Svens StrandstensSite
Sydvestskandinaviske Domæne - Østlige Gnejssegment - Mafiske bjergarter

Det Østlige Gnejssegment er rig på mafiske bjergarter, som dels findes som gangbjergarter og dels som intrusioner. De fleste er metamorfoserede ad én eller flere omgange. Efter gængs sprogbrug drejer det sig om doleritter og gabbroer, men svenskerne bruger betegnelsen hyperit om de typer, hvor plagioklasen er mørkfarvet pga. støvfine korn af forskellige jern- og titaniumforbindelser.

Der er flere generationer af disse bjergarter:

Særlig interessante er de typer, som under den sveconorvegiske orogenese har været udsat for highgrade metamorfose. Det skyldes at der undervejs i forvandlingsprocessen dannes bjergarter, som vi kun ser få andre steder i "vort område" og som derfor kan identificeres, når man finder dem som løsblokke.

En dugfrisk dolerit eller gabbro består af Ca-rig plagioklas i idiomorfe lister indlejret i en finere grundmasse af, klinopyroxen (augit) samt oftest en smule kvarts eller olivin. Accesoriske mineraler er malmmineraler (magnetit og ilmenit) og apatit.

Metamorfose

I Det Østlige Gnejssegment er næsten alle magmatiske mafiske bjergarter mere eller mindre omdannede. Metamorfosegraden er generelt stigende fra grønskiferfacies i NØ til eklogitfacies i SV.

Grønskiferfacies

Den oprindelige tekstur kan stadig genkendes. Noget plagioklas omdannes til epidot og glimmer og afgiver i forbindelse hermed Ca og Al. Hvis der er CO2 til stede kan der dannes calcit, som kan udfældes i hulrum. Den resterende plagioklas bliver mere Na-rig (albitiseret). Pyroxener omdannes til amfiboler (typiskl actinolit) og chlorit. Hele bjergarten får et grønligt skær. Især i den østlige del af Protoginzonen findes mafiske bjergarter, som er omdannet til finbåndede og foldede skifre rige på biotit og chlorit.

Amfibolitfacies

Mineralerne samler sig i større korn og vi får en granoblastisk tekstur med "bikagemønster". Actinolit bliver til hornblende, som har højere indhold af Al, Na og K. Farven bliver sort. Plagioklas optager Ca og bevæger sig fra albit mod oligoklas.
I høj amfibolitfacies dannes granater. Granaterne er porfyroblaster (krystaller eller krystalaggregater dannet ved rekrystallisation), og kan blive temmelig store.

Granulitfacies

Hornblende mister sit vandindhold og bliver til pyroxen (augit). Plagioklasen bævæger sig videre mod andesin og labradorit, men med en helt anden fremtoning end den oprindelige ofitiske. Aflang idiomorf krystalform er afløst af 5-7 kantede klumper, hvor grænser mellem mineralkorn mødes i vinkler på 120°. Denne bjergart kalder vi en mafisk granulit eller granofels. Tvillingedannelse og zonar differentation ses kun antydningsvis.
Granat findes altid, men i modsætning til hvad man ser ved granatamfibolitter findes granaterne oftest som støvfine korn.

Eklogitfacies

Eklogitfacies kræver meget stort tryk og høj temperatur - normalt siger man, at vi skal 45-50 km ned i jordskorpen for at opnå det. Der kan måske være nogle smutveje, men under alle omstændigheder er det ekstremt. Plagioklas forsvinder og materialet herfra indgår sammen med augit i det lyst grønlige klinopyroxen omphacit, som sammen med de stadigt voksende granater er hovedbestanddelene af eklogit. Evt. dannes højtryksmineralet kyanit.

Migmatisering

Nu går tingene ikke altid som anført ovenfor under metamorfose. Som det kan ses på metamorfosegrafen herunder, er der en stiplet linje med påskriften "wet granite melting". Det indikerer, at de nogle af mineraler, man finder i granit vil begynde at smelte, når denne linje overskrides - vel at mærke, hvis der er tilstrækkeligt H20 til stede. Nu er det jo mafiske bjergarter vi beskæftiger os med her, men der er jo plagioklas til stede, og måske en smule kvarts. Disse mineraler kan smelte op og samle sig i hvide områder med granitisk tekstur. Vi har så fået en migmatitisk amfibolit eller migmatitisk granatamfibolit. Hvis der er deformerende kræfter på spil, kan disse områder blive trukket ud i korte slirer.

Retrograd metamorfose

Som det ses på den sidste graf herunder varer de forhold, som framkalder metamorfosen ikke evigt. Det skyldes, at det materiale, som oprindeligt lå dybt i jordskorpen hæves længere op mod jordoverfladen i forbindelse med at det overliggende materiale borterodes. Det kaldes exhumation. Herved falder trykket og samtidig afgives varme til omgivelserne. Da ændret tryk manifesterer sig straks, mens temperaturændringer tager længere tid, vil tryk/tp forløbet aftegnet grafisk under de fleste forhold følge en kurve, der bevæger sig med uret.

Vil vi så ikke vende tilbage og stå med den oprindelige bjergart? Nej, det vil vi ikke af flere grunde. Rekrystallisering tager lang tid, og vil slå meget mere igennem under forhold med stigende temperatur, hvor ting foregår relativt hurtigt. Lige så væsentligt er det, at mens vi var på toppunktet undveg store dele af de flygtige bestanddele: H2O og CO2 er de vigtigste. Det får betydning for den retrograde metamorfose på to fronter.
For det første mangler H2O, når en kemisk proces skal til at gå baglæns. Lad os tage et eksempel:

chlorit + kvarts <-> granat + vand

Processen forløber problemfrit under prograd metamorfose, men når den skal den anden vej, viser det sig så, at vandet er væk, og granaterne forbliver i bjergarten, selv om de i princippet er ustabile.
For det andet er fluiderne af afgørende betydning for molekylernes diffusionshastighed, så når de forsvinder, bliver det meget vanskeligere at nå en mineralsammensætning, som er i ligevægt under de nye tryk/tp-forhold.
Resultatet er, at vi får "frosset" bjergarten et sted på tidskurven.


Der er nogle teksturer, som man ofte ser i forbindelse med retrograd metamorfose:

Coronadannelse

Coronaer er en ring af et nydannet mineral på en grænseflade mellem et mineralkorn eller -aggregat og den grundmasse, det ligger i. Coronadannelse er et tegn på at diffusionsforholdene har været dårlige, så det nydannede mineral må forblive på dannelsesstedet. Der er mange typer, men lad os holde os til et par stykker:

Symplektitisk tekstur

To eller flere mineraler danner et finkornet ormeagtigt filigranmønster. Det opstår, når et mineral nedbrydes til to eller flere andre, som ikke kan komme væk. Ses eksempelvis i retroeklogit, hvor omphacit omdannes til plagioklas og Ca-klinopyroxen (diopsid).

Hyperit

Amfibolit og granatamfibolit

Mafisk Granulit og granatcoronitt

Retroeklogit

Best, Myron G.Igneous and metamorphic petrology. 2nd ed. 2002

Lindh og Gorbatschev, 1998 : Beskrivning till berggrundskartan över Värmlands Län 2. SGU Ser.Ba nr. 45:2

Lundegårdh, Per, 1995 : Beskrivning till berggrundskartan över Värmlands Län 1. SGU Ser.Ba nr. 45:1

Stephens: Sweden: Lithotectonic Framework, Tectonic Evolution and Mineral Resources, 2020: Chapter 15. Stephens & Wahlgren: Polyphase(1.9–1.8,1.5–1.4 and 1.0–0.9Ga)deformation and metamorphism of Proterozoic(1.9–1.2 Ga) continental crust, Eastern Segment, Sveconorwegian orogen

Vinx, R., 1998: Neue kristalline SW-schwedische Leitgeschiebe

Wik, Nils-Gunnar et al.: Beskrivning till regional berggrundskarta över Jönköpings län. Sveriges geologiska undersökning 2006