Blekinges och Bornholms Proterozoiska berggrund

Åke Johansson

Berggrunden i Blekinge och på Bornholm utgör den sydligaste exponerade delen av den Fennoskandiska urbergsskölden och har en delvis avvikande utveckling, vilken detta projekt har försökt klarlägga.

Projektbeskrivning

Genom de senaste årens snabba utveckling av metoderna för åldersbestämning av mineral och bergarter med hjälp av uran-bly (U-Pb) metoden, i synnerhet analys med jonmikrosond vilken möjliggör punktanalyser i enskilda mineralkorn med komplex historia, har mycket ny information erhållits angående utveckling av den komplexa berggrunden i sydvästra Sverige. Eftersom utvecklingen av detta område varit så komplex, med magmatism, metamorfos och deformation vid ett flertal tillfällen, återstår samtidigt många olösta problem. En kontroversiell fråga har varit den relativa betydelsen av olika tektoniska och termala händelser vad det gäller berggrundens deformation och metamorfos: den tidiga Gotiska händelsen för ca 1700 till 1550 miljoner år sedan, då en stor del av berggrunden bildades, den Hallandiska händelsen för ca 1450 miljoner år sedan, och den Sveconorvegiska händelsen för ca 1100 till 900 miljoner år sedan.

En möjlighet för att få klarare grepp om den tidigare utvecklingen är att studera ett område i sydöstra Sverige, öster om den s.k. Protoginzonen, nämligen Blekinge, vars berggrund har undgått Sveconorvegisk deformation och metamorfos. I ett tidigare NFR-stött projekt klarlades Blekinges geokronologiska utveckling översiktligt, med 1700-1800 miljoner år gamla graniter och vulkaniter vilka deformerats innan intrusionen av yngre, odeformerade graniter med åldrar kring 1450 miljoner år. De äldre graniterna och vulkaniterna kan antingen korreleras med likåldriga odeformerade bergarter inom det s.k. Transskandinaviska bältet i Småland, som Blekinge i så fall skulle vara en sydlig fortsättning av, eller de äldsta Gotiska bergarterna i sydvästra Sverige, medan de yngre graniterna hänger samman med de Hallandiska bergarterna i Sydvästsverige.

Bornholm är beläget söder om Blekinge, och dess Prekambriska berggrund med gnejser genomsatta av mer eller mindre odeformerade graniter utgör troligen en fortsättning på Blekinge-provinsens berggrund. Det har dock länge saknats moderna uran-bly-dateringar från Bornholm. Detta är anmärkningsvärt, eftersom Bornholm utgör en viktig länk mellan Sydsveriges Prekambriska berggrund och det dolda Prekambriska underlaget i nordöstra Polen och Litauen, vilket studerats genom geofysik och i borrkärnor inom det internationella EUROBRIDGE-projektet.

Detta projekt har syftat till att med hjälp av förfinade daterings-metoder (jonsondsdatering av zirkoner, uran-bly-datering av titanit) i mer detalj klarlägga den magmatiska och metamorfa utvecklingen i Blekinge och på Bornholm, och i synnerhet frågan om metamorfosens och deformationens ålder (Gotisk eller Hallandisk). Åldersbestämningarna har kompletterats med geokemi och Sm-Nd- isotopstudier, och senare också Lu-Hf i zirkoner, vilka kan ge information om bergarternas ursprung (petrogenes) och tektoniska bildningsmiljö.

Projektet kan möjliggöra bättre korrelation av berggrundsutveck-lingen under Mellan-proterozoikum på ömse sidor av Protoginzonen, den deformationszon som löper från Vättern söderut och delar Sydsveriges berggrund i två delar. Berggrunden på ömse sidor av denna zon kan sägas utgöra olika djupsnitt genom södra Sveriges prekambrium. Likaså bidrar projektet till korreleringen av berg-grunden i södra Sverige med den i Baltikum och Polen. Den öst-västliga zon som skiljer Blekinges och Smålands berggrund åt fortsätter mot Baltikum, och är en av flera storskaliga öst-västliga tektoniska zoner som genomsätter det Prekambriska underlaget i Baltikum och Ryssland. Den Mellan-proterozoiska (ca 1450 miljoner år) magmatismen i Blekinge och på Bornholm liksom den i Baltikum och nordöstra Polen kan möjligen vara kopplad till storskaliga rörelser längs dessa zoner, på samma sätt som 1200 miljoner års magmatism i Skåne och Småland är kopplad till rörelser längs den nord-sydliga Protoginzonen.

I ett riktigt storskaligt perspektiv är dessa frågor av betydelse för hur den Baltiska / Fennoskandiska skölden passar in i den Mellanproterozoiska superkontinent som troligen fanns, hur denna bröts sönder, och hur dess delar i stället inkorporerades i den Sen-proterozoiska superkontinenten Rodinia under den Sveconorvegiska-Grenvilliska bergskedjeveckningen för ca 1000 miljoner år sedan.

Forskningen på Bornholm understöddes av Vetenskapsrådet (VR) 2004-2005, och skedde i nära samarbete med Svetlana Bogdanova (Lunds Universitet), Hemin Koyi (Uppsala Universitet) och doktoranden Kristina Zarins (Uppsala Universitet och Naturhistoriska riksmuseet). De senaste årens forskning har skett i samarbete med Tod Waight (Köpenhams Universitet) och med Tom Andersen och Siri L. Simonsen (båda vid Oslo Universitet).

Resultat och publikationer

Blekinge

Resultaten från Blekinges äldre berggrund, vilka visar att huvuddelen av berggrunden bildades genom subduktions-relaterad magmatism för 1750 - 1770 miljoner år sedan och att deformationen, åtminstone i Tving-graniten i östra Blekinge, också ägde rum vid denna tid, medan en thermal överprintning skedde för ca 1440 miljoner år sedan, finns publicerade i tidskriften GFF år 2006. Ett kompletterande arbete med Lu-Hf-data i zirkoner från dessa bergarter publicerades i GFF år 2015. Som en ytterligare uppföljning analyserades zirkoner från några granitoider i östra Blekinge, vilka givit osäkra och svårtolkade åldrar med tidigare konventionell U-Pb TIMS-teknik, om med SIMS-teknik, vilket gav magmatiska åldrar runt 1750-1770 miljoner år. Resultaten publicerades i GFF år 2016:

• Å. Johansson, S. Bogdanova and A. Cecys, 2006: A revised geochronology for the Blekinge Province, southern Sweden. GFF vol. 128, p. 287-302. DOI:10.1080/11035890601284287
• Å. Johansson, T. Andersen & S.L. Simonsen, 2015: Hafnium isotope characteristics of late Palaeoproterozoic magmatic rocks from Blekinge, southeast Sweden: possible correlation of small-scale Hf and Nd isotope variations in zircon and whole-rocks. GFF 137, 74-82. DOI:10.1080/11035897.2014.992469.
• Å. Johansson, 2016: U-Pb SIMS dating of some granitoids from eastern Blekinge, southern Sweden. GFF 138, 430-444. DOI:10.1080/11035897.2016.1146328

Bornholm

Resultaten från åldersdateringar med uran-bly-metoden från Bornholms graniter och gnejser, vilka alla visar en kristallisationsålder runt 1450 till 1470 miljoner år, har publicerats i International Journal of Earth Sciences år 2009, och en uppsats om geokemin, inklusive Rb-Sr och Sm-Nd-isotoper i hela bergarter, och Lu-Hf-isotoper i zirkoner, i tidkriften Lithos år 2016: 

• K. Zarins & Å. Johansson, 2009: U-Pb geochronology of gneisses and granitoids from the Danish island of Bornholm: new evidence for 1.47-1.45 Ga magmatism at the southwestern margin of the East European Craton. International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau) vol. 98, p.1561-1580.
  DOI:10.1007/s00531-008-0333-0.
• Å. Johansson, T. Waight, T. Andersen & S.L. Simonsen, 2016: Geochemistry and petrogenesis of Mesoproterozoic A-type granitoids from the Danish island of Bornholm, southern Fennoscandia. Lithos 244, 94-108.
  DOI:10.1016/j.lithos.2015.11.031.

Ett manuskript om geokemin i dessa bergarter ingick också i Kristina Zarins licentiat-avhandling (Institutionen för Geovetenskap, Uppsala Universitet, 2007), och en poster om Bornholmsgraniternas geokemi och bildning presenterades under den 8:e Hutton-konferensen om graniter i Florianapolis, Brasilien, september 2015. 

Som en "spin-off" på arbetet med Bornholmsgraniternas geokemi publicerades år 2023 en uppsats med en lite spekulativ modell för bildningen av dessa eller likartade så kallade A-typ-graniter i tidskriften Minerals:

• Johansson, Å., 2023: A tentative model for the origin of A-type granitoids. Minerals 13(2), no. 236, 12 pp. https://doi.org/10.3390/min13020236. 

Kontakt:

Åke Johansson