Fennoskandiska skölden

(1)

Sveriges geologiska utveckling

Berg och jord, SNA, s 16-24

(2)

Fennoskandiska skölden - en ekvivalent -

> 2,5 Ga: Arkeiska kratoner N Finland och Sverige – Slave, Hearne Rae/Wyoming, Superior 2,0-1,8 Ga: Svekofennium – Wopmay/Thelon, Trans-Hudson, Baffin

1,2-1,0 Ga: Svekonorvegium – Grenville

0,5-0,4 Ga Kaledoniderna – Appalacherna (Avalonia)

(3)

Superkontinenter

Rekonstruktion av

Pangaea (500-200 Ma) vid 200 Ma Kaledoniska orogenesen

Appalacherna (Avalonia)

Rekonstruktion av

Rodinia (1200-800 Ma) vid 800 Ma

Sveconorvegiska orogenesen Grenville

(4)

Orogeneser genom tiden

Kraton: Stabilt berggrundsområde som inte påverkats av fanerozoiska orogeneser Sköld: Exponerade delar av en kraton omgiven av plattformsediment

Plattform: Kraton täckt av sedimentära bergarter avsatta på kontinentalsockeln (shelf)

(5)

Sköldområden

2,5-0,542 Ga > 2,5 Ga

Baltica = Baltiska skölden = Fennoskandiska skölden

(6)

Kratoner

- sköld + plattformstäckt preÇ berggrund -

Brunt och gult bildat före kambrium (>542 Ma) Grönt bildat under fanerozoikum (efter 542 Ma)

0.54 Ga) (0.54 Ga to present)

(7)

Svekofenniska orogenen

Transskandinaviska magmatiska rbältet Svekonorvegiska

orogenen

Östeuropeiska kratonen

• Fennoskandiska skölden (Baltica)

• Sarmatia (med den Ukrainska skölden)

• Volgo-Ural

• Kola provinsen

• Belomoriska provinsen

• Karelska provinsen

• Norrbotten

• Svekofenniska orogenen

• Transskandinaviska magmatiska bältet

• Svekonorvegiska orogenen

>2,5 Ga

Norr- botten

(8)

Fennoskandias tillväxt

Fyra episoder

bildade genom olika orogeneser

Fyra provinser

äldst i norr –

yngre mot SV

(9)

Fennoskandias orogenser

1 2 2b 3 4

1. Arkeiska bergarter: 3,5-2,5 Ga 2. Svekofennium

1,95-1,87 Ga ytbergarter 1,89-1,84 Ga granitoider 1,80 Ga graniter

2b. Transskandinaviska magmatiska bältet 1,85-1,65 Ga

3. Svekonorvegian

Gotisk orogenes 1,65-1,5 Hallandian 1,45-1,40 Ga

Svekonorvegian 1,0-0,9 Ga 4. Kaledoniderna

0,500-0,425 Ga

Blekinge-Bornholm

1,45-1,4 Ga (3. Hallandisk)

(10)

Fennoskandia under arkeikum

1 2 2b 3 4

3. Svekonorvegian

Gotisk orogenes 1,65-1,5 Hallandian 1,45-1,40 Ga Svekonorvegian 1,0-0,9 Ga 4. Kaledoniderna

0,500-0,425 Ga

Blekinge-Bornholm 1,45-1,4 Ga (Hallandisk)

(11)

1. Arkeiska bergarter

2,8-2,7 Ga gnejser både ytbergarter (vulkaniska + sedimentära) och djupbergarter (graniter)

Exponerade vid: Råstojaure, Parajoki, Kukkola, Vallen-Alhamn Ligger under Svekofennium

Gränser för Arkeikum (på djupet) går vid Luleå-Jokkmokkzonen

(12)

Arkeikum riftar 2,50-1,96 Ga

1. Arkeikum bryts upp Grönstensbälten =

mafiska bergarter bildade i rifthav.

Finns bl a i Kiruna-området (2,1- 2,0 Ga)

Ofta Au, PGM, Cu och nickelrika Ofioliter finns bevarade

(Jormuaofioliten i Finland)

(13)

Rift ger mikrokontinenter 2,50-1,92 Ga

(Lahtinen m fl. 2005)

(14)

Arkeisk berggrund

Knaften öbåge

(15)

Svekofennium börjar bildas

2. 1,95-1,87 Ga

Avsättning av marina sediment.

Framför allt gråvackor.

(16)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Indelat i norra, mellersta och södra delprovinserna.

Norra: Suprakrustala och intrusiva bergarter i den äldre arkeiska berggrunden. Subduktion vid mikrokontinentkant nära Arkeikum

(Skelleftefältet)

Mellersta: Bottniska bassängens marina sediment.

Ljusdalsbatoliten, bildad vid en aktiv kontinental kant.

Hamrånge formationens suprakrustala bergarter.

Södra: Bergslagen bildad i en back-arc på kontinental jordskorpa.

Yngre graniter (1,80 Ga, röd) i alla delprovinserna

(17)

Svekofennium

- magmatisk aktivitet 1,91-1,84 Ga -

1,91-1,87 Ga felsiska till intermediära vulkaniter.

Både på land (subaerilt) och submarint Plutoner intruderar på djupet.

Malmer associerade till de vulkaniska bergarterna i norr (Norrbotten, Skelleftefältet, guldlinjen), och i söder

(Bergslagen).

Ljusdalsbatoliten bildad efter denna magmatiska fas - 1,85 Ga.

Brunt = intrusiva bergarter Gult = vulkaniska

(18)

A

B

Svekofennium

- magmatisk aktivitet 1,91-1,84 Ga - - metamorfos vid 1,87 och 1,82 Ga -

A

B A B

1,91-1,87 Ga

Bergslagen Skelleftefältet

Bottniska bassängen

Kollision ger deformation och metamorfos 1,85 Ga och 1,82 Ga

kontinent

(19)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Norra delprovinsen

Vulkaniska bergarter (gult) Intrusiva bergarter (brunt)

Sedimentära bergarter (ljusblått)

Skelleftefältet, 1,9 Ga magmatisk båge nära subduktionszonen.

Metamorfos 1,85 Ga och 1,82 Ga

(20)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Norrbotten

Apatitjärnmalm: Kiruna, Malmberget, Leveäniemi, Gruvberget, Tapuli Cu, Au: Aitik (sulfidmalm)

Västerbotten

Zn, Cu, Pb, Ag, Au: Skelleftefältet

85 kända sulfidmineraliseringar

Renström, Maurliden, Kristinebreg Au: Björkdal, Kankberg

Guldlinjen

(Svartliden, Fäboliden, ej i produktion)

Inga järnmalmer i Västerbotten!

(21)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Mellersta delprovinsen

Bottniska bassängens marina sediment Framför allt gråvackor

Upp till 10 000 m mäktigt

Mycket lite vulkaniska och äldre djupbergarter (>1,85 Ga) Metamorfos 1,85 Ga och 1,82 Ga

Gott om yngre graniter (1,80 Ga) i väster, sk Revsundsgranit och Härnögranit (rött) bildad av uppsmält skorpa

(22)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Metamorfos har omvandlat mycket av metasedimenten till migmatit

(23)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Härnögranit:

ljus, ofta med muskovit och granat. Bildad genom

uppsmältning av metasediment

Revsundsgranit:

typiskt grovkornig (porfyrisk textur) Biotit-granit (i väster)

(24)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Mellersta delprovinsen

Ljusdalsbatoliten, granit till gabbro

bildad vid en aktiv kontinentalkant vid 1,85 Ga (Andean-typ subduktion) Många intrusioner i varandra

Ofta mycket grovkornig

(25)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Mellersta delprovinsen Hamrångeformationen

Tektoniskt överskjuten på Ljusdalsbatoliten Kontinentkantsgranit

(Ljusdalsgranit)

Öbågevulkanism

(26)

Hamrångeformationens bergarter

Kontinentkantsgranit (Ljusdalsgranit)

Öbågevulkanism

Kvarts-fältspatporfyr, 1,89 Ga

Kuddlava (basalt)

Kvartsit, >1,85 Ga

(27)

Hamrångeformationen - profil -

Stora veck och överskjutningar Ljusdalsgranit

(28)

Svekofennium

1,95-1,80 Ga

Södra delprovinsen Bergslagen

Magmatisk båge (back-arc på kontinental skorpa)

1,91-1,97 Ga felsiska till intermediära vulkaniter (gult)

1,89-1,87 Ga granitoider

Marmor (tidigare kalkstenar) i vulkaniterna Metasedimentära bergarter i väster, >1,91 Ga,

accretionsprisma?

Metamorfos 1,85 Ga och 1,82 Ga Yngre graniter (rött), 1,80 Ga

(29)

Svekofennium - Bergslagen -

Ryolit 1,9-1,87 Ga

Äldre granit, 1,9-1,87 Ga

Skiffer (>1,91 Ga) med yngre pegmatiter (ca 1,80 Ga)

(30)

Svekofennium - Bergslagen -

Dolomitmarmor, Tistbrottet, Sala

(31)

Svekofennium - Bergslagen -

Skarnband i ryolit, Rylshyttan, Garpenberg

(32)

Svekofennium - Bergslagen -

Kontaktskarn mellan metadiabas och marmor Marmor

(~300°C) Metadiabas

(1000°C) Skarn

Ca, Mg

Si, Fe

(33)

subvulkanisk intrusion Si, Fe, Cu, Zn, Pb

transporterade i hydrotermala lösningar

Ca, Mg i kalksten

Svekofennium - Bergslagen -

Bildning av malmförande skarn (bergart som består av järnmagnesiumkalksilikater)

(34)

Svekofennium - Bergslagen -

Mer än 8500 gruvor

Kontinuerlig brytning i över 1000 år Järnmineraliseringar (skarn, BIF,

apatitjärnmalmer)

Sulfidmineraliseringar (Zn, Pb, Cu, Ag) 3 aktiva gruvor 2018:

Garpenberg (Zn,Pb, Cu, Ag, Au) Lovisagruvan (Zn, Pb)

Zinkgruvan (Zn, Pb, Ag)

Garpenberg

Lovisa

Zinkgruvan

(35)

Bergslagen

- Taupo, Nya Zeeland moden analog -

EXCURSION GUIDEBOOK SWE4 25

also provided insight into the setting of the vari- ous ore deposit types, several of which are spa- tially associated with volcanic vent complexes.

The volcanic succession is dominated by felsic volcaniclastic rocks derived from large, shallow marine to subaerial, pyroclastic caldera volcanoes (Allen et al. 1996). Several supracrustal inliers, and especially those in the west, follow a first order stratigraphic cycle of coarse-grained, poorly stratified felsic volcanic rocks, overlain by finer- grained, more stratified felsic volcanic rocks with abundant limestone interbeds and ore deposits, in turn overlain by argillite-turbidite sedimentary rocks. This cycle has been attributed to a

first order volcanotectonic evolution from intense volcanism and crustal extension, through wan- ing volcanism and continued subsidence, to post- volcanic thermal subsidence (Allen et al. 1996).

The Bergslagen volcanic succession records a mosaic of interfingering proximal, medial and distal products of numerous rhyolitic pyroclastic caldera volcanoes (Fig. 7, Allen et al. 1996). The vent areas were mainly shallow marine to sub- wave base and the medial to distal flanks of the volcanoes were mainly sub-wave base. Much of the succession records re-deposition of primary volcanic ejecta by sedimentary processes dur- ing and following eruptions. However, the vol-

Figure 7. Facies model for the volcanic succession and the two main base metal sulphide ore deposit types in the Bergslagen region (after Allen et al. 1996).

4 4 3 2 1

1 3 2

Stratabound limestone-skarn-

associated Zn-Pb-Ag-Cu Stratiform ash-siltstone-hosted Zn-Pb-Ag

Silicified cap Limestone

Mg alteration K-Si-Mg alteration

Volcanic centre complexes Facies associations

Ores

(eg. Godegård) (eg. Garpenberg) (eg. Hällefors-Grythyttan) (eg. Ställdalen-Grängesberg) Proximal massive to stratified

pumice breccia intrusions Limestone skarn Zn-Pb-Ag-Cu

Ash-siltstone Zn-Pb-Ag Banded iron formation, skarn Fe Apatite Fe

10 km

100 km

Basement-derived sediment Distal ash-siltstone, limestone Medial stratified pyroclastic debris

Continental basement

intrusiveGDG suite

(36)

Bergslagen

- Taupo, Nya Zeeland moden analog -

Rotoruakalderan, Taupo, NZ

Explosiv felsisk vulkanism

(8 km tjock lager med vulkaniter)

(37)

Bergverksstatistik 2018, SGU

Sveriges produktion i förhållande till EU 23 %

22 %

11 %

36 %

46 %

89 %

(38)

Svekofennium

- magmatisk aktivitet 1,91-1,84 Ga - - metamorfos vid 1,85 och 1,82 Ga -

A B

1,91-1,87 Ga

Bergslagen Skelleftefältet

Bottniska bassängen

Kollision ger deformation och metamorfos 1,85 Ga och 1,82 Ga

Metamorfos: hög T låg P (pga av högt värmeflöde) Efter metamorfosen bildning av graniter och pegmatiter

(39)

Tektonisk foliation och metamorfos

(40)

Kollision och dockning av öbågar och mikrokontinenter

mikrokontinent eller öbåge mikrokontinent eller öbåge

mikrokontinent eller öbåge

(41)

Deformationszonerna många är 1,8 Ga

Skellefteåzonen

SEDZ (Storsjön - Edsbynzonen) 1,7 Ga Hasselazonen ca 1,85 + 1,80 Ga

Gävle-Rättvikzonen ca 1,85 + 1,80 Ga Singözonen ≥ 1,85 + 1,80 Ga

Linköping - Loftahammar (LLZ) ca 1,80 Ga Protoginzonen (PZ) ca 1,0 Ga

Mylonitzonen (MZ) ca 1,0 Ga

(42)

Deformationszoner

Ingarö, Stockholm

Utanför

Deformationszon

(43)

Från ytan mot djupet

Bergarter

Tektonisk breccia (Friktionssmältor)

Mylonit

Gnejszoner

Förkastningar och skjuvzoner

Spröd (elastisk)

Plastisk

(44)

Fennoskandias orogenser

1 2 2b 3 4

3. Sydvästskandinaviska provinsen

Gotisk orogenes 1,65-1,5 Hallandian 1,45-1,40 Ga

Svekonorvegian 1,0-0,9 Ga 4. Kaledoniderna

0,500-0,425 Ga

(45)

Transskandinaviska magmatiska bältet

- TMB eller TIB -

1,85-1,65 Ga

Uppsmältning av tidigare bildade Svekofennisk skorpa

Plus material från manteln Andean-typ subduktion (aktiv

kontinentalkant) Subduktion mot väster

Består framför allt av granit till gabbro Mindre mängd vulkaniter (Småland)

1,85-1,75 Ga

(46)

Transskandinaviska magmatiska bältet

- TMB eller TIB -

1,8 Ga Smålandsgranit 1,8 Ga Smålandsporfyr (ryolit)

(47)

Transskandinaviska magmatiska bältet

- TMB eller TIB -

1,85-1,65 Ga

Subduktionzonen drar sig tillbaka.

Kontinenten växer till

Extension i öster - de första Rapakivigraniterna

Består av grovkorniga graniter till gabbro, mindre mängd vulkaniter

(Älvdalporfyr) Rapakivigranit

1,71-1,65 Ga

(48)

Transskandinaviska magmatiska bältet

- TMB eller TIB -

1,7 Ga älvdalporfyr (ryolit)

(49)

Fennoskandias orogenser

1 2 2b 3 4

2b. Transskandinavisak magmatiska bältet 1,85-1,65 Ga

3. Svekonorvegian

0,500-0,425 Ga

(50)

Gotisk, Hallandisk orogenes i väst

- Rapakivigraniter i öst -

Sydvästskandinaviska provinsen

Mycket komplex pga av flera orogena händelser (Gotisk, Hallandisk, Svekonorvegisk)

1,6-1,47 Ga (Gotisk orogenes)

Fortsatt krustal tillväxt år SV genom subduktion + öbåge

Avsättning av marina sediment (Stora Le - Marstrand)

Mer Rapakivigranitbildning i öst pga extension

1,45-1,40 Ga Halladisk orogenes och granitintrusioner i Blekinge och

Bornholm

1,61-1,40 Ga

(51)

Gotisk, Hallandisk orogenes i väst

- Rapakivigraniter i öst -

Blekinge-Bornholm

1,45-1,40 Ga (Hallandisk)

Avsättning av mäktiga lager kontinentala sediment.

Magmatisk aktivitet i Blekinge – Bornholm, lite i Halland

(52)

Sydvästskandinaviska provinsen

- Svekonorvegiska orogenesen -

Svekonorvegiska orogenesen 1014- 900 Ma

Mest påverkan av äldre berggrund, TIB (ÖS) och Gotiska bergarter (IT) Endast Bohusgraniten är nybildad (0,92 Ga)

Delas in i Östra segmentet och

Idefjordterrängen (Västra segmentet ) Gränsen går vid mylonitzonen (MZ) Högmetamorfa bergarter i Östra

segmentet (granulit- och eklogitfacies) Amfibolitfacies och lägre i

Idefjordterrängen

IT IT IT

ÖS ÖS ÖS

(53)

Sydvästskandinaviska provinsen

- Svekonorvegiska orogenesen -

Östra segmentet Påverkad TIB (1,85- 1,65 Ga)

Idefjord terrängen Stora Le –

Marstrand fm (öbåge och marina sediment), Gotiska bergarter (1,6-1,5 Ga)

Bohusgraniten (920 Ma)

Mylonitzonen, aktiv vid 1,0 Ga

Svekonorvegiska eklogiter (970 Ma)

VS VS VS

ÖS ÖS ÖS

(54)

Svekonorvegiska orogenesen

- Grenville -

Svekonorvegiska orogenesen är del av en större orogenes; Grenville i Antarktis, Kanada och USA

Del av en superkontinentbildning

Rodinia

(55)

Svekonorvegium

Högtemperatur granulit (pyroxen, granat, plagioklas)

Svekonorvegisk migmatit (1,0 Ga, metamorfos och delsmältning) av 1,7 Ga TIB (magmatisk ålder)

(56)

Fennoskandias orogenser

1 2 2b 3 4

2b. Transskandinavisak magmatiska bältet 1,85-1,65 Ga

3. Svekonorvegian

0,500-0,425 Ga

(57)

Kaledoniderna

(58)

Kaledoniderna

- börjar med att Rodinia fragmenteras -

Rodinia 1,2 – 0,8 Ga

(59)

Kaledoniderna

- Rodinia fragmenteras -

Japetushavet

Baltiska skölden

Extension och rift Japetushavet bildas

Mycket diabasgångar vid de nybildade kontinentkanterna

600 Ma

(60)

500 Ma

Kaledoniderna

- Subduktionszoner bildas-

Baltiska skölden ligger vid 60°S Rör sig norrut

Öbågar har bildats utanför Laurentia (N Amerika och Grönland) i väster Öbågar även utanför Baltica

öbåge öbåge

(61)

Baltiska skölden ligger vid 30°S Rör sig norrut

Öbågar i V kolliderar med Laurentia (N Amerika och Grönland)

Öbågar kolliderar även med Baltica (Finnmarkfasen)

Baltica sticker upp ur havet

Kaledoniderna

- Öbågarna kolliderar -

framför allt kalksten öbågevulkaniter

accretionsprisma shelfsediment 470 Ma

Bentonitlager

(62)

425 Ma

Kaledoniderna

- Baltica kolliderar med Laurentia-

Baltiska skölden ligger vid ekvatorn Baltica kolliderar med Laurentia

(Skandiska fasen)

Baltica är tyngre och trycks ner under Laurentia

Högtrycks- och ultrahögtrycks-

metamorfos (eklogitfacies, även med

mikrodiamanter)

(63)

Reginalmetamorfos

- kontinent-kontinent, kontinent-öbågekollision -

UHP = ultra high pressure metamorphism

Vid kontinent-kontinent eller kontinent-öbåge kollision P>30 kbar (3 GPa)

(64)

Kaledoniderna

- Del av Pangea -

(65)

Kaledoniderna

- Orogen kollaps, avsättning av kontinentala sediment -

A

B

C

E D

F

Överskjutningar åt öster

Kollaps åt väster

(66)

Kaledoniderna

Består av stora alloktona (flyttade) enheter Varje allokton består av

ett paket av skollor (mindre överskjutna enheter)

Alloktonerna är indelade

efter bildningsmiljön, dvs ursprungsmiljön = terränger (terranes)

1. Överskjutna mot öster 2. Kollaps mot väster

3. Rift i Oslotrakten (början på

Nordatlantens bildning)

(67)

Kaledoniderna

Blått: Balticas äldre bergarter, sk basement + sediment som avsatts på kontinenten (preÇ + kambriska, ordoviciska, siluriska)

Grönt: oceanbotten och öbågar Brunt: fragment av Laurentia

(68)

Reversförkastningar i stor skala - överskjutningar -

Fold and thrust belt Kaledoniderna

(69)

Kaledoniderna

- överskjutningar -

Store Tjåure, Olden

(70)

Kontinent-kontinent kollision

- bälten med veck och överskjutningar -

Äldre kontinental skorpa + extrusiva och intrusiva

magmatiska bergarter + marina sediment och ev. accreterade öbågar.

Slamsa av oceanisk skorpa i gränsen, suturen, mellan de båda kontinenterna.

Sediment från den passiva kontinentkanten + äldre kontinentala bergarter.

Förkortningen sker genom överskjutningar och veck. Skorpan förtjockas.

Ex. Himalaya, Alperna, Kaledoniderna, Pyrenéerna

(71)

Kaledoniderna

Blått: Balticas äldre bergarter, sk basement + sediment som avsatts på kontinenten (preÇ + kambriska, ordoviciska, siluriska)

Tännäsögongnejs (1,7 Ga)

Kvartsit (ca 0,7 Ga)

diabas (0,6 Ga) Kvartsit

(ca 0,7 Ga)

(72)

Kaledoniderna

Grönt: oceanbotten och öbågar

Handöls täljstensbrott

omvandlad oceanbotten, del av ofiolit Raudfjellet, ultramafit, del av ofiolit

(73)

Kaledoniderna

Grönt: oceanbotten och öbågar

Metagråvacka (kärvskiffer), kontinentalbrantssediment Kvartsit stratigrafiskt över ofioliten, Handöl

(74)

Kontinentalkanter

- passiv -

Listriska förkastningar

(75)

Kaledoniderna

Devonska, kontinentala sediment avsatta under extension (old red sandstone)

Kontinental rift under Perm

(76)

Extensionsrelaterad vulkanism i Skåne, 200-100 Ma Preludium till öppnandet av Nordatlanten

(77)

Nordatlanten bildas

ca 40 Ma

Slut på Wilsoncykeln för den här gången ….