14. oktober 2014

Fra urtidshav til himalayisk fjellkjede

HESSDALEN: Bergartene i Midt-Norge forteller historien om gammel havbunn, små øyer, store vulkaner og dype sedimentbassenger. Mange av landets viktige kobber- og sinkforekomster ligger også her. Geologer prøver å fravriste bergartene flere gamle hemmeligheter.

Grenne og GasserKONTAKT: Forskerne Deta Gasser og Tor Grenne er i Gruvdalen og peker på grensen mellom to av enhetene i Trondheimsfeltet. Brattbekktjønna ligger i bakgrunnen. Arbeidet handler om å få en bedre forståelse av geologien i malmrike områder i Trøndelag.


     

For 490-440 millioner år siden kan Midt-Norge ha sett ut som dagens Indonesia. De vulkanske og sedimentære bergartene som bygger opp Midt-Norge ble dannet i et komplekst havområde i kambrosilurisk tid.

Det gamle havområdet skilte de to store urtidskontinentene Laurentia og Baltika fra hverandre før kontinentene kolliderte for omkring 400 millioner år siden. Kollisjonen skapte kaledonidene, en enorm fjellkjede som var minst like stor som dagens Himalaya.

- Midt-Norge har lenge vært et nøkkelområde for å forstå geologien i den kaledonske fjellkjeden i Skandinavia. Likevel er kunnskapen om området bare stedvis oppdatert med moderne geologiske undersøkelsesmetoder, forteller forskerne Deta Gasser og Tor Grenne ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).

Fjellkjededannelse

Under den kaledonske fjellkjededannelsen ble de vulkanske og sedimentære bergartene under det gamle havområdet skjøvet inn fra nordvest over den baltiske kontinentalranden og kraftig deformert. De ligger nå i en langstrakt "skål" som strekker seg fra Nord-Gudbrandsdalen i sør til Snåsa i nord, i det som geologene kaller Trondheimsfeltet.

Vi er i Gruvdalen sør for innsjøen Øyungen i Hessdalen. Geologene Gasser og Grenne tar seg til fots innover fjellet. Målet er å finne kontakten mellom to viktige enheter innenfor Trondheimsfeltet; den vulkanske Fundsjøgruppen i øst og det hovedsakelig sedimentære Gulakomplekset i vest.

Og turen er en suksess: Midt inne på fjellet kan de to sette fingeren på kontakten, som bærer tydelig preg av kraftig deformasjon.

HessdalenFJELLTUR: Deta Gasser og Tor Grenne tar seg innover Gruvdalen med innsjøen Øyungen i bakgrunnen.

Puslespill i fjellet

- Litt av den faglige diskusjonen her handler om hvorvidt Trondheimsfeltet er et resultat av en stratigrafisk oppbygging, altså at bergarter er avsatt lagvis på hverandre, eller om bergartene har støtt mot hverandre for senere å ha blitt foldet sammen, opplyser Tor Grenne.

Forskerne kikker med lupe, måler strukturer i bergartene og tar prøver som skal undersøkes med mange laboratoriemetoder. Problemet er at det har skjedd mye på de 400-500 millioner år siden bergartene ble dannet.  - Det er et komplisert geologisk puslespill, men vi finner nye brikker hver dag, sier geologene.

Trondheimsfeltet har naturlig nok blitt geologisk kartlagt og studert også tidligere. Flere geologiske modeller for dannelsen er lagt fram, noen av dem er omdiskuterte og usikre. For å komme videre kreves det forskning med moderne metoder både i felt og i laboratorium. Nøyaktige aldersbestemmelser er en viktig del i arbeidet.

Malmforekomster

De geologiske enhetene i Trondheimsfeltet inneholder også ulike mengder av mulig drivverdige mineralforekomster. Noen enheter kan være direkte sammenlignbare med bergartsenheter i Nord-Amerika, der det finnes malmforekomster i verdensklasse.

På turen til Hessdalen er vi like ved noen av forekomstene som har vært gjenstand for interesse i senere tid, i Hersjøfeltet. Så sent som i sommer har et australsk selskap satt i gang nytt arbeid med å utforske flere kaledonske forekomstområder.

NGU-geologene presiserer at det ikke er malmleting som er hensikten med undersøkelsene i dette prosjektet. - Målet er å bestemme når, hvor og hvordan bergartene opprinnelig ble til, og å forstå den geologiske historien, opplyser Tor Grenne. Slik sett kan resultatene danne grunnlag for fremtidig vurdering av malmpotensial, som igjen kan stimulere til en mer målrettet og effektiv prospektering.

Veger og tunneler

Samtidig understreker Deta Gasser at en god forståelse av kaledonidenes utvikling ikke bare relevant for leting etter mineralressurser. - Kunnskapen er også viktig for bygging av veg og tuneller gjennom kaledonsk påvirket fjell, og for å forstå utviklingen av kontinentalsokkelen, sier hun.

Deta GasserKOMPASS: Kart og kompass er i flittig bruk blant geologene. Her måler Deta Gasser fallretningen på en vulkansk bergart.Forskerne skal blant annet prøve å beskrive store skyvesoner og sterkt deformerte soner, og samtidig beskrive den generelle oppbyggingen av bergartene i området.  – Vi har planer om å publisere resultatene i vitenskapelige fagtidskrifter, tidsskrifter som leses av fagfolk som for eksempel starter opp nye veg- eller tunnelprosjekt innenfor området vi undersøker. De får dermed basiskunnskap om den generelle strukturelle oppbyggingen, som de kan bruke som grunnlag for videre vurdering av blant annet mekaniske egenskaper og sprekkemønster, forteller Deta Gasser.

Det samme gjelder kontinentalsokkelen:  - Den strukturelle oppbygningen av bergartene på land fortsetter ut mot havet under de sedimentære bergartene som ble avsatt på sokkelen senere. Strukturer som har utviklet seg i sedimentene er påvirket av geometrien i de eldre bergartene under. Ny og moderne kunnskap om oppbygningen på land kan derfor også lede til en bedre forståelse av strukturen på sokkelen, sier hun.

FAKTA:

  • Bergartene i Trondheimsfeltet i Midt-Norge ble dannet for ca. 490-440 millioner år siden i et komplekst havområde som er sammenlignbart med nåtidens Indonesia.
  • Da Laurentia og Baltika støtte sammen for omkring 400 millioner år siden og dannet den kaledonske fjellkjeden, ble bergartene skjøvet som svære ” jordskorpe-flak” oppå den baltiske kontinentranden der de ligger i dag.
  • Rester av fjellkjeden bygger opp store deler av Svalbard, Skottland, Norge og østkysten av USA. Omtrent to tredjedeler av Norges berggrunn omfattes av fjellkjeden, som også strekker seg inn i Sverige.

FAKTA:

  • NGUs prosjekt "Kaledonske terreng i Midt-Norge" fra 2013-2017 skal øke forståelsen for den geologiske utviklingen av de vulkanske og sedimentære bergartene som tilhører den kaledonske fjellkjeden i Midt-Norge. 
  • NGU-forsker Tor Grenne er en av forfatterne av en omfattende avhandling om kaledonske terreng og malmforekomster, ”Scandinavian Caledonide metallogeny in a plate tectonic perspective”, publisert i tidsskriftet Mineralium Deposita i 1999.
  • NGU-forsker Deta Gasser er en av tre redaktører i en ny spesialpublikasjon om den kaledonske fjellkjeden utgitt av The Geological Society of London. Boka "New Perspectives on the Caledonides of Scandinavia and Related Areas", inneholder en rekke nye bidrag om det som har skjedd i forskningen de 30 siste årene siden det store bokverket ”The Caledonide Orogen - Scandinavia and related areas”, som har vært betraktet som "bibelen" om Kaledonidene, kom ut i 1985 med Gee og Sturt som redaktører.

Tor GrennePRØVETAR: I en konglomeratbergart på fjellet tar Tor Grenne en prøve for å bestemme alderen på mineralet zirkon. Resultatene kan gi en indikasjon på om tolkningen av den geologiske utviklingen stemmer.