Hitta hit:
T-bana: Universitetet
Frescativägen 40

Ordinarie öppettider:
Tisdag-söndag 10-18


  • Huvudmeny

Fennoskandias utveckling och Balticas position inom tidigare superkontinenter

Åke Johansson

Mafisk gång, s.k. Herrängsgång, i gnejsgranit vid Herräng i Uppland

Mafisk gång, s.k. Herrängsgång, i gnejsgranit vid Herräng i Uppland.

Sammanfattning

Ett övergripande tema för mycket av min forskning har gällt bildningen och utvecklingen av Fennoskandias berggrund under Proterozoikum. För detta används uran-bly-datering av olika bergarter, liksom geokemiska och isotopgeokemiska (strontium, neodym) studier för att förstå deras ursprung och bildningsmiljö. En besläktad fråga är hur Fennoskandias geologiska utveckling passar in i ett större plattektoniskt mönster, hur Fennoskandia och hela Baltica (den nordöstra, prekambriska delen av Europa) har passat in i olika tidigare superkontinenter (Columbia/Nuna, Rodinia) under denna tid och har rört sig över jordklotet.

Min nuvarande forskning gäller ursprunget för Hedesundagraniten på gränsen mellan Uppland och Gästrikland och de basiska Herrängsgångarna i Roslagen (se nedan). Det sistnämnda projektet är en fortsättning på tidigare likartade undersökningar av andra basiska Svekofenniska intrusiv-bergarter i samma område (Roslagens gabbro-bergarter, Avesta-Östhammar-bältets mafiska intrusioner, mafiska gångar i Dannemora; se nedan), vilka kan ge information om områdets tektoniska miljö när dess berggrund bildades för 1900 till 1850 miljoner år sedan, och den underliggande mantelns sammansättning.

Tidigare, nu avslutade projekt har gällt Blekinges och Bornholms berggrund, och Tidpunkten för berggrundens metamorfos och migmatitisering i östra Mellansverige. Vad det gäller rekonstruktioner av prekambriska superkontinenter har jag skrivit om Balticas förhållande till Amazonia och Västafrika under Proterozoikum (den s.k. SAMBA-modellen).

Jag sysslar för närvarande också med att sammanställa tidigare analysresultat av strontium- och neodym-isotoper från borrkärnor ner till det prekambriska underlaget i Polen och södra Östersjön, vilka kan ge viktig information om hur den Fennoskandiska sköldens blottade berggrund i södra Sverige fortsätter under Östersjön och sedimenttäcket i Baltikum och Polen. Därtill har jag de senaste åren varit sysselsatt med att skriva den prekambriska delen av en planerad populärvetenskaplig bok om Sveriges geologi. 

Hedesundagranitens ursprung och geokemi

Hedesundagraniten är belägen vid nedre Dalälven på gränsen mellan Uppland och Gästrikland. På den geologiska kartan framträder den som en sned öst-västlig rektangel (parallellogram) på ca 40 x 20 km, dvs med en area av ca 800 kvadratkilometer, vilken domineras av grovkornig granit, med ingen eller mycket svag deformation.

Hedesundagranitens ålder och tektoniska position har varit föremål för en omfattande debatt. Tidigare uran-bly-datering har givit olika åldrar, 1.86 – 1.87 Ga (miljarder år) från den sydöstra delen av granitkomplexet, och 1.78 Ga från dess centrala del. Detta har lett till en uppdelning av Hedesunda-komplexet i två separata intrusioner. Den geografiska uppdelningen mellan dessa två intrusioner är dock osäker, med olika uppdelning på olika SGU-kartor.

Syftet med det aktuella projektet är att göra en geokemisk studie av hela Hedesundakomplexets graniter för att om möjligt använda geokemin för att dela upp och avgränsa de två generationerna, liksom att studera deras geokemiska variation och tektoniska bildningsmiljö. 27 prov som täcker större delen av området togs sommaren 2017. Tunnslip från dessa ska undersökas, och nedmalda bergartsprover ska analyseras geokemiskt. Strontium och neodym-isotoper ska analyseras från ett urval av dessa prover för att ytterligare karaktärisera magman och dess ursprung. Det kan också bli aktuellt att analysera de tidigare daterade zirkonproverna med Nordsims jonmikrosond, för att testa och bekräfta (eller modifiera) ovanstående åldersresultat.

Roslagens gabbro-bergarter

Mafiska bergarter är budbärare från manteln, och kan ge information både om den mantelreservoar från vilka de härstammar och den tektoniska miljö de bildats i. Medan ett flertal geokemiska studier har gjorts på yngre mafiska bergarter i Fennoskandia, finns få moderna studier av tidig-Svecofenniska mafiter, såsom Roslagens gabbromassiv (Rådmansö-massivet, Grovstanäs-massivet, med flera mindre massiv). Dessa gabbromassiv, med en trolig ålder runt 1,9 miljarder år, har beskrivits ingående vad avser fältrelationer, petrografi och mineralogi i äldre litteratur, men moderna geokemiska undersökningar helt har saknats.

Syftet med detta projekt har varit att provta och analysera dessa gabromassiv med avseende på huvud- och spårelement, inklusive REE, samt Nd- och Sr-isotopsammansättning, för att få en bild av deras ursprung och bildningsmiljö, liksom av sammansättningen på den tidigt-Svekofenniska manteln. Geokemi-analyserna utfördes externt, medan isotopanalyserna har gjorts i vårt eget laboratorium på Naturhistoriska riksmuseet.

Bland de viktigaste resultaten från undersökningarna kan nämnas att dessa gabbro-massiv till sin huvudsak utgörs av s.k. kumulat-bergarter, vilket förklarar deras mycket speciella sammansättning.

Avesta-Östhammar-bältets mafiska intrusioner

I en uppföljande studie undersöktes ett bälte av ca 1,9 miljarder år gamla gabbro- och diorit-kroppar, nu metamort omvandlade till amfiboliter, vilket sträcker sig längs ett bälte genom norra Uppland från Avesta till Östhammar.

Dannemora och Herrängs-gångarna

En besläktad geokemisk studie av omvandlade mafiska Svekofenniska gångar (grönstensgångar) i Dannemora-området i norra Uppland har utförts tillsamman med Peter Dahlin (doktorand vid Uppsala Universitet) och Ulf Bertil Andersson (LKAB, Kiruna), som en del av Peter Dahlins doktorandarbete.

Som en ytterligare uppföljning togs sommaren 2014 prov från de s.k. Herrängs-gångarna, som Dannemora-gångarna anses besläktade med, inom tre områden i Roslagen (själva Herrängsfältet med sina gamla gruvhål, Riddarskäret mellan Väddö och Singö i norra Roslagens skärgård, området runt sjön Limnaren söder om Norrtälje) för geokemisk analys. Analysarbetet är klart, och sammanställning och tolkning av resultat pågår för närvarande.

Forskningen stöds av Magnus Bergvalls stiftelse samt har tidigare även stötts av Sveriges geologiska undersökning.

Projektdeltagare vid NRM

Externa projektdeltagare

  • Ulf Bertil Andersson, LKAB, Kiruna

Publikationer

  • Johansson, Å., Andersson, U.B. & Hålenius, Å., 2012: Petrogenesis and geotectonic setting of early Svecofennian arc cumulates in the Roslagen area, east-central Sweden. Geological Journal, vol.47, p. 557-593. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/gj.2416/abstractlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Johansson, Å. & Hålenius, Å., 2013: Palaeoproterozoic mafic intrusions along the Avesta-Östhammar belt, east-central Sweden: mineralogy, geochemistry and magmatic evolution. International Geology Review, vol.55, p. 131-157. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00206814.2012.684455länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Dahlin, P., Johansson, Å. & Andersson, U.B., 2014: Source character, mixing, fractionation and alkali metasomatism in Palaeoproterozoic greenstone dykes, Dannemora area, NE Bergslagen region, Sweden. Geological Magazine vol. 151,
    p. 573-590. http://dx.doi.org/10.1017/S0016756813000551länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster