Tektonostratigrafi och deformationsrelaterad metamorfos i norra Kebnekaisefjällen, Skandinaviska Kaledoniderna

Abstract

The tectonostratigraphic units in northern Kebnekaise Mountains mainly belong to the Seve Nappe Complex. These rocks were originally formed at the continental margin of Baltica in Late-Proterozoic time and mainly consist of amphibolite, granitic gneisses and metasediments. The metamorphic grade is usually amphibolite facies.

The areas investigated in this work, Nallo and Mårma, consist of four different tectonostratigraphic units that belong to the Seve Nappe Complex. The lowermost of these units is a mylonitic granite, Boginjiramyloniten (Mårma area). Overlying Boginjiramyloniten in Mårma and as the lowest unit in Nallo is a 150 m thick sequence of mylonitic metasediment, Höktoppsmyloniten. Between the Höktoppsmyloniten and the uppermost unit is another gneiss of granitic origin, Nallognejsen. This granitic gneiss is tonalitic and monzogranitic in composition and also exists as imbricated sheets in the overlying amphibolite. The amphibolite belongs to the Kebne sheeted dyke complex and is the uppermost unit in the Seve Nappe Complex in this area as well as the most common.

Two main phases of deformation have affected the area and are related to different stages in the orogeny. During the transportation of the nappes the rocks were subject to progressive deformation which resulted in both open folds formed N-S, perpendicular to σ1, and isoclinal folds formed parallel to σ1. Other kinematic indicators such as rotated clasts and s-c fabric also indicate E-W movement during the transportation of the nappes. The second phase of deformation was a result of extensional forces during de gravity caused collapse of the mountain range. Structures related to this event are mainly normal faults and flexures.

Locally higher metamorphic grade exists in the Seve Nappe Complex as partial melting of the Höktoppsmyloniten. Mineral assemblages indicate that the mylonite was migmatized according to the reaction biotite+sillimanite+plagioclase+quartz→garnet+K-feldspar+melt and in thin section evidence was found proving that a younger generation of garnet has been growing in a biotite and sillimantite rich groundmass. These younger garnets are different from other garnets in Höktoppsmyloniten both structurally and chemically. Due to a pressure gradient caused by deformation, the melt migrated to areas of low pressure before it crystalized. Leucosome has been found in both boudin necks and cracks in these boudins together with stromatic migmatite.

Abstract (Swedish)

De tektonostratigrafiska enheterna i norra Kebnekaisefjällen tillhör huvudsakligen Seve skollkomplex. Dessa bergarter vilka härstammar från Baltikas senproterozoiska kontinentkant utgörs till stor del av amfibolit, gnejs/granit och metasediment Den metamorfa graden är
generellt amfibolitfacies.
I de i detta arbete undersökta områdena, Nallo och Mårma, förekommer fyra tektonostratigrafiska enheter tillhörande Seve skollkomplex. Den lägsta av dessa enheter är en mylonitiserad granit, Boginjiramyloniten (Mårmaområdet). Ovanpå Boginjiramyloniten i Mårma och som lägsta enhet i Nallo förekommer en ca 150 m mäktig sekvens av ett mylonitiserat metasediment, Höktoppsmyloniten. Mellan Höktoppsmyloniten och den översta enheten finns ytterliggare en gnejs/granit, Nallognejsen. Denna granitgnejs är av tonalitisk och monzogranitisk/granodioritisk sammansättning och förekommer även som imbrikerade skivor i den överliggande amfiboliten. Amfiboliten, vilken tillhör Kebne gångkomplex, utgör den översta sekvensen i Seveskollan i detta område och är den mest utbredda enheten.
Två huvudsakliga deformationsfaser präglar strukturerna i området och är relaterade till olika skeden i orogenesen. Under skollornas överskjutningar utsattes de för en prograd deformation vilken i norra Kebnekaisefjällen resulterade i dels öppna veck vilka bildats vinkelrät mot transportriktningen (d v s N-S) och dels isoklinala, transversella veck vilka bildats parallellt med transportriktningen. Övriga skjuvindikatorer från denna fas, såsom sigma- och deltasvansar,
s-c fabric och roterade granater, visar även de på en öst-västorienterad
skolltransport. Den andra fasen präglas av extensionsstrukturer vilka bildats då bergskedjan utsattes för gravitativ kollaps. Dessa strukturer utgörs av normalförkastningar och flexurer.
Lokalt högre grad av metamorfos förekommer i Seveskollan bland annat som
migmatisering av Höktoppsmyloniten. Mineralparageneser indikerar att Höktoppsmyloniten har partiellt smällt upp enligt reaktionen biotit+sillimanit+plagioklas+kvarts~granat+K-fsp+smälta och i mikroskop framgår det hur en yngre generation granater växer på bekostnad av biotit och sillimanit i samband med denna reaktion. Dessa yngre granater skiljer sig strukturellt och kemiskt från de äldre granater som förekommer i Höktoppsmyloniten. På grund av en deformationsrelaterad tryckgradient har smältan transporterats till lågtrycksområden innan den kristalliserat. Leukosom med kristallint bildad och relativt opåverkad plagioklas och K-fältspat i
metabasitboudiners "necks" och sprickor har observerats i Mårmnaområdet tillsammans med stromatisk migmatit.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Fjällen i Kebnekaiseområdet är bland de högsta i Sverige (runt 2000 m.ö.h.) och de är uppbyggda av en mängd olika bergarter. Dessa bergarter bildades ursprungligen långt väster om våran fjällkedja på olika platser och fördes samman under den så kallade Kaledoniska orogenesen.

En orogenes orsakas vanligtvis av att två kontinenter kolliderar med varandra och bergarterna från de båda kontinenterna, samt eventuellt mellanliggande havsbotten, pressas samman. De Skandinaviska Kaledoniderna (det vetenskapliga namnet på de svenska och norska fjällen) bildades då vår kontinent (Baltica) kolliderade med den Nordamerikanska kontinenten Laurentia för ca 500 miljoner år sedan. Även om de svenska och norska bergen kan vara nog så imponerande så är de bara rester av en bergskedja som en gång liknade Himalaya. Vind, vatten och glaciärer har under årmiljonerna malt ned och format om bergskedjan och bergarterna som vi ser i fjällen idag har varit överlagrade av tiotals kilometer med berg.

Beroende på hur bergarterna har bildats och omformats delas de upp i olika tektonostratigrafiska enheter. Under den Kaledoniska orogensesen pressades bergarterna samman och sköts upp på vår kontinent som stora skivor (skollor) ovanpå varandra och dessa skollor utgör grunden för den tektonostratigrafiska indelningen.

I detta arbete har jag undersökt två områden (Nallo och Mårma) norr om Kebnekaise för att avgöra vilka tektonostratigrafiska enheter som finns representerade där. Dessa områden undersöktes översiktligt på 60-talet och har sedan dess inte studerats mer ingående varför det var viktigt att kartera dessa områden på nytt så att bergarterna kunde jämföras med undersökningar gjorda i angränsande områden. Inte oväntat dominerades områdena av en enhet som kallas Kebne gångkomplex. Bergarten som utgör denna enhet kallas amfibolit och den är väldigt motståndig mot erosion (nedbrytande processer) och finns på toppen av de flesta höga topparna i den här delen av fjällkedjan. Den sega amfiboliten ligger som ett lock på topparna och skyddar dem från att nötas ner.

Andra enheter som påträffades har sitt ursprung både i graniter (bergarter som bildats från en smält magma djupt inne i jorden) och sediment. Sedimentära bergarter bildas av finkorniga partiklar som singlat ner genom havet och bildat mäktiga lager på havsbotten som sedan pressats till berg då de överlagrats av tillräckligt mycket material. Bland de viktigaste observationerna som gjordes i fält var upptäckten av två nya enheter.

I mitt arbete har jag sedan genom mikroskopering och kemisk analys försökt bestämma hur dessa bergarter bildats samt försökt relatera dem till omgivande enheter. Det de olika enheterna och bergarterna har gemensamt är att de utsatts för metamorfos och deformation. Detta skedde under orogenesen då väldiga krafter verkade och vissa bergarter pressades djupt ner i jorden. Deformation resulterar bland annat i att berget veckas (det "böjs" och pressas samman som modellera då det är varmt) och metamorfos leder till att ursprungliga mineral omvandlas till nya mineral som står i jämvikt under de nya förhållanden som råder.

På en lokal i området Mårma upptäckte jag att metamorfosen varit så hög att berget delvis smält upp på nytt. Dessa partiellt uppsmälta bergarter kallas för migmatiter och det uppsmälta materialet benämns leukosom. Extra intressant var här att leukosomet samlats på bestämda platser där trycket lokalt varit lägre vilket vilket gav en påminnelse om hur de olika processerna deformation och metamorfos samverkat.

• author: Boman, Daniel
• supervisor: Per-Gunnar Andréasson
• organization: Department of Geology
• alternative title: Tectonostratigraphy and deformation-enhanced melting in northern Kebnekaise Mts., Scandinavian Caledonides
• year: 2001
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: geografi, geologi, tektonostratigrafi, Kaledoniderna, Kebnekaisefjällen, metamorfos, deformation
• publication/series: Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet
• report number: 147
• funder: Vetenskapsrådet
• funder: Abisko Naturvetenskapliga Station, ANS
• language: Swedish
• id: 2343349
• date added to LUP: 2012-12-05 10:48:01
• date last changed: 2012-12-05 10:48:01