logging er et verdifullt verktøy for å bestemme lagrekkefølge, stratigrafi.

Røntgeninspeksjon (XRI) av borkjerner er en verdifull avbildningsmetode. Metoden brukes til å inspisere borkjerner og for å gi detaljerte opplysninger om sedimentære strukturer, samt i hvilken grad prøvetakingsmetoden har forstyrret kjernen. Metoden er særlig nyttig for å finne fossiler, som kan brukes til å bestemme sedimentenes alder.

Kjemiske analyser

Kjemisk analyse gir verdifull informasjon for klassifisering og karakterisering av bergarter, ved kvantifisering av mulige miljøgifter, og ved undersøkelse av mineralressurser, malmer og annet geologisk materiale. Siden 1994 har NGUs laboratorier vært akkreditert for kornfordelingsanalyser og et utvalg kjemiske analyser av geologisk materiale, Test 020.

• Røntgenfluorescens-spektrometri (XRF) kvantifiserer grunnstoffer i faste materialer.

• Analyser av svovel, karbon og organisk karbon er viktig ved kartlegging av mineralforekomster og i miljøstudier. Analyse av nitrogen blir gjort for å rekonstruere klima- og miljøendringer.

• Induktivt koblet plasma massespektrometri (ICP-MS) er en teknikk for analyse av elementer i væsker og i faste materialer. I tillegg kan teknikken benyttes til målinger av isotopforhold.

• Induktivt koblet plasma emisjonsspektrometri (ICP-OES eller ICP-AES) er en hurtig og nøyaktig teknikk ved geokjemisk prospektering, hydrogeologi og miljøkjemiske problemstillinger.

• Atomabsorbsjonsanalyse av kvikksølv med kalddampteknikk (CV-AAS) blir brukt i analyse av kvikksølv i vannprøver og geologiske materialer.

• Ionekromatografi brukes ved analyse av brom, fluor, fosfat, klor, nitritt, nitrat og sulfat i prøver av naturlig rent drikkevann, overflatevann og grunnvann, eller i saltrike prøver, for eksempel porevann. Metoden er basert på kromatografisk separasjon og et videre løp for å oppdage separerte ioner.

• Gløding av prøver gjøres ved ulike temperaturer, alt etter hva som er formålet med målingene. Som et eksempel: For å bestemme innhold av organisk materiale skal prøven glødes ved 430° C. 

Geokronologi

Geokronologi handler om aldersbestemmelser av bergarter, fossiler og sedimenter. NGU bruker aktivt aldersbestemmelser strategisk i bergarts- og ressurskartlegging og i forskning, og bidrar til å øke forståelsen av vår felles geologiske historie. Alder på bergarter hjelper oss å forstå hvordan ulike bergarter er relatert til hverandre og hvilke geologiske prosesser de har vært en del av.

NGUs laboratorier disponerer flere fasiliteter til aldersbestemmelse av bergarter, basert på nedbryting av radioaktive isotoper til stabile isotoper. U-Pb-metoden (uran-bly) bygger på nedbrytningsprosesser av uran, mens i K-Ar- og ⁴⁰Ar/³⁹Ar -metoden (kalium-argon og argon-argon) er det nedbryting av ⁴⁰K til ⁴⁰Ar som brukes for å finne alderen på bergarter og mineraler. 

Argon-argon

Dateringsmetoden argon-argon (⁴⁰Ar/³⁹Ar) benyttes til å aldersbestemme mineraler som inneholder kalium (K) i mineralstrukturen.

Naturlig 40K er radioaktivt (ustabilt) og brytes ned til 40Ca og 40Ar med en halveringstid på ca. 1.25 milliarder år. Metoden kan benyttes til å aldersbestemme meteoritter som er så gamle som solsystemets fødsel (^~4.6 milliarder år) til hendelser langt inn i historisk tid, som for eksempel det pliniske utbruddet ved Pompeii i år 79 og helt inn til vulkanske utbrudd i middelalderen.

⁴⁰Ar/³⁹Ar datering er en videreutvikling og en mer sofistikert variasjon av K-Ar-metoden. I ⁴⁰Ar/³⁹Ar metoden måles ikke K direkte, men prøvene bombarderes med nøytroner i en atomreaktor hvor det produseres ³⁹Ar fra K. Analysene gjøres i samme mineralkorn, men i stedet for å bestemme absolutte mengder bestemmes forholdet ⁴⁰Ar/³⁹Ar. Hovedfordelen med ⁴⁰Ar/³⁹Ar-metoden er at argongassen kan frigjøres delvis ved trinnvis oppvarming, slik at vi fra en mineralprøve kan få et spektrum av aldere som er relatert til den termale historien til bergarten.

Analysene gjøres med en multidetektor edelgassmassespektrometer av type NGX (IsotopX), koblet mot en helautomatisert lavvolum ekstraksjonslinje. Dette er utstyrt med en CO2-laser (Photon-Machines, 1064 nm), en excimer UV-laser, et pipettesystem for luftskudd og en dobbelvakuums ovn (Heine type). I tillegg finnes et mikroenkapsuleringsrigg for innkapsling av finkornet materiale.

Metoden brukes for datering av vanlige K-holdige mineraler som hvit glimmer, for eksempel muskovitt, biotitt, flogopitt, amfibol, kalifeltspat, plagioklas, glaukonitt, glass, vulkansk helbergart og mineraler som inneholder K som sporelement, for eksempel pyroksen.

Informasjonen som man skaffer, brukes blant annet for tolking av deformasjons- og metamorfoseprosesser; forkastningsaktivitet og reaktivering, friksjonssmelter, for eksempel pseudotachylites, metamorfose og metamorfe prosesser. I tillegg brukes informasjonen i studier om stratigrafi, lavautbrudd, intrusjonsaldere eller avkjølingshistorie. Metoden brukes også for å analysere detritale mineraler som proveniensindikatorer og for å avsløre sedimentresirkulering.

Laboratoriet er en del av Goldschmidt laboratory, en nasjonal infrastruktur finansiert av Forskningsrådet, og kan bookes for forskingsaktiviteter, opplæring og trening av studenter.

Kornfordelingsanalyser

Kornfordeling brukes for å beskrive og klassifisere sedimenter, jordarter, pukk og grus, og for å forstå avsetningsprosesser. I tillegg er analysene viktig ved kartlegging av forurensing.

Ved NGUs laboratorier brukes metoder som laserdiffraksjon (Laser Diffraction Particle Size Analysis, LPS), og våt og tørr sikting for å bestemme kornstørrelse i sedimenter og jordprøver. Til karakterisering av partikler etter størrelse, form og morfologi brukes også Skanning elektronmikroskop (SEM).

Mekaniske tester

NGU har bred kompetanse på testmetoder for bestemmelse av hvor egnet byggeråstoffer som grus og pukk er til veg- og betongformål.

Testmetodene er standardisert og er gjeldende innenfor EU- og EØS-området. Metodene gir uttrykk for materialets evne til å motstå knusing (Los Angeles), slitasje (kulemølle og micro-Deval) og polering (PSV-polished stone value). Det stilles krav til materialets knuseegenskaper ved bruk i veger og betong. Slitasjeegenskapene (kulemølle) er spesielt viktig for materiale som brukes i vegdekker på grunn av piggdekkbruk. Krav til slitasje blir også stilt for materialet i bære- og forsterkningslaget (micro-Deval).