Vill du hjälpa oss att bli bättre? Svara på vår enkät!

Hitta hit:
T-bana: Universitetet
Frescativägen 40

Ordinarie öppettider:
Tisdag–fredag 11–17
Lördag–söndag 10–18

  • Huvudmeny

Fennoskandias utveckling och Balticas position inom tidigare superkontinenter

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.

Två av de senast publicerade uppsatserna 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 (Rolagens gabbro-bergarter, Avesta-Östhammar-bältets mafiska intrusioner, mafisk 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.

Under rubriken "Cleaning up the record" har jag gjort om äldre uran-bly-dateringar från södra Sverige med nyare metodik, vilket ledit till revision av tidigare erhållna åldrar. Se mer nedan.

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).

Därutöver har jag i samarbete med geologer från Polen och Litauen undersökt bergarter från borrkärnor som går ner i det prekambriska underlaget till den yngre sedimentära berggrunden i dessa områden, för att utröna hur detta prekambriska underlag hänger samman med den blottade prekambriska berggrunden i sydöstra Sverige. Resultat från dessa studier finns delvis publicerade av Krzeminska m.fl. (2021) och Skridlaite m.fl. (2021) i tidskriften Precambrian Research (se publikationslistan nedan).

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. Resultaten från projektet finns publicerade i en artikel i Geological Journal år 2012 (Johansson m.fl. 2012, se publikationslistan nedan).

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.

Resultaten finns publicerade i International Geology Review år 2013 (Johansson & Hålenius 2013, se publikationslistan nedan)

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. Resultaten finns publicerade i Geological Magazine år 2014 (Dahlin m.fl. 2014, se publikationslistan nedan).

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 avslutat, och resultaten har publicerats i en uppsats år 2020 i tidskriften GFF (Johansson & Karlsson 2020, se publikationslistan nedan).

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 har undersökas, och nedmalda bergartsprover har analyseras geokemiskt. Strontium och neodym-isotoper har analyseras från ett urval av dessa prover för att ytterligare karaktärisera magman och dess ursprung. Dessutom har tidigare daterade zirkonprover analyserat om (på U-Th-Pb) med Nordsims jonmikrosond, för att testa och bekräfta ovanstående åldersresultat, samt för Lu-Hf med LA-ICP-MS på Vegacentret för att ytterligare klarlägga magmornas ursprung.

Analysarbetet är avslutat och en uppsats har publicerats i Inter-national Journal of Earth Sciences år 2020 (Johansson 2020, se publikationslistan nedan)

"Cleaning up the record"

Tidigare konventionella uran-bly-dateringar gjorda med TIMS-teknik på bergartsprover från den södra delen av Protoginzonen och det Östra Segmentet av den Svekonorvegiska provinsen i södra Sverige har gjorts om med Nordsims jonmikrosond (SIMS-teknik), där man lättare kan skilja magmatiska åldrar från nedärvda eller metamorfa. U-Th-Pb-analyserna har kompletterats med Lu-Hf-analyser av samma zirkonkristaller gjorda med LA-ICP-MS vid Vegacentret vid NRM, för att klarlägga magmornas ursprung. Resultaten från dessa analyser har publicerats i en artikel i tidskriften GFF år 2021 (Johansson 2021, se nedan).

Stockholms skärgård

För närvarande bedrivs geologiska studier i Stockholms södra skärgård (Ornöhuvud och Fjärdlång med angränsande öar), i samarbete med Stefan Claesson från Naturhistoriska riksmuseet och Karin Högdahl från Uppsala Universitet.

Ovanstående forskning har finansierats av Magnus Bergvalls stiftelse, Sveriges geologiska undersökning samt Riksmusei vänner.

Projektdeltagare vid muséet

Externa projektdeltagare

  • Ulf Bertil Andersson, LKAB, Kiruna
  • Karin Högdahl, Uppsala Universitet
  • Ewa Krzeminska, Polish Geological Institute (PGI), Polen
  • Grazina Skridlaite, Vilnius University, Litauen

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 47, 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 55, 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 151,
    573-590. http://dx.doi.org/10.1017/S0016756813000551länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Johansson, Å & Karlsson, A., 2020: The “intraorogenic” Svecofennian Herräng mafic dyke swarm in east-central Sweden: age, geochemistry and tectonic significance. GFF 142, 1-22. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/11035897.2019.1708450länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Johansson, Å., 2020: The Paleoproterozoic Hedesunda granite complex, east‑central Sweden, a composite intrusion. International Journal of Earth Sciences 109, 1991-2022. https://doi.org/10.1007/s00531-020-01885-xlänk till annan webbplats
  • Johansson, Å., 2021: Cleaning up the record – revised U-Pb zircon ages and new Hf isotope data from southern Sweden. GFF 143, 328-359. https://doi.org/10.1080/11035897.2021.1939777.länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Krzemińska, E., Johansson, Å, Krzemiński, L., Wiszniewska, J., Williams, I.S., Petecki, Z., Salwa, S., 2021: Basement correlation across the southernmost Baltic Sea: Geochemical and geochronological evidence from onshore and offshore deep drill cores, northern Poland. Precambrian Research 362, 106300, 20 pp. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106300.länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster
  • Skridlaite, G., Siliauskas, L., Whitehouse, M.J., Johansson, Å., Rimsa, A., 2021: On the origin and evolution of the 1.86–1.76 Ga Mid-Baltic Belt in the western East European Craton. Precambrian Research 367, 106403, 21 pp., https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106403länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster