• No results found

Undersökning av metamorfa förhållanden för skarn-, metapelit- och sulfidbergarter på nordöstra Utö, Stockholms skärgård, Sverige

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Undersökning av metamorfa förhållanden för skarn-, metapelit- och sulfidbergarter på nordöstra Utö, Stockholms skärgård, Sverige"

Copied!
30
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Degree Project in

Geology 15 hp

Stockholm 2013

Department of Geological Sciences

Stockholm University

Undersökning av metamorfa förhållanden för

skarn-, metapelit- och sulfidbergarter på

nordöstra Utö, Stockholms skärgård, Sverige

(2)

Stockholms  skärgård,  med  målet  att  fastställa  metamorfa  tryck-­‐,  temperatur-­‐  och  fluid-­‐

XCO2-­‐förhållanden.   Utös   berggrund   metamorfoserades   ca   1,87-­‐1,78   Ga   när   en   öbåge  

kolliderade  med  den  arkeiska  kratonen.  Tidigare  deponerade  karbonater,  vulkaniter  och   gråvackor   blev   metamorfoserade   i   samband   med   kollision   och   senare   exstensionell   kollaps.  I  studieområdet  hittas  karbonater  omvandlade  till  marmor  och  skarnbergarter,   som   i   vissa   fall,   troligtvis   är   hydrotermalt   omvandlade   till   sulfidbergarter   i   samband   med   intrusioner   i   orogenesens   senare   skede.   Gråvackor   hittas   omvandlade   till   metapeliter  bärandes  indexmineral.  

 

Kalcit-­‐dolomit-­‐termometri   på   tremolit-­‐,   talk-­‐   och   flogopitbärande   skarnbergarter   gav  

temperaturer   på   379°C   respektive   412°C   som   kunde   härledas   till   fluid-­‐XCO2-­‐

koncentrationer   på   0,0039   och   0,012.   Geotermobarometri   för   metapeliter   i   området   resulterade   i   osäkra   tryck-­‐   och   temperaturvärden   p.g.a.   en   begränsad   och   retrograd   mineralsammansättning,  men  antyder  att  metamorf  grad  tidigare  varit  högre.  Skarn  och   relaterade   sulfidbergarter   kunde   med   vissa   undantag   klassificeras   som   Zn-­‐Pb-­‐skarn   utifrån   mineralogisk   sammansättning   av   zinkblände,   blyglans   och   pyrit.   Retrograda   förhållanden   inom   greenschist   facies   uppskattades   utifrån   framräknade   temperaturer   samt  förekomst  av  reaktionstexturer.  

 

                                         

 

 

 

 

 

 

 

(3)

Mål  och  studieområde  ...  1  

Geologisk  bakgrund  ...  1  

Metod  ...  2  

Kartering  och  fältarbete  ...  2  

Förberedelse  av  prover  och  provanalyser  ...  3  

Kalcit-­‐dolomit  geotermometri  ...  3  

AX  och  THERMOCALC  ...  4  

Resultat  ...  5  

Berggrundskarta  ...  5  

Strukturkarta  ...  6  

Litologisk  beskrivning  ...  6  

Karbonater,  skarn  och  felsiska  vulkaniter/pegmatiter  ...  7  

Finkristallin  malmmineralbärande  bergart  ...  8  

Felsiska/intermediära  vulkaniter  med  primära  texturer  ...  8  

Gråvacka  ...  8  

Andalusitbärande  gråvacka  ...  9  

Metaryolit/metaandesit  ...  9  

Utvalda  prover  för  tunnslip  och  XRF  ...  9  

Tunnslipsbeskrivning  ...  11   FAS6  ...  11   FAS18-­‐1  ...  11   FAS18-­‐2  ...  11   FAS27  ...  11   FAS135-­‐1  ...  12   FAS135-­‐2  ...  12   XRF  ...  13   Elektronmikrosond-­‐analys  (EMSA)  ...  14   FAS6  ...  15   FAS18-­‐1  ...  15   FAS135-­‐2  ...  15  

Tryck,  temperatur  och  XCO2-­‐förhållanden  ...  15  

Tryck-­‐Temperatur  Gråvacka/Metapelit  ...  15   Kalcit-­‐dolomit  geotermometri  ...  16   XCO2-­‐fluidsammansättning  ...  17   Diskussion  ...  18   Tryck-­‐temperatur-­‐XCO2  ...  18   Petrologisk  tolkning  ...  19   Felkällor  ...  22   Slutsats  ...  22   Tack  till…  ...  23   Referenser  ...  23   Appendix  ...  24   Strukturdata  ...  24   XRF-­‐data  ...  25   Elektronmikrosond  (EMSA)-­‐data  ...  26   XCO2-­‐beräkning  ...  27  

(4)

Inledning

 

Mål  och  studieområde    

Detta   kandidatarbete   vid   Stockholm   Universitet,   är   ett   projekt   finansierat   av   Sveriges   Geologiska  Undersökning  (SGU)  och  handlett  av  Professor  Alasdair  Skelton  och  Joakim   Mansfeld,   PhD.   Målet   är   att   kartera   och   undersöka   utvalt   studieområdes   berggrund,   samla   in   prover   för   tunnslips-­‐,   XRF-­‐   och   elektronmikrosond-­‐analys   samt   med   resulterande  data  bestämma  metamorfa  tryck-­‐,  temperatur-­‐  och  fluidförhållanden  med   programmet   THERMOCALC.   Studieområdet   för   detta   arbete   är   en   del   av   ön   Utö,   som   ligger  i  sydöstra  delen  av  Stockholms  skärgård.  Området  utgör  Utös  nordöstra  udde  och   har  en  area  på  ca  1  km3  (se  figur  1).    

 

 

Figur  1.  Översikt  av  studieområdet  på  Utö.  

Geologisk  bakgrund  

Utös  berggrund  bildades  i  en  subduktionsmiljö  när  ett  öbågeskomplex  med  två  öbågar   blev   överskjutna   på   den   arkeiska   kratonen   under   den   svekofenniska   orogenesen   som   pågick  mellan  1,91  och  1,87  Ga,  enligt  detritala  zirkondateringar  (Lundström  et  al.,  2010   ).   Subduktionsriktningen   var   till   en   början   (ca   1,91   Ga)   i   nordöstlig   riktning   men   i   samband  med  att  en  av  öbågarna  kolliderade  med  vad  som  idag  är  den  finska  delen  av   kratonen,   ändrades   subduktionsriktningen   så   småningom   mot   nordväst-­‐väst.     Detta   ledde   till   att   den   andra   fortfarande   aktiva   öbågen   kolliderade   med   vad   som   idag   är   sydöstra   Sverige,   och   utgör   idag   Bergslagen-­‐området   som   Utö   är   en   del   av   (Nironen,   1997).  

 

Innan   öbågarnas   kollision   då   det   svekofenniska   havet   var   öppet   kunde   gråvackor,   karbonatsediment,   och   kemiska   sediment   deponeras   i   en   shelfmiljö   framför   öbågarna  

Utö kvarn Gruvbryggan Rävstavik Gruvbyn !Stockholm SV ER IG E 0 1 Kilometer

¯

Studieområde

UTÖ

Koordinatsystem: SWEREF 99TM

(5)

vilket   gör   att   Stockholmsområdet   idag   domineras   av   sedimentära   litologier   (Nironen,   1997;  Talbot,  2008).  Närheten  till  en  aktiv  öbåge  ledde  till  deponering  av  pyroklastiska   bergarter   daterade   1,9-­‐1,88   Ga   (1904   Ma   på   Utö   (Lundström   et   al.,   2010))   sulfiddeponier,  samt  bandade  järnformationer.  

 

Deponerade   shelfsediment   omarbetades   i   massflöden   och   starka   vattenflöden   bildade   submarina  dalar.  Porfyriska,  ryolitiska  till  andesitiska  lagergånger  från  den  magmatiska   öbågen,   intruderade   sedan   dessa   sediment   i   samband   med   att   sedimentationen   upphörde  vid  stängningen  av  det  svekofenniska  havet  när  den  andra  öbågen  kolliderade   med  kontinenten  1,87  Ga  (Nironen,  1997;  Talbot,  2008).  

 

Subduktionen  skedde  under  transpessionella  förhållanden  i  Bergslagen  vilket  efter  1.87   Ga   ledde   till   extension   p.g.a.   kollaps.   Detta   resulterade   i   uppsmältning   och   migmatisering  av  de  tidigare  skjuvade  sedimenten  samt  bildning  av  granitiska  smältor   (Nironen,  1997),  som  syns  som  pegmatiter  på  Utö  (Talbot,  2008).  

 

Utö  har  drabbats  av  två  faser  av  metamorfos,  daterade  till  1,87  i  samband  med  öbågens   kollision  och  1,78  Ga  i  samband  med  extensionell  kollaps  (Nironen,  1997;  Talbot,  2008).   Geobarometri  indikerar  lågt  tryck  för  metamorfosen  på  0,5±0,2  GPa  i  sydöstra  Sverige   med  maximalt  tryck  på  1  GPa  i  samband  med  transpressionella  förhållanden  (Nironen,   1997)  Andalusiter  som  indikerar  hög  temperatur  finns  från  båda  metamorfa  faserna  på   Utö  (Talbot,  2008).  

 

Skarnbergarter   (kalcium-­‐silikater)   bildade   av   en   reaktion   mellan   karbonater   och   silikater   finns   det   rikligt   av   på   Utö.   Bildningen   av   skarnbergarter   i   Bergslagen   samt   deras   relaterade   järn-­‐   och   sulfidmalmer   har   förklarats   (Allen   et   al.,   1996;   Ripa,   2012)   genom   både   regional   metamorfos,   då   primära   sedimentära   vulkaniska   lager   och   karbonatlager   haft   utbyte   mellan   varandra,   eller   metasomatism   genom   inflöde   av   syntektoniska  fluider  i  karbonatlager  (Allen  et  al,  1996;  Meinert,  1992).  

 

Skarnrelaterade   malmdeponier   som   finns   i   Bergslagen   har   i   flera   fall   tolkats   blivit   bildade   av   fluider   bildade   i   samband   med   intrusioner   av   granitisk   till   granodioritisk   sammansättning.   Dessa   representerar   ofta   ett   sent   stadium   då   tidigare   kontaktmetamorfoserade  skarnbergarter  blir  ersatta  av  utfällda  malmmineral  (Pirajno,   2009).  

 

Gruvverksamhet  har  bedrivits  på  ön  enligt  litteratur  sedan  1600-­‐talet  men  arkeologiska   bevis  från  Gotland  talar  för  att  gruvbrytning  pågick  på  Utö  redan  under  1100-­‐1200-­‐talet.   Järnmalm   av   bandad   typ   (BIF)   har   varit   av   största   intresse   men   det   finns   också   sulfiddeponier  och  pegmatiter  som  fått  ökad  uppmärksamhet  på  senare  tid  p.g.a.  deras   intressanta  inkompatibla  sammansättning  (Smeds  och  Cerny,  1989;  Mansfeld,  2012).  

Metod  

Kartering  och  fältarbete  

Fältarbete   och   kartering   utfördes   på   Utö   under   två   veckor   i   början   av   april   2013.   Berggrundshällar   utmed   kusten   var   välexponerade   vilket   förenklade   observationer,   identifikation  och  gjorde  karteringen  mer  fullständig  jämfört  med  hällar  inåt  land  som   oftast  var  djupt  vittrade,  täckta  av  vegetation  och  längre  ifrån  varandra.  Detta  gjorde  att   berggrundskontakter   och   möjliga   större   strukturer   oftast   var   dolda.   Hällstorleken   varierade   mellan   ett   par   hundra   meter   och   ner   till   50   cm   vid   små   berggrundsexponeringar.   Kustområdet   karterades   först   följt   av   kartering   utmed  

(6)

transekter  i  inlandet.  Slutligen  försökte  ytor  med  glesa  observationspunkter  fyllas  i.  143   observationspunkter/lokaler   och   hällar   plottades   i   en   GPS   (Garmin   GPSmap76CSx,   koordinatsystem  SWEREF  99TM)  och  beskrevs  med  hjälp  av  lupp  och  geologhammare   (finsk  modell).  Kompass  användes  till  mätning  av  strykning  och  stupning  av  geologiska   strukturer.   Extrapolering   behövdes   inte   vid   kusterna   där   täckningen   var   mer   eller   mindre   komplett,   men   tillämpades   i   hög   grad   på   inlandsytor   där   avståndet   mellan   hällarna  ibland  kunde  vara  stort  och  exponeringen  dålig.    

 

Kartan   ritades   i   ArcGIS   version   10.1.   De   olika   bergartsklasserna   ritades   in   i   vektorformat  och  extrapolering  gjordes  med  hjälp  av  strukturmätningar  från  foliation  (i  

bergarter   innehållandes   glimmermineral)   och   relikt   lagring/bandning   i  

karbonat/vulkanit-­‐bergarterna.  Kartdata  hämtades  från  Lantmäteriets  databas.     Förberedelse  av  prover  och  provanalyser  

Flera   stuffer   togs   varav   6   st   utvaldes   till   tunnslip.   Under   ledning   av   Dan   Zetterberg   sågades   stufferna   till   med   diamantklinga   och   slipades   grovt   med   kiselkarbid,   kornstorlek   400,   innan   de   skickades   för   färdigställning   vid   Vancouver   Petrographics   i   Kanada.   Tunnslipen   var   48x26   mm   stora,   30   μm   tjocka,   av   polerad   typ   som   även   är   lämpade  för  reflektionsmikroskopi  och  elektronmikrosond-­‐analys  (EMSA).  

 

4   stycken   prover   sågades,   slipades   och   krossades   för   XRF-­‐analys   på   Stockholms   universitet.   Analyserna   utfördes   med   en   Olympus   Delta,   handhållen   XRF.   Mätningarna   skulle   ursprungligen   göras   på   de   krossade   proverna   men   tester   visade   att   magnesiuminnehållet  inte  registrerades  vid  sådan  mätning.  Därför  genomfördes  istället   analyserna   på   stufferna.   10   stycken   mätningar   gjordes   på   varje   stuff   förutom   för   det   sulfidmineraliserade  malmstuffet  som  mättes  2  gånger.  Datavärdena  räknades  sedan  om   till   ett   snittvärde   samt   standardavvikelse   för   varje   prov,   och   de   vanligaste   mineralbyggande  ämnena  räknades  om  till  viktprocent  i  oxidform  och  normaliserades.  

Övriga  ämnen  behölls  i  atomisk  viktprocent  för  jämförelse.  

 

Tunnslipen   beskrevs   genom   ett   petrografiskt   mikroskop   av   fabrikatet   Leica,   i   planpolariserat,   korspolariserat   och   reflekterat   ljus.   3   tunnslip   valdes   ut   för   elektronmikrosond-­‐analys  på  geocentrum  vid  Uppsala  universitet,  som  utfördes  under   ledning   av   Jarek   Majka.   elektronmikrosonden   som   användes   var   en   Jeol   Hyperprobe   ZXA-­‐8530F  (Field  Emission  Electron  Probe  Microanalyzer).  

 

En   elektronmikrosond   är   en   maskin   som   kan   mäta   mineralers   sammansättning   på   en   yta  av  1-­‐5  μm.  Den  skjuter  en  koncentrerad  stråle  av  elektroner  på  tunnslipets  yta  vilket   gör   att   elektronerna   i   provets   atomer   exciteras   och   avger   röntgenstrålning.   Röntgenstrålningen  fokuseras  och  förstärks  av  olika  kristaller  som  är  anpassade  för  de   olika   grundämnenas   strålningsegenskaper.   Strålningen   mäts   sedan   i   en   spektrometer   och   eftersom   olika   grundämnen   avger   olika   våglängder   kan   grundämnena   i   provet   fastställas.  Innan  analysen  genomförs  måste  tunnslipen  förbehandlas  med  ett  kolskikt.   Detta  görs  för  att  provets  yta  ska  bli  laddat  och  leda  bort  elektronerna  som  kommit  från   strålen.  Kolskiktet  appliceras  i  en  vakuumbehållare  i  evaporerat  tillstånd  och  tjockleken   kontrolleras   genom   att   färgen   på   en   behandlad   mässingsplatta   förändras   i   samband   med  appliceringen.    

Kalcit-­‐dolomit  geotermometri  

Kalcit  och  dolomit  existerar  som  en  fas  över  ca  900°C.  Under  denna  temperatur  sker  en   separering  av  dessa  två  fasta  faser  mot  separata  ändsammansättningar,  där  en  lägre  halt   av  magnesium  ersätter  kalcium  vid  lägre  temperaturer.  Genom  att  empiriskt  ha  fastställt   detta   utbyte   kan   man   ner   till   ca   500°C,   (sedan   är   solvusen   inte   lika   känslig   för   temperaturförändring)   till   en   noggrannhet   av   ±10°C,   bestämma   temperaturen   i   ett  

(7)

system   baserat   på   molfraktionen   av   magnesium   i   kalcit   som   är   i   jämvikt   med   dolomit   (Anovitz  och  Essene,  1987).    

 

Molfraktionen   (xMgCO3)   av   magnesium   i   kalcit   räknades   fram   genom   att   dela  

substansmängden   av   magnesium   med   summan   av   substansmängden   från   magnesium   och  kalcium.  Den  sattes  sedan  in  i  ekvation  1,  vilket  gav  temperatur  i  Kelvin  som  sedan   räknades  om  till  grader  Celsius.    

 

𝑇 = −2360𝑋!"#$!!"#$%& − 0.01345

𝑋!"#$!!"#$%&

!

+ 2620 𝑋!"#$!!"#$%& !+ 2608 𝑋!"#$!!"#$%& !.!+ 334  

Ekvation  1.  Anovitz  och  Essenes  (1987)  formel  för  geotermometri.    

 

AX  och  THERMOCALC  

Dataprogrammen   AX   (Holland   och   Powell,   2000)   och   THERMOCALC   (Powell   et   al.,   1998)  användes  för  att  räkna  ut  tryck  och  temperatur  för  gråvackan/metapeliten  samt  

bestämma   XCO2   värde   hos   fluiden   för   skarnbergartens   resulterande   kalcit-­‐dolomit-­‐

temperatur.      

För  metapeliten  kördes  provets  alla  förekommande  minerals  kemiska  sammansättning   (från   elektronmikrosond-­‐analysen)   med   variation   av   muskovitsammansättning,   samt   med   eller   utan   andalusit   (se   resultatdel   för   detaljer)   i   programmet   AX   för   att   få   fram  

mineralernas   ändsammansättningar   samt   termodynamiska   aktivitetsvärden.  

Startvärden  (som  ändsammansättningar  och  aktivitetsvärden  räknas  ut  för)  som  sattes   in  i  AX  var  0,3  GPa  och  500°C  vilka  var  liknande  värden  som  man  tidigare  fått  fram  från  

Utö   (Engström,   2011).   Aktivitetsvärdena   man   får   fram   från   AX   representerar   en  

termodynamisk   motsvarighet   av   koncentration   och   står   för   ändsammansättningarnas   komponenters  potential  att  reagera.  Aktivitetsvärdet  ligger  mellan  noll  och  ett.  

 

Ändsammansättningar  och  aktivitetsvärden  sattes  sedan  in  i  THERMOCALC  version  3.33   för   att   få   fram   tryck   och   temperaturvärden.   I   THERMOCALC   valdes   genomsnittlig   beräkning   av   tryck   och   temperatur   för   de   givna   mineralsammansättningarna.   Det   THERMOCALC   då   gör   är   att   räkna   ut   den   punkt   för   tryck   och   temperatur   som   bäst   representerar   jämvikt   av   alla   möjliga   mineralreaktioner.   Resulterande   tryck   och   temperaturvärden   räknades   sedan   om   från   början   i   AX   tills   tryck   och   temperatur   stabiliserats  i  THERMOCALCs  framräknade  värde.  Beräkning  i  AX  och  THERMOCALC  är   upprepande  processer  där  varje  beräkning  och  omräkning  måste  göras  separat.    

 

Beräkning   av   XCO2   gjordes   genom   att   sätta   in   kemisk   sammansättning   i   AX   för   alla  

observerade  och  analyserade  mineral  i  prov  FAS18-­‐1.  Insatt  värde  för  temperatur  i  AX   var   ett   snittvärde   av   kalcit-­‐dolomit-­‐temperaturerna   och   trycket   var   ifrån   ett   samtidigt   pågående  examensarbete  på  Utö  av  Josefin  Linde  där  granat-­‐biotit-­‐geobarometri  (Ferry   och   Spear,   1978)   tillämpats.   Resulterande   värden   sattes   in   i   THERMOCALC   där  

beräkning   mellan   ändsammansättningar   och   temperatur-­‐XCO2   valdes.   För   temperatur  

och   XCO2-­‐beräkning   i   THERMOCALC   angavs   det   tryck   som   tidigare   använts   i   AX.  

Uträkningen   resulterade   i   ett   flertal   möjliga   reaktioner   där   den   mest   lämpliga   för  

provets   mineralogi   valdes   och   XCO2-­‐sammansättning   hos   fluiden   kunde   uppskattas  

genom   korsningar   av   dess   ekvationslinje   och   linjer   för   de   tidigare   uträknade   kalcit-­‐ dolomit-­‐temperaturerna  (se  resultatdel).    

(8)

Resultat  

Nedan  följer  framställda  kartor  för  bergarter  (figur  2)  och  strukturmätningar  (figur  3)   vilka   är   följda   av   litologiska   beskrivningar   för   enheterna   i   berggrundskartan.   Observationspunkter  samt  rutade  ytor  i  berggrundskartan  representerar  områden  och   hällar  där  berggrunden  observerats  och  fastställts  medan  övriga  ytor  är  extrapolerade.  

Strukturmätningar   är   utplacerade   efter   GPS-­‐positioner   för   respektive  

observationspunkt/lokal.  Stupning  kunde  ej  mätas  där  etikett  saknas  vilket  innebär  att   även  strykning  för  motsvarande  struktur  borde  betraktas  med  viss  osäkerhet.    

Berggrundskarta  

 

Figur  2.  Berggrundskarta  med  utsatta  observationspunkter,  hällar  samt  kontakter.  

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! S1 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S2 S20S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 S29 S3 S30 S31 S32 S33 S34 S35 S36 S37 S38 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S100 S101 S102 S103 S104 S105 S106 S107 S108 S109 S110 S111 S112 S113 S114 S115 S116 S117 S118 S119 S120 S121 S122 S123 S124 S125 S126 S127 S128 S129 S130 S131 S132 S133 S134 S39 S40 S41 S42 S43 S44 S45 S46 S47 S48 S49 S50 S51 S52 S53 S54 S55 S56 S57 S58 S59 S60 S61 S62 S63 S64 S65 S66 S67 S68 S69 S70 S71 S72 S73 S74 S75 S76 S77 S78 S79 S80 S81 S82 S83 S84 S85 S87 S88 S86 S89 S90 S91 S92 S93 S94 S95 S96 S97 S98 S99 S135 S136 S137 S138 S139 S140 S141 S142 S143 692600 692600 692800 692800 693000 693000 693200 693200 693400 693400 6 5 4 1 6 0 0 6 5 4 1 6 0 0 6 5 4 1 8 0 0 6 5 4 1 8 0 0 6 5 4 2 0 0 0 6 5 4 2 0 0 0 6 5 4 2 2 0 0 6 5 4 2 2 0 0 6 5 4 2 4 0 0 6 5 4 2 4 0 0 6 5 4 2 6 0 0 6 5 4 2 6 0 0 6 5 4 2 8 0 0 6 5 4 2 8 0 0 6 5 4 3 0 0 0 6 5 4 3 0 0 0

Karbonater, skarn och vulkanit/pegmatit Vulkanit Sulfidmineralisering Gråvacka Gråvacka, andalusitbärande Ryolitisk-andesitisk kvartsporfyr Ungefärlig kontakt Kontakt ! Observationspunkt Exponerad häll Väg

¯

0 100 200 400 600 800 1 000 Meter Koordinatsystem: SWEREF 99TM

(9)

Strukturkarta  

 

Figur  3.  Strukturmätningar  från  studieområdet  på  Utö.  

Litologisk  beskrivning  

Sex  dominerande  bergarter  observerades:  

• Karbonater,  skarn  och  felsiska/intermediära  vulkaniter/pegmatiter   • Massiv  finkristallin  malmmineralbärande  bergart  

• Primär  felsisk/intermediär  vulkanit   • Gråvacka   • Gråvacka  (Andalusitbärande)   • Metaryolit/metaandesit  (kvartsporfyrisk)  

¦

¦¦ ¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦ ¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦¦¦

¦¦

¦

¦

¦¦ ¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

¦

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

Ü

82° 76° 90° 60° 73° 82° 78° 88° 75° 60° 60° 64° 90° 61° 90° 82° 62° 72° 72° 78° 78° 83° 85° 75° 63° 76° 73° 82° 64° 74° 70° 57° 60° 90° 80° 70° 72° 82° 70° 62° 80° 87° 80° 73° 78° 75° 83° 81° 68° 82° 61° 76° 73° 76° 82° 46° 67° 84° 65° 84° 692600 692600 692800 692800 693000 693000 693200 693200 693400 693400 6 5 4 1 5 0 0 6 5 4 1 5 0 0 6 5 4 1 8 0 0 6 5 4 1 8 0 0 6 5 4 2 1 0 0 6 5 4 2 1 0 0 6 5 4 2 4 0 0 6 5 4 2 4 0 0 6 5 4 2 7 0 0 6 5 4 2 7 0 0 6 5 4 3 0 0 0 6 5 4 3 0 0 0

¦

Foliation/bandning med stupning i grader

Ü

Lineationer med stupning i grader Väg

0 100 200 400 600 800 1 000

Meter

¯

(10)

Eftersom   samtliga   bergarter   på   Utö   är   metamorfa   används   i   fortsättningen   inte   meta-­‐ prefixet  i  beskrivningarna.    

Karbonater,  skarn  och  felsiska  vulkaniter/pegmatiter  

Den   mest   dominanta   och   representativa   bergarten   för   området   var   en   trekomponentsammansättning  av  karbonater  (kalcit,  dolomit-­‐marmor),  skarnbergarter   (kalk-­‐silikater)   och   felsiska/intermediära   vulkaniter   alternativt   granitiska   pegmatiter.   Dem   olika   bergarterna   var   lagrade   med   varandra   där   den   felsiska   vulkaniten   (i   den   södra   delen   av   området)   och   den   granitiska   pegmatiteten   (i   den   norra   delen   av   området)   bildade   boudinage   och   utsträckta   ibland   veckade   strukturer   i   en   dominant   grundmassa   av   karbonatrik   sammansättning   (se   figur   4).   De   silikatrika   vulkanit-­‐   och   pegmatitsegmenten   hade   reaktionskanter   av   grön   skarnsammansättning   (kalk-­‐ silikater).   Vulkanitboudinage   påträffas   genom   hela   karbonat,   skarn   och   vulkanit/pegmatit-­‐området  medan  pegmatitboudinagen  påträffas  fr.o.m.  den  nordöstra   udden  och  vidare  i  områdets  nordvästra  del.    

 

Den  karbonatrika  bergarten  kunde  urskiljas  på  att  ha  pocketvittrad  yta  och  brungul  färg.   Vid   vissa   lokaler   t.ex.   vid   lokal   S11   observerades   motsvarande   bergart   med   ca   1   cm   stora  aktinolit-­‐tremolitkristaller  på  dess  yta.    

 

Vulkanitsegmenten   varierade  i  storlek  mellan   3-­‐4  meter  till  <10  cm.  De   mindre  segmenten  visade   lägre  grad  av  bevaring  och   hade  mer  utav  en  

omvandlad  

skarnsammansättning.   Detta  observeras  speciellt   där  vulkanit-­‐  och  

pegmatitsegmenten   smalnade  av.  Vulkaniten   var  ljusgrå,  finkristallin   och  hade  vass,  flintig   brottsyta.  Strykning  var   generellt  mot  sydväst  med   brant  stupning  sällan   under  70°.  

Strykningsvariation  och   vågade  veckade  strukturer   hos  dessa  kompetenta   segment  skulle  kunna   förklaras  av  två  tidigare  

deformationshändelser  i  form  av  subduktion  och  senare  kollision  (Talbot,  2008).   Enstaka  påträffande  av  porfyrisk  vulkanit  gjordes  vid  lokal  S18.  Dessa  porfyrsegment   var  när  belägna  till  ett  sulfidmineraliserat  massivt  malmlager  och  vittringsytan  var   märkbart  lenare  och  mer  rostig  än  övriga  vulkanitsegment.  

 

De   pegmatiter   som   hittades   i   skarnbergarten   f.r.o.m.   lokal   S31   och   vidare   i   områdets   nordvästra  del  tolkades  att  vara  av  felsisk  till  intermediär  sammansättning  och  bestod   framförallt   av   stora   ca   1-­‐2   cm   kristaller   av   grå   plagioklas   och   kvarts.   Vid   lokal   S31   påträffades   också   inslag   av   rosa   kalifältspatkristaller   i   enstaka   segment.   Dessa   var   veckade  tillsammans  med  övriga  skarn  och  pegmatitlager.  

Figur  4.  Bild  från  lokal  S135  där  vulkanitsegment  (till  höger)  

syns  i  en  pocketvittrad  karbonatbergart.  Skarnomvandling  i   vulkanitsegmentens  kanter  samt  ett  mineraliserat  boudinage   med  rostig  yta  till  vänster.  Den  massiva  sulfidmineralisering   som  analyserats  finns  ~2  m  till  vänster  ur  bild.  

(11)

 

Förutom   dessa   bergarter   fanns   det   också   skarn-­‐   och   karbonatbergarter   innehållandes  

svarta  avlånga  mineral  som  potentiellt  hade  kunnat  vara  diopsid.

 

Dessa  hittades  både  i  

skarnbergarter  och  i  en  marmorliknande  bergart  vid  lokal  S27.  Skarnbergarter  bärandes   dessa   svarta   mineral   innehöll   ibland   också   fibrösa   mineral   med   radierande   textur.   Gröna   glimmermineral   påträffades   i   de   ljusa   kalcitrika   bergarterna   på   vissa   lokaler,   oftast  i  samband  med  en  nära  belägen  mineraliserad  bergart.    

Finkristallin  malmmineralbärande  bergart  

Malmmineralbärande   bergarter   hittades   i   stor   utsträckning   inom   området.   Allra   mest   uppenbart   var   detta   i   områdets   nordöstra   del   där   nästan   inga   influenser   av   karbonatbergarter   observerades   inom   malmbergarten.   På   andra   lokaler   kunde   malmmineralbärande   lager,   ca   2   cm   tjocka   påträffas   tillsammans   med   lager   av   skarn-­‐ karbonat-­‐sammansättning.   Malmbergarten   var   finkristallin/afanitisk   och   mörkgrå   till   färgen.  Mängden  av  malmmineral  varierade  från  att  kunna  täcka  50%  av  vissa  snittytor   till   att   endast   förekomma   som   enstaka   kristaller.   Pyrit   och   potentiellt   kopparkis   observerades,  samt  malmmineral  med  metallisk  lyster  och  silverfärg.  Kristallytorna  hos   malmmineralen  var  ofta  regnbågsskimrande.  

 

Malmbergarten  kunde  kännas  igen  genom  att  ha  en  rostig  vittrad  yta  med  rödbrun  färg.   I  vissa  fall  påträffades  också  gröna  vittrade  ytor  samt  vita  utfällningar.  Ute  vid  udden  på   områdets   nordöstra   sida   syntes   ca   1   cm   stora   rostiga   fläckar   på   ytan.   Dessa   tolkades   som  aggregat  av  malmmineral  som  uppenbarade  sig  i  stråk  vinkelrätt  ut  mot  hällens  yta.   De   flesta   av   veckningarna   som   observerades   var   i   malmmineralbärande   lager   och   varierade  från  isoklin  till  öppen  typ.    

 

En  kontakt  mellan  malmbergarten  och  skarn-­‐karbonatbergarten  kunde  observeras  vid   lokal   S18   (figur   5).   Den   typiskt   bandade   skarn-­‐karbonat-­‐texturen   övergick   till   massiv   och   finkristallin   över   ca   1   meter.   Pyrit   påträffades   i   avtagande   mängd   in   i   skarn-­‐ karbonatbergarten.   I   övergången   fanns   ett   ca   3-­‐4   cm   stor   kluster   av   glimmermineral   i   kanten  av  ett  vulkanitsegment.    

Felsiska/intermediära  vulkaniter  med  primära  texturer  

På  tre  platser  påträffades  liknande  typ  av  vulkaniter  som  tidigare  beskrivits  i  samband   med   karbonater.   Dessa   stråk   som   ritats   ut   på   kartan   fanns   i   sådan   mängd   i   primärt   tillstånd  att  de  klassificerades  separat.    

 

Utmed   kusten   på   lokal   S10   och   S14   observerades   sub-­‐angulära   till   angulära   breccia/konglomerat-­‐fragment  i  en  finkristallin/finkornig  grundmassa  och  tolkades  till   att  kunna  vara  det  som  Talbot  (2008)  beskriver  som  polymict  breccia.  Fragmenten  hade   utdraget   utseende   i   liknande   riktning.   Enstaka   av   fragmenten   hade   mjölig   och   porös   yttextur.   Vid   lokal   S10   var   också   vissa   fragment   ersatta   med   en   zonering   av   kvarts   på   kanterna,   gröna   amfiboler   innanför   och   platta,   honungsfärgade,   lättskrapade   mineral   i   fragmentets  center.    

 

På   övriga   lokaler   har   vulkaniten   varit   av,   ljusgrå,   finkristallin   typ   med   vassa   brottytor   som  t.ex.  vid  lokal  S58  utgjorde  en  avlång  topografisk  höjd.    

Gråvacka  

Gråvacka  påträffades  i  områdets  södra  del.    Den  bestod  av  massiva  lager,  ca  20-­‐30  cm   tjocka   av   kvartsrik   finkornig   sand   samt   mer   folierade   mörka   lager   som   innehöll   muskovit.   Muskovit   kunde   i   vissa   fall   påträffas   i   låg   halt   i   de   massiva   sandlagren.   I   gråvackan  fanns  det  på  flera  ställen  vita  kvartsvener  som  hade  varierande  kristallstorlek   men  tolkades  generellt  som  grovkristallina.  Dessa  var  ofta  veckade.    

(12)

 

Ett   litet   segment   av   gråvacka   hittades   också   i   studieområdets   nordvästra   del   där   sammansättningen  var  kvartsrik  finsand  och  glimmer.      

Andalusitbärande  gråvacka  

Inuti  enheten  med   gråvacka  påträffades  ett   segment  som  tolkades   som  andalusitbärande.  Vid   lokal  S6  fanns  

andalusiterna  i  utkanten   av  elliptiska  kluster  av  vad   som  verkade  vara  

finkornig  sand.  Ellipserna   var  mellan  10-­‐15  cm   långa,  ca  5  cm  breda  och   utspridda  med  ca  50  cm   mellanrum,  och  hade   liknande  strykning.  Det   fanns  ingen  tydlig  foliation   och  materialet  mellan   ellipserna  tolkades  som   finkornigt  bestående  av   möjligtvis  silt  och  fin  sand.      

Mot   lokal   S6   utvecklade  

bergarten   mer   foliation   i   form   av   glimmer,   och   texturen   blev   av   migmatitisk   typ   med   vågiga  band  av  ljusare  (vit)  och  mörkare  (grå)  färg  som  också  innehöll  porfyroblaster  av   potentiell  andalustit.  I  enheten  utan  andalusit  som  var  glimmerrik  med  tydlig  foliation,   observerades  svarta  mineral  som  tolkades  som  turmalin.    

 

Metaryolit/metaandesit  

Mellan   gråvackan   och   skarnbergarterna   påträffades   det   intrusiva/extrusiva   flöde   som   beskrevs  av  Talbot  (2008).  Bergarten  består  av  finkristallin  vit  kvarts,  stråk  av  biotit  och   några   millimeter   stora   porfyroklaster   av   grå   rökig   kvarts.   Biotitstråken   följer   samma   riktning  som  omgivande  foliation/bandning  och  övergången  till  gränsande  bergarter  är   gradvis   över   ett   tiotal   meter.   Denna   bergart   skulle   kunna   enligt   Talbot   (2008)   kunna   vara   kopplad   till   den   polymicta   breccian   vid   lokal   S10   som   i   så   fall   skulle   utgjort   överdelen   av   det   vulkaniska   flödet.   Denna   enhet   skulle   kunna   vara   relaterad   till   den   tidigare  beskrivna  vulkaniten  men  skiljer  sig  genom  att  vara  kvartsporfyrisk  och  ha  en   utvecklad  foliation  av  biotit.      

Utvalda  prover  för  tunnslip  och  XRF  

Lokal   S18   och   S135   låg   nära   varandra   och   dominerades   av   karbonater,   skarn,   boudinagiserade  vulkanitsegment  samt  enstaka  boudinage  med  malmmineral  (se  figur   4).   Dessa   var   i   kontakt   med   en   sulfidmineraliserad   enhet   (se   figur   5).   För   lokal   S18   gjordes   tunnslip   för   att   kunna   observera   övergången   från   karbonat   till   skarn   och   från   skarn   till   vulkanit.   Målet   med   detta   var   att   försöka   tolka   bildningen   av   skarnet   som   generellt  fanns  i  zoneringar  mellan  karbonaten  och  vulkaniten.  Från  lokal  S135  gjordes  

tunnslip   på   det   malmmineralbärande   boudinaget   samt   den   massiva  

sulfidmineraliseringen   för   att   försöka   tolka   deras   koppling   till   skarnet   och   mineralogi.   Från  lokal  S6  gjordes  tunnslip  för  att  kunna  bekräfta  möjlig  förekomst  av  andalusit.      

Figur  5.  Bild  av  kontakten  mellan  skarn-­‐karbonatbergarten  

(till  höger)  och  den  mineraliserade  malmbergarten  (till   vänster).  

(13)

XRF-­‐analyser   valdes   att   göras   på   prover   från   lokal   S135.   Utvalda   prover   var   karbonatbergarten,   skarnbergarten,   vulkaniten,   ett   malmmineralbärande   boudinage   samt  ett  prov  taget  ca  2  meter  in  i  det  massiva  sulfidmineraliserade  lagret  (se  figur  5).   Dessa   prover   valdes   för   att   undersöka   kemiskt   utbyten   mellan   bergarterna   och   om   skarnet  är  bildat  genom  ett  utbyte  mellan  karbonaten  och  vulkaniten.    

 

I   tabell   1   beskrivs   utvalda   provers,   egenskaper,   syfte   samt   provtagningsplatsernas   koordinater.  Se  berggrundskarta  för  översikt  av  respektive  provtagningsplats  (figur  2).      

 

Tunnslip   Beteckning   Lokal   Koordinater   Bergart   Syfte  

1   FAS6   S6   N6541758  

E693208   Andalusitbärande  gråvacka  m.  migmatitisk  textur.   Bekräfta  förekomst  av  potentiell  andalusitförekomst  för  uppskattning  av   temperaturförhållande.  

2   FAS18-­‐1   S18   N6542290  

E693420   Marmor  (dolomit+kalcit)-­‐Skarn+Glimmerkluster  (ca  2   meter  från  massivt  mineraliserat   malmlager).  

Observera  övergång  och   mineralreaktioner  mellan   marmorbergart  och  skarn  samt   identifiera  glimmerklustrets  mineral.  

3   FAS18-­‐2   S18   N6542290  

E693420   Skarn-­‐Vulkanit  (ca  2  meter  från  massivt  malmlager)   Observera  övergången  och  mineralreaktioner  mellan  skarn  och   vulkanit.    

4   FAS27   S27   N6542740  

E693235   Marmor  med  avlånga  svarta  mineral.  Prov  hittat  i  en  veckaxel,   veckad  tillsammans  med   mineraliserad  malmbergart.  

Identifiera  bergart  i  sin  helhet  med   fokus  på  de  svarta  okända  mineralen.    

5   FAS135-­‐1   S135   N6542282  

E693386   Malmmineralbärande  boudinage  i  marmor-­‐skarn-­‐vulkanitbergart   påträffat  ca  1.5  m  från  massivt   mineraliserat  lager.  

Undersöka  mineraliseringens   mineralreaktioner  med  marmor-­‐skarn-­‐ vulkanit  för  potentiell  koppling  mellan   mineralisering  och  skarnbildning.  

6   FAS135-­‐2   S135   N6542282  

E693386   Massiv  malmbergart  ca  2  m  från  marmor-­‐,  skarn-­‐,  vulkanitbergart.   Identifiera  malmmineral  för  möjlig  koppling  till  skarnbildning/typ.    

XRF                      

1   X135A   S135   N6542282  

E693386   Marmor   Undersöka  kemisk  sammansättning.  

2   X135B   S135   N6542282  

E693386   Skarn   Undersöka  kemisk  sammansättning  för  att  se  om  marmorn  och  vulkaniten   reagerat  för  att  bilda  skarnet.  

3   X135C   S135   N6542282  

E693386   Vulkanit   Undersöka  kemisk  sammansättning.  

4   X135D   S135   N6542282  

E693386   Malmmineralbärande  boudinage  i  marmor-­‐skarn-­‐vulkanitbergart.   Undersöka  kemisk  sammansättning  och  mineraliseringens  koppling  till   marmor-­‐skarn-­‐vulkanitbergarterna.  

5   X135E   S135   N6542282  

E693386   Massiv  sulfidmineralisering   Undersöka  kemisk  sammansättning.    

EMSA            

  1    

FAS6   S6   N6541758  

E693208   Metapelit/gråvacka   Analysera  samtliga  förekommande  mineral  för  geotermobarometri.  

2   FAS18-­‐1   S18   N6542290  

E693420   Karbonat-­‐skarn   Analysera  kalcit  och  dolomit  för  geotermometri  samt  amfibol  och   övriga  mineral  för  XCO2-­‐bestämning.    

3   FAS135-­‐2   S135   N6542282  

E693386   Massiv  sulfidmineralisering   Analysera  och  Identifiera  malmmineral,  potentiella  granater  samt  övriga   mineral.  

(14)

Tunnslipsbeskrivning  

FAS6  

Provet  bestod  främst  av  biotit,  klorit,  kvarts  samt  relikta  mineral  som  blivit  nedbrutna   till   finkristallin   muskovit/serecit.   Kvartsen   och   biotiten   var   separerade   och   låg   koncentrerade   i   avlånga   band.   Mellan   dessa  fanns   de   nedbrutna   mineralen   som   skulle   kunna  ha  varit  andalusit.  En  svag  relikt  spaltning  gick  att  urskilja  i  vissa  omvandlingar.    I   vissa   biotitkristaller   fanns   ersättande   fibrösa   nålar   som  tolkades   som   sillimanit.   Bland   biotiten  och  kloriten  fanns  också  euhedrala  muskoviter  med  perfekt  spaltning.  Enstaka   rutilkristaller   finns   spridda   i   provet   men   är   mest   koncentrerade   bland   biotiten   och   kloriten.  

 

Mineralogi   Muskovit/serecitomvandling   Biotit/Klorit/Muskovit   Kvarts   Opaka  

Modal  procent   60   20   20   <1  

 

FAS18-­‐1  

Provet   bestod   av   två   distinkta   delar.   En   del   som   dominerande   bestod   av   karbonater   (kalcit/dolomit)  samt  en  andra  del  som  framförallt  bestod  av  flogopit.  Amfibol  med  blå   pleochroism  påträffades  i  den  karbonatrika  delen.  Den  var  väldigt  nerbruten  och  verkar   reagera   med   karbonaten,   flogopiten   och   möjligtvis   talk.   Flogopiten   är   i   gränsen   till   karbonat-­‐delen   mer   finkristallin   och   är   opak   i   dess   perfekta   spaltning.   Andelen   opaka   mineral   är   låg.   Karbonater   med   reaktionstexturer   finns   i   flogopitdelen   och   i   karbonatdelen,  vilket  kan  innebära  exsolution  av  dolomit  i  kalcit  (se  figur  6).    

 

Mineralogi   Flogopit   Karbonater   Tremolit   Opaka  

Modal  procent   40   40   20   <1  

 

FAS18-­‐2  

Provet  visade  kontakten  mellan  vulkaniten  och  karbonaten.  Vulkaniten  syntes  i  provet   som   homogen,   finkristallin   till   afanitisk   kvarts,   och   möjligtvis   karbonat   (samma   som   i   FAS135-­‐2).     I   andra   delen   av   provet   fanns   större   kristaller   av   kvarts   och   tremolit   och   mellan   dessa   fanns   en   mellanmassa   av   finkristallin   karbonat.   Flogopit   med   opak   spaltning   samt   enstaka   pyritkristaller   fanns   också.   En   granat   av   liknande   typ   som   i   FAS135-­‐2   fanns   tillsammans   med   amfiboler   i   den   karbonatrika   delen   i   närhet   till   vulkaniten.  Karbonatkristallerna  ser  instabila  ut  och  har  rikligt  med  kvartsinklusioner.   Dessa   verkar   reagera   med   amfibolerna   samt   möjligtvis   med   enstaka   kristaller   av   flogopit.    

 

Mineralogi   Karbonater   Tremolit+  flogopit   Kvarts  (vulkanit)   Kvarts   (stora  kristaller)   Finkristallin  kalcit   Opaka  

Modal  

procent   30   30   20   10   10   1  

 

FAS27  

Mineral  som  hittades  var  kalcit/dolomit,  tremolit,  samt  opaka  mineral  av  arsenikkis  och   blyglans.   Amfibolerna   varierade   från   euhedrala   med   120/60   graders   spaltning   till   att   vara   anhedrala.   De   hade   nerbruten,   instabil   textur   och   höll   på   att   bli   ersatta   av   framförallt   opaka   mineral.   De   hade   också   rikligt   med   inklusioner   av   karbonater.  

(15)

Karbonatkristallerna  (kalcit/dolomit)  såg  stabila  ut,  varierade  mycket  i  storlek  och  hade   välutvecklade  lameller  som  bildar  120/60-­‐gradersvinklar.  

 

Mineralogi   Karbonater   Tremolit   Opaka  

Modal  procent   49,5   49,5   1  

 

FAS135-­‐1  

Det   malmmineralbärande   boudinaget  var   dominerande   finkristallint/afanitiskt   bestående  av  vad  som   verkar  vara  en  

blandning  av  främst   kvarts  och  opaka   mineral.  Genom  detta   skär  vener  av  

mineraliserad  typ  som   har  brunröd  färg.  Dessa   ser  i  stuffet  ut  att  vara   djupt  vittrade  vilket  gör   ursprungssammansättni gen  oklar.  Vinkelrätt  till   dessa  vener  fanns  vener   med  amfiboler  och   kvarts.  I  venen  närmast   mineraliseringen,  fanns   amfiboler  med  högt   brytningsindex  som  är  

färglösa  och  gröna  i  PPL.  Bredvid  dessa  fanns  amfiboler  som  är  gula  i  PPL  och  har  lägre   brytningsindex,  och  utanför  dessa  fanns  det  stora  kvartskristaller.    

 

Förövrigt   fanns   det   små   kvartsvener   och   mindre   kluster   porfyroblastiska   amfiboler,   kvartskristaller  samt  opaka  mineral  spridda  i  provet.    

 

Mineralogi   Kvarts   Amfibol   Opaka  

Modal  procent   70   15   15  

FAS135-­‐2  

Rikligt  med  opaka  mineral  ligger  i  parallella  band  genom  provet.    Dessa  var  framförallt   pyrit/arsenikkis   men   också   zinkblände   och   blyglans.   Tremolit   fanns   också   av   större   variant  medan  övriga  delar  av  provet  är  finkristallint  på  gränsen  till  afanitiskt  och  består   av   kvarts   samt   mineral   med   högt   brytningsindex   som   potentiellt   skulle   kunna   vara   kalcit/dolomit.   Enstaka   större   kristaller   av   karbonater.   Granater   påträffas   på   flera   ställen   i   provet,   kantade   av   opaka   mineral   och   amfiboler.   Precis   som   i   FAS135-­‐1   finns   det  porfyroblaster  i  den  finkristallina  mellanmassan  av  opaka  mineral  och  amfiboler.    

 

Mineralogi   Kvarts   Amfibol   Opaka   Granat  

Modal  procent   43   30   25   2  

 

Figur  6.  Prov  FAS18-­‐1.  Reaktionstextur  i  utsläckt  kalcitkristall  

(Kal/Dol)  samt  omgvivande  färgrik  flogopit  (Flo).  Cirkeln  visar   var  dolomitexsolution  hittades  i  kalcit  vid  elektronmikrosond-­‐ analysen.  Krysset  visar  var  elektronmikrosond-­‐analys  gjordes   på  flogopit.  

(16)

XRF  

Nedan  presenteras  data  från  genomförd  analys  med  handhållen  XRF.  XRF:en  kunde  inte   mäta   halten   av   grundämnen   lättare   än   magnesium   vilket   innebär   att   potentiellt   natriuminnehåll  saknas  bland  presenterade  oxidvärden  och  övriga  oxidvärden  är  något   högre  än  vad  de  möjligtvis  borde  vara.    

 

Mest   tydliga   trender   som   går   att   urskilja   från   oxidsammansättningen   (figur   7)   är   att   kiselsammansättningen   ökar   från   marmorn   med   13   %   till   vulkaniten   som   har   57,5%.   Däremellan   ligger   skarnbergarten   på   relativt   höga   55   %.   Den   massiva   sulfidmineraliseringen  har  högre  halt  av  kisel  än  det  malmmineralbärande  boudinaget.      

Omvänd  trend  går  att  se  på  magnesium-­‐  och  kalciumvärdena  som  är  högst  i  marmorn,   lägre   i   skarnbergarten   och   lägst   i   vulkaniten.   De   malmbergarterna   har   mellanhöga   värden.    

 

Aluminiuminnehållet  är  högst  i  vulkaniten  och  i  malmmineralbergarterna,  och  går  sedan   ner  i  halt  för  skarnet  och  marmorn.    

 

Figur  7.  Provresultat  från  XRF-­‐analysen.  De  huvudsakligt  mineralbyggande  ämnena  i  oxidform.    

0,00%   10,00%   20,00%   30,00%   40,00%   50,00%   60,00%  

MgO   Al2O3   SiO2   K2O   CaO   TiO2   Cr2O3   MnO   FeO   P2O5  

N or m al ise ra d  o xi d -­‐w t%  

(17)

Halten   av   kalium   är   låg   i   marmorn   och   i   skarnet   (båda   under   3   %)   men   är   betydligt   högre   i   vulkaniten   med   dryga   21   %.   Intermediära   halter   syns   i   de   mineraliserade   bergarterna,  runt  10  %.    

 

Järnhalten  är  liknande  för  marmorn  och  skarnet,  men  väldigt  låg  för  vulkaniten  (nästan   0  %).  Högst  halt  syns  i  mineraliseringarna  med  24  %  respektive  9  %.    

 

Övriga   halter   var   generellt   mycket   låga,   däribland   titan,   mangan,   fosfor   och   kromium.   Fosfor  fanns  i  princip  endast  i  det  malmmineralbärande  boudinaget,  kromium  saknades   i  samtliga  bergarter,  titan  fanns  det  låg  halt  av  i  alla  fyra  bergarter  men  inte  högre  än   0,43  %.  Manganhalten  var  högst  i  marmorn  och  den  massiva  mineraliseringen,  men  nära   0  %  för  övriga  tre  bergarter.    

 

För  ämnena  i  atomisk  viktprocent  (figur  8)  visade  silver,  kadmium,  tenn  och  antimon  en   liknande   trend   med   generellt   jämn   halt   mellan   marmor,   skarn,   vulkanit   och   malmmineralbärande  boudinage  men  låg  halt  i  den  massiva  sulfidmineraliseringen.  Zink   finns  det  relativt  hög  halt  av  i  mineraliseringen  och  låg  halt  i  skarnet.  Blyhalten  är  också   högst   i   mineraliseringen   med   dubbelt   så   hög   halt   jämfört   med   de   övriga   bergarterna.   Vanadium  finns  det  mest  av  i  skarnet  med  avtagande  mängd  i  boudinaget  och  skarnet.   Koppar,  nickel,  arsenik,  och  vismut  påträffades  också.  

 

 

Figur  8.  Atomiska  viktprocenthalter  för  ej  huvudsakligt  mineralbyggande  ämnen.    

 

Svavelhalten   (figur   9)   var   betydligt   högre   i   det   mineraliserade   boudinaget   än   i   övriga   uppmätta   prover.   Den   massiva   mineraliseringen   innehöll   låg   halt   medan   marmorn,   skarnet  och  vulkaniten  hade  värden  nära  noll.    

Elektronmikrosond-­‐analys  (EMSA)  

Vid   elektronmikrosond-­‐analysen   gjordes   mätningar   på   34   stycken   punkter   i   3   prover,   som   tolkades   mineralogiskt   utefter   kemisk   sammansättning.   3   av   dessa   punkter   var   dåliga  mätningar  som  inte  kunde  tolkas.  Opaka  mineral  gav  generellt  dålig  totalprocent   men   kunde   fastställas   genom   EMSA-­‐maskinens   snabbanalysfunktion.   Se   tabell   1   för   provbeskrivning   samt   syfte   i   EMSA-­‐analysen,   Se   appendix   för   mätvärden   och   mineralogisk  tolkning.   0,00%   0,02%   0,04%   0,06%   0,08%   0,10%   0,12%   0,14%  

V   Ni   Cu   Zn   As   Zr   Ag   Cd   Sn   Sb   Pb   Bi  

A to m isk  w t%  

(18)

 

FAS6  

Samtliga  observerade  mineral  i   provet  analyserades  för  att  senare   kunna  göra  tryck-­‐  och  

temperaturberäkning  i  

THERMOCALC.  Analysen  visade  att   de  relikta  formerna  av  potentiell   andalusit  hade  snarlik  

sammansättning  som  den  euhedrala   muskovit  som  fanns  i  provet.  De   fibrösa  nålarna  som  fanns  i  biotiten   visade  sig  vara  av  klorit-­‐

sammansättning,  vilket  innebär  att   det  inte  fanns  någon  sillimanit.   Opaka  mineral  visade  sig  vara  rutil.  

FAS18-­‐1  

I  skarnprovet  visade  sig  de  tolkade   flogopitkristallerna  ha  

flogopitsammansättning.  I  områden  

av  provet  som  hade  karbonater  med  reaktionstexturer  fanns  små  ytor  av  

dolomitexsolution  i  kalcitkristaller.  Mätvärden  av  kalciten  kunde  senare  användas  till   kalcit-­‐dolomit-­‐geotermometrin.  Amfibol  med  blå  pleochrosim  hade  tremolitisk  

sammansättning.  Vid  detta  område  i  provet  hittades  ytterligare  flogopit,  karbonat,  samt   väldigt  små  ytor  av  talksammansättning  som  fanns  i  kontaktgränsen  mellan  tremoliten   och  kalciten  (figur  10).    

FAS135-­‐2  

De  tolkade  granaterna  hade  granatsammansättning  och  dominerades  av  värden  höga  i   mangan,   aluminium   och   kalcium.     Detta   gör   granaterna   till   en   blandning   av   ändsammansättningarna  spessartin-­‐almandin,  grossular,  och  andradit  (figur  14).  

 

Mineralen   runt   granaterna   var   framförallt   amfiboler   samt   opaka   mineral   av   blyglans,   pyrit   och   zinkblände.   Blyglansen   fanns   oftast   närmast   till   granaterna   samt   i   dess   sprickor  (figur  11).  I  vissa  fall  var  zonering  av  blyglans,  pyrit  och  zinkblände  tydlig  med   blyglansen  i  kontakt  med  granaten,  följt  av  pyriten  och  zinkbländen.  I  ett  fall  fanns  det  i   samband   med   opak   zonering   även   en   yttre   kompositionsskillnad   hos   granaten   (figur   12).  De  få  karbonatkristaller  som  fanns  var  kalcit.    

Tryck,  temperatur  och  X

CO2

-­‐förhållanden  

Tryck-­‐Temperatur  Gråvacka/Metapelit  

Tryck   och   temperaturvärden   framräknade   i   THERMOCALC   (tabell   2)   utifrån   kemisk   mineralsammansättning.   Alla   uträkningarna   gjordes   med   samma   sammansättning   för  

biotit,   klorit,   samt   kvarts   och   H2O   som   tillagda   faser.   Mu1   är   kemisk   sammansättning  

från   en   euhedral   muskovitkristall   medan   Mu2   är   kemisk   sammansättning   från   den   frinkristallina  muskoviten/sereciten.  Två  av  uträkningarna  gjordes  med  andalusit  tillagt   genom   antagandet   att   de   relikta   mineralen   som   blir   ersatta   var   andalusit   och   representerade  högsta  grad  av  metamorfos.  Två  uträkningar  gjordes  även  då  det  tagna   trycket  på  0,42  GPa  (från  Josefin  Linde)  var  fixerat.  

   

Figur  9.  Svavelhalten  från  XRF-­‐analysen.  

    0,00%   0,50%   1,00%   1,50%   2,00%   2,50%   3,00%   S   A to m isk  w t%   Marmor   Skarn   Vulkanit   Malmmineralbärande   boudinage   Sulqidmineralisering  

(19)

   

Mineralogi Tryck (GPa) sd Temp. (°C) sd Mu1+Bt+Chl+Qtz+H20 0,91 0,82 644

°

139 Mu2+Bt+Chl+Qtz+H20 1,2 1,38 702

°

214 Mu1+Bt+Chl+Qtz+H20+And 0,67 0,56 595

°

80 Mu2+Bt+Chl+Qtz+H20+And 1,72 0,43 727

°

45 Mu1+Bt+Chl+Qtz+H20 0,42 (fixerat) 0,26 563 30 Mu2+Bt+Chl+Qtz+H20 0,42 (fixerat) 0,26 525 43

Tabell   2.   Mineralogi   för   respektive   uträkning   i   THERMOCALC   samt   resulterande/fixerat   tryck  

och  temperaturer.  

 

Tryck-­‐temperatur-­‐värden  från   beräkningen  innehållandes   Mu2  samt  andalusit  hade   minst  avvikelsevärden  men   hade  högst  tryck  och  

temperatur.  Lägst  temperatur   och  tryck  hade  beräkningen   med  Mu1  och  andalusit  som   hamnade  närmare  

referensramarna  för  tidigare   Utö-­‐resultat.  

Standardavvikelsen  för  tryck,   var  för  denna  uträkning   väldigt  hög  medan   temperaturens  värde  var   acceptabel.    

 

Uträkningarna   där   trycket   fixerades   för   uträkningen   i  

THERMOCALC   gav   temperaturer   för   Mu1   och   Mu2   på   563±30°C  respektive  525±43°C.   Andalusit   användes   inte   för   det   fixerade   trycket   eftersom   det   låg   över   andalusits  

stabilitetsområde.

   

Kalcit-­‐dolomit  geotermometri  

Temperaturvärden   (tabell   3)   framräknade   med   Anovitz   och   Essenes   formel   (se   metoddel).  Kalcit  1  fanns  tillsammans  med  exsolutionsfläckar  av  dolomit  i  prov  FAS18-­‐1   inuti  klustret  av  flogopit.  Kalcit  2  fanns  i  provets  karbonatrika  del.  Båda  mätpunkterna   hade  reaktionstexturer  tidigare  observerade  i  mikroskop.    

 

Prov xMgCO3 T (°C) Kalcit 1 0,0244 412

°

Kalcit 2 0,0195 379

°

Tabell  3.  Molfraktion  (xMgCO3)  och  resulterande  temperaturer  från  geotermometrin.    

Figur  10.  Elektronmikrosond-­‐analysområde  i  prov  FAS18-­‐

1  där  talk  hittades  mellan  karbonat  (Kal/Dol)  och  tremolit   (Tr).  Flogopit  (Flo)  syns  i  nedre  vänstra  hörnet.    

(20)

 

 

X

CO2

-­‐fluidsammansättning  

Kemisk  sammansättning  för  kalcit,  dolomit,  talk,  flogopit  och  tremolit  tillsammans  med   ett  tryckvärde  på  0,42  (±0,26)  GPa  (från  Josefin  Lindes  projekt),  användes  för  uträkning  

av  XCO2  i  THERMOCALC.  Detta  resulterade  i  20  stycken  möjliga  reaktioner  (se  appendix).  

Av   dessa   fanns   det   en   som   innehöll   alla   observerade   faser   förutom   flogopit.   Flogopit   fanns  i  andra  reaktioner  men  var  då  tillsammans  med  ej  observerade  faser.  Detta  gjorde  

reaktionen  innehållande  kalcit  och  talk  som  reagerar  till  dolomit,  tremolit,  CO2  och  H20,  

mest  rimlig.  Texturer  av  en  sådan  reaktion  av  retrograd  typ  verkar  också  finnas  i  provet   (figur  10)  där  talk  finns  i  kontakten  mellan  amfibol  och  karbonat  (observerat  i  EMSA-­‐ analysen).   En   logaritmisk   trendlinje   med   tillhörande   ekvation   (ekvation   2)   för   reaktionen  togs  fram  i  excel.  Genom  att  sätta  in  framräknade  temperaturer  från  kalcit-­‐

dolomit-­‐termometrin   som   y-­‐värde   och   lösa   ut   x   fick   man   ut   XCO2   sammansättning   för  

respektive  temperatur  (figur  13).    

 

Figur   13.   Kurva   för   mest   rimliga   reaktion   i   prov   FAS18-­‐1   samt   utsatta   temperaturer   och  

tillhörande  XCO2-­‐värden  från  kalcit-­‐dolomit-­‐termometrin.  

Figur  11.  Bild  från  EMSA-­‐analys  (elektron-­‐

backscatter).  Granat  (1)  i  prov  FAS135-­‐2  med   omgivande  mineral  och  blyglans  i  sprickor.  Se   appendix  för  granatens  sammansättning.  

Figur  12.  Prov  FAS135-­‐2.  Bild  från  EMSA-­‐

analysen  (elektron-­‐backscatter).  Granat  (2)  med   kompositionsskillnad  (3)  i  dess  kant  samt   zonering  av  malmmineral.  Se  appendix  för   granatsammansättningar.  

References

Related documents

Det finns motsättningar hos sommargästerna gentemot turister, som vill ha ön för sig själva men det är inte alla utan bara vissa, berättar Erika Stolpe,

b) För beräkning av hela sjöns läckage av fosfor från sedimenten under 1995 antogs förhållandet mellan vattentemperatur och läckage vara linjärt (jfr Söndergaard 1989,

Tre av de som nämnde att pekskärmen var praktisk sade att det skulle vara bättre att använda pekskärm istället för en mus till ett e-papper.. Detta eftersom de tyckte att det

Denna omvandling kan på ett fåtal platser vara positiv för skärgården som fritidslandskap, där till exempel en mjuk vassig strand förvandlas till en lämplig badsandstrand, men

20%-percentilen av BQI värdena har sedan använts för klassificering av ekologisk status enligt EU:s vattendirektiv och Naturvårdsverkets bedömningsgrund (NFS 2008:1).. Totalt

Detta gäller även för Möja vandrarhem som inte heller har någon restaurang och därför blir de beroende av Möja värdshus och Wikströms fisk för att kunna erbjuda mat till

(Avfall Sverige, 2019a) Sverige har idag ett välutvecklat avfallssystem där, till skillnad från andra länder, en stor del av avfallet redan materialåtervinns vilket även leder

Resultaten från simuleringarna av butikerna på Grinda och Svartsö visar att det finns potential för energibesparingar och ett flertal åtgärder för detta är möjliga?. Däremot