188 research outputs found
Inclined K-Ar illite age spectra in brittle fault gouges: Effects of fault reactivation and wall-rock contamination
No full textK-Ar clay fraction ages of brittle faults often vary with grain size, decreasing in the finer size fractions, producing an inclined age-grain-size spectrum. K-Ar ages and mineralogical characterization of gouges from two normal faults in the Kongsberg silver mines, southern Norway, suggest that inclined spectra derived from brittle fault rocks reflect the mixing of inherited components with authigenic mineral phases. The ages of the coarsest and finest fractions constrain faulting at c. 260-270 Ma and reactivation around 200-210 Ma, respectively. This study demonstrates how wall-rock contamination influences the K-Ar age of the coarsest size fractions and that authigenic illite and K-feldspar can crystallize synkinematically under equivalent conditions and thus yield the same K-Ar ages
Are geological description practices and classification schemes fit for future use? Breccias as an example
No full textOpen Access via the Elsevier agreement We thank Espen Torgersen and an anonymous reviewer for constructive feedback that helped to improve this manuscript. For the purpose of open access, the authors have applied a Creative Commons Attribution (CC BY) licence to any Author Accepted Manuscript version arising from this submission. Declaration of generative AI and AI-assisted technologies in the writing process. No generative AI tools were used in the preparation of this workPeer reviewe
Structural analysis and titanite U-Pb petrochronology of major Sveconorwegian shear zones in Telemark, southern Norway
No full textKan titanitt petrokronologi bli brukt til å fastslå tidsspennet for deformasjon langs stor-skala skjærsoner? Denne studien vil undersøke dette spørsmålet gjennom geologisk kartlegging av et strukturelt komplekst område i det Svekonorvegiske orogenet i Sør-Norge, ved å linke strukturanalyse, vekst av temperatursensitive mineraler og re-krystallisering av bergartsdannende mineraler, sammen med U-Pb petrokronologi av titanitt, i to stor-skala skjærsoner; Nisser ekstensjonssone (NDZ) og Hestkås kompresjonssone (HTZ). Det overordnede målet er å forstå den tektoniske utviklingen i Nissedal–Drangedal området i Telemark.
Denne studien kombinerer felt kartlegging, fjernmåling, strukturanalyse, geokronologi og petrologi med titanitt petrokronologi. Utvalgte titanitt korn var karakterisert og analysert med optisk mikroskopering, tilbakesprednings Elektronmikroskopering (BSE), Elektronmikrosonde (EPMA), Elektron Tilbakesprednings Diffraksjon (EBSD) and Laser Ablasjon Induktivt koblet plasma Massespektrometri (LA-ICP-MS). Analysene foreslår at det er flere generasjoner av titanitt assosiert med hendelser knyttet til det Svekonorvegiske orogenet. Disse analysene er sammenlignet med 40Ar–39Ar aldre i hornblende, biotitt og feltspat fra samme område.
Overordnet består feltområdet av tre tektonostratigrafiske enheter, fra bunn til topp: 1) Vråvatn komplekset som består av amfibolitt- til granulitt facies granittiske gneiser. 2) Nisser ekstensjons skjærsonen (NDZ), en >100 m bred, stor-skala, top-mot sørøst mylonittisk til kataklastisk skjærsone som sidestiller det underliggende Vråvatn komplekset mot det overliggende 3) Nissedal komplekset. Som består av ca. 1200 Ma sub-vulkanske felsiske og mafiske bergarter, som er intrudert av grov- til middelskornet gabbro, granittiske gangbergarter og porfyrisk granittiske gneiser, kort tid etter 1200 Ma. Den porfyriske granitten er stedvis sterkt deformert av den top-mot nordvestlige, amfibolitt facies, kompresjons skjærsonen HTZ, som var aktiv rundt 1088 Ma, demonstrert av re-krystalliserte titanitt rander. Nordlige deler av Nissedal-komplekset opplevde en ikke-penetrerende lav amfibolitt facies metamorfose rundt ca. 1000 Ma, dokumentert av re-krystalliserte titanitt rander og kjerner fra alle analyserte korn som gir aldre i tidsspennet 1016–990 Ma. Bergartene fra Vråvatn komplekset var plassert og metamorfosert omtrent samtidig som i Nissedal komplekset, men opplevde høy-grads amfibolitt facies metamorfose.
Denne studien viser at Nissedal- og Vråvatn kompleksene hadde separate avkjølingshistorier frem til ca. 900 Ma; hvor Vråvatn-komplekset var under høyere metamorfe forhold enn det Nissedal-komplekset. De to kompleksene ble sidestilt da Vråvatn-komplekset ble raskt avkjølt i ligg-blokken av den slakt fallende, top-mot sørøstlige amfibolitt til grønnskifer facies ekstensjons skjærsonen NDZ mellom 945 og 900 Ma. Etter 900 Ma var avkjølingshistorien til de to kompleksene like, ved temperaturer <325°C og det var noe kataklastisk deformasjon langs NDZ frem til ca. 860 Ma, demonstrert av re-krystallisert titanitt rander i kataklasitter som overprinter mylonittisk foliasjon.
I feltområdet er det gjenkjent fem hendelser som er relatert til den Svekonorvegiske fjellkjedeformingen: (A) 1220–1145 Ma, dannelsen av både gneis- og vulkanske komplekser i Telemarkia litotektoniske enhet (LU). (B) 1110–1088 Ma, sørvest–nordøst-kompresjon (inkludert HTZ) som førte til fortykning av jordskorpen i starten av fjellkjedens hovedperiode. (C) 1016–990 Ma, høygrads metamorfose i gneiskompleksene og lavgrads metamorfose i de vulkanske kompleksene i Telemarkia LU. (D) 960–940 Ma, dannelse av HBG-granitter spredt i Telemarkia LU. (E) 945–873 Ma, sørøst–nordvest-ekstensjon (inkludert NDZ), relatert til skorpetynning og resultering i rask ekshumering av amfibolitt- til granulitt facies gneis komplekser.
Denne studien viser at titanitt petrokronologi kan bli brukt til å forstå tids- og deformasjonshistorien til skjær soner. Men det trengs nøye in-situ tynnslips analyser, for å ha bedre kontroll på interne soneringsmønstre og romlige assosiasjoner for titanittene, og grundige strukturelle og mikro-strukturelle analyser for å identifisere mineralselskap, kryssende forhold, skjærdeformasjon og mulig re-krystallisering, for å forstå hva den oppnådde alderen representerer. Kombinasjonen av alle analysene har hjulpet til å avdekke den tektoniske utviklingen i Nissedal–Drangedal området og kastet nytt lys over den sene Svekonorvegiske utviklingen i Telemarkia LU.
Videre arbeid fokusert på andre kontakter mellom vulkanske- og gneis-komplekser i det Svekonorvegiske orogenet er nødvendig for å teste modellen av fjellkjede-skala ekstensjon og ekshumering av gneis komplekser
Structural analysis and titanite U-Pb petrochronology of major Sveconorwegian shear zones in Telemark, southern Norway
No full textKan titanitt petrokronologi bli brukt til å fastslå tidsspennet for deformasjon langs stor-skala skjærsoner? Denne studien vil undersøke dette spørsmålet gjennom geologisk kartlegging av et strukturelt komplekst område i det Svekonorvegiske orogenet i Sør-Norge, ved å linke strukturanalyse, vekst av temperatursensitive mineraler og re-krystallisering av bergartsdannende mineraler, sammen med U-Pb petrokronologi av titanitt, i to stor-skala skjærsoner; Nisser ekstensjonssone (NDZ) og Hestkås kompresjonssone (HTZ). Det overordnede målet er å forstå den tektoniske utviklingen i Nissedal–Drangedal området i Telemark.
Denne studien kombinerer felt kartlegging, fjernmåling, strukturanalyse, geokronologi og petrologi med titanitt petrokronologi. Utvalgte titanitt korn var karakterisert og analysert med optisk mikroskopering, tilbakesprednings Elektronmikroskopering (BSE), Elektronmikrosonde (EPMA), Elektron Tilbakesprednings Diffraksjon (EBSD) and Laser Ablasjon Induktivt koblet plasma Massespektrometri (LA-ICP-MS). Analysene foreslår at det er flere generasjoner av titanitt assosiert med hendelser knyttet til det Svekonorvegiske orogenet. Disse analysene er sammenlignet med 40Ar–39Ar aldre i hornblende, biotitt og feltspat fra samme område.
Overordnet består feltområdet av tre tektonostratigrafiske enheter, fra bunn til topp: 1) Vråvatn komplekset som består av amfibolitt- til granulitt facies granittiske gneiser. 2) Nisser ekstensjons skjærsonen (NDZ), en >100 m bred, stor-skala, top-mot sørøst mylonittisk til kataklastisk skjærsone som sidestiller det underliggende Vråvatn komplekset mot det overliggende 3) Nissedal komplekset. Som består av ca. 1200 Ma sub-vulkanske felsiske og mafiske bergarter, som er intrudert av grov- til middelskornet gabbro, granittiske gangbergarter og porfyrisk granittiske gneiser, kort tid etter 1200 Ma. Den porfyriske granitten er stedvis sterkt deformert av den top-mot nordvestlige, amfibolitt facies, kompresjons skjærsonen HTZ, som var aktiv rundt 1088 Ma, demonstrert av re-krystalliserte titanitt rander. Nordlige deler av Nissedal-komplekset opplevde en ikke-penetrerende lav amfibolitt facies metamorfose rundt ca. 1000 Ma, dokumentert av re-krystalliserte titanitt rander og kjerner fra alle analyserte korn som gir aldre i tidsspennet 1016–990 Ma. Bergartene fra Vråvatn komplekset var plassert og metamorfosert omtrent samtidig som i Nissedal komplekset, men opplevde høy-grads amfibolitt facies metamorfose.
Denne studien viser at Nissedal- og Vråvatn kompleksene hadde separate avkjølingshistorier frem til ca. 900 Ma; hvor Vråvatn-komplekset var under høyere metamorfe forhold enn det Nissedal-komplekset. De to kompleksene ble sidestilt da Vråvatn-komplekset ble raskt avkjølt i ligg-blokken av den slakt fallende, top-mot sørøstlige amfibolitt til grønnskifer facies ekstensjons skjærsonen NDZ mellom 945 og 900 Ma. Etter 900 Ma var avkjølingshistorien til de to kompleksene like, ved temperaturer <325°C og det var noe kataklastisk deformasjon langs NDZ frem til ca. 860 Ma, demonstrert av re-krystallisert titanitt rander i kataklasitter som overprinter mylonittisk foliasjon.
I feltområdet er det gjenkjent fem hendelser som er relatert til den Svekonorvegiske fjellkjedeformingen: (A) 1220–1145 Ma, dannelsen av både gneis- og vulkanske komplekser i Telemarkia litotektoniske enhet (LU). (B) 1110–1088 Ma, sørvest–nordøst-kompresjon (inkludert HTZ) som førte til fortykning av jordskorpen i starten av fjellkjedens hovedperiode. (C) 1016–990 Ma, høygrads metamorfose i gneiskompleksene og lavgrads metamorfose i de vulkanske kompleksene i Telemarkia LU. (D) 960–940 Ma, dannelse av HBG-granitter spredt i Telemarkia LU. (E) 945–873 Ma, sørøst–nordvest-ekstensjon (inkludert NDZ), relatert til skorpetynning og resultering i rask ekshumering av amfibolitt- til granulitt facies gneis komplekser.
Denne studien viser at titanitt petrokronologi kan bli brukt til å forstå tids- og deformasjonshistorien til skjær soner. Men det trengs nøye in-situ tynnslips analyser, for å ha bedre kontroll på interne soneringsmønstre og romlige assosiasjoner for titanittene, og grundige strukturelle og mikro-strukturelle analyser for å identifisere mineralselskap, kryssende forhold, skjærdeformasjon og mulig re-krystallisering, for å forstå hva den oppnådde alderen representerer. Kombinasjonen av alle analysene har hjulpet til å avdekke den tektoniske utviklingen i Nissedal–Drangedal området og kastet nytt lys over den sene Svekonorvegiske utviklingen i Telemarkia LU.
Videre arbeid fokusert på andre kontakter mellom vulkanske- og gneis-komplekser i det Svekonorvegiske orogenet er nødvendig for å teste modellen av fjellkjede-skala ekstensjon og ekshumering av gneis komplekser.Can titanite petrochronology be used to constrain the timing of deformation along crustal scale shear zones? This study investigates this question through geological mapping of a structurally complex area in the Sveconorwegian orogen of Southern Norway, and by linking structural analysis, the growth of temperature sensitive minerals, and recrystallization of rock forming minerals with titanite U-Pb petrochronology within two large scale shear zones; the extensional Nisser Detachment Zone (NDZ) and the Hestkås Thrust Zone (HTZ). The overall goal is to unravel the tectonic evolution of the Nissedal–Drangedal area in Telemark.
This study combines field mapping, remote sensing, structural analysis, geochronology, and petrography with titanite petrochronology. Selected titanite grains were characterized and analysed by optical microscopy, Backscatter Electron microscopy (BSE), Electron Probe Micro Analyzer (EPMA), Electron Backscatter Diffraction microscopy (EBSD) and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS). The analyses suggest multiple generations of titanite associated with Sveconorwegian orogenic events. These analyses are compared with 40Ar–39Ar ages in hornblende, biotite, and feldspar from the same area.
Overall, the field area comprises three tectonostratigraphic units, from bottom to top: 1) The Vråvatn complex composed of amphibolite- to granulite-facies granitic gneiss. 2) The Nisser Detachment zone (NDZ), a >100 m wide, crustal-scale, top-to-the SE mylonitic to cataclastic shear zone that juxtaposes the underlying Vråvatn complex against the overlying 3) Nissedal complex. Which comprises c. 1200 Ma sub-volcanic felsic and mafic rocks, intruded by medium- to coarse-grained gabbro, granitic dykes, and porphyritic granite, shortly after 1200 Ma. The porphyritic granite is, in places, strongly deformed by the top-to-the NW amphibolite facies compressional HTZ, which was active around 1080 Ma, demonstrated by recrystallized titanite rims. The northern part of the Nissedal complex experienced non-penetrative lower amphibolite facies metamorphism at c. 1000 Ma, as documented by recrystallized titanite rims and cores from all analysed rocks at 1016–990 Ma. The rocks from the Vråvatn complex were emplaced and metamorphosed at about the same time as in the Nissedal complex, but they experienced high-grade amphibolite facies metamorphism.
The study shows that the Nissedal and Vråvatn complexes have separate cooling histories until c. 900 Ma, wherein the Vråvatn complex remained at higher metamorphic conditions than the Nissedal complex. The two complexes where juxtaposed as the Vråvatn complex was rapidly exhumed in the footwall of the shallow-dipping, top-to-the SE amphibolite- to sub-greenschist facies extensional NDZ between 945 and 900 Ma. After 900 Ma, the cooling histories of the two complexes coincides, at temperatures <325°C and some cataclastic deformation along the NDZ until c. 860, demonstrated by recrystallized titanite rims in cataclastic rocks overprinting mylonitic foliation.
Within the field area, five events are recognized as being related to the Sveconorwegian orogeny: (A) 1220–1145 Ma; formation of both gneiss- and supracrustal complexes in Telemarkia Lithotectonic Unit (LU). (B) 1110–1088 Ma; SW–NE compression (including the HTZ) leading to crustal thickening at the start of the main orogenic period. (C) 1016–990 Ma; high-grade metamorphism in gneiss complexes and low-grade metamorphism of supracrustal complexes in Telemarkia LU. (D) 960–940 Ma; emplacement of widespread HBG-granites in Telemarkia LU. (E) 945–860 Ma; SE–NW extension (including the NDZ), related to crustal thinning, resulting in rapid exhumation of amphibolite- to granulite facies gneiss complexes
This study shows that titanite petrochronology may be applied to unravel the temporal and deformational evolution of shear zones. It requires, however, careful in-situ thin section analysis to have a better control on the internal zoning patterns and the spatial associations of the titanites, and through structural and microstructural analyses to identify mineral assemblage, cross cutting relations, shear deformation, and possible recrystallization, to understand what the obtained ages represent. The combined analyses have help to unravel the tectonic evolution of the Nissedal–Drangedal area and shed new light on the late Sveconorwegian evolution in Telemarkia LU.
Further work focused on other contacts between supracrustal and gneiss complexes in the Sveconorwegian orogen is necessary to test the model of orogen-scale extension and exhumation of gneiss complexes
A structural analysis of the Nissedal- and Vråvatn Complex: A window into crustal thickening and orogenic collapse of the Sveconorwegian orogen
No full textDenne oppgaven presenterer en strukturell og tektonisk analyse av den mesoproterozoiske berggrunnen i Drangedal, som befinner seg i Vestfold og Telemark fylke. Feltkartlegging, kinematisk og strukturell data fra feltarbeid, undersøkelse av mikrostrukturer i mikroskop, samt AMS og EBSD-analyse av utvalgte prøver utgjør grunnlaget for denne oppgaven. Geologien i Drangedal kan bli delt i tre hovedenheter (tektonostratigrafisk oppover): Vråvatnkomplekset, Nisser Detachment Zone (NDZ) og Nissedalskomplekset. Feltområdet inneholder to store deformasjonssoner: (1) En innespent topp-til NV skyvesone i Nissedalskomplekset (kalt Hestkås Thrust Zone (HTZ)), tolket til å være relatert til sen-mesoproterozoisk amfibolitt-facies Svekonorvegisk fjellkjedefolding og resulterende fortykning av jordskorpen. (2) En lav-vinklet, topp-til SØ nedre amfibolitt- til grønnskifer-facies skjærsone, kalt Nisser Detachment Zone (NDZ), tolket til å være ett resultat av neoproterozoisk Svekonorvegisk orogensk kollaps og fortynning av jordskorpen. Skjærbevegelsen i den lav-vinklede skjærsonen (NDZ) og den gradvise fortynningen av jordskorpen resulterte i ekshumering av Vråvatnkomplekset gjennom den sprø-duktile overgangssonen. Det er tolket at de tre geologiske enhetene sammen utgjør ett mulig metamorf kjernekompleks, med Vråvatnkomplekset som det metamorfe kjernekomplekset, NDZ som den lav-vinklede skjærsonen og Nissedalskomplekset som heng-veggen. HTZ og NDZ representerer to deformasjonssoner som er relatert til oppbygging og kollaps av den Svekonorvegiske fjellkjede, som aldri har vært beskrevet før.This thesis presents a structural and tectonic analysis of the Mesoproterozoic basement rocks in the Drangedal area in the Vestfold and Telemark county. The study is based on field mapping, field structural data and kinematics, and investigations of microstructures with transmittive light microscopy, automated mineralogy system (AMS) and electron backscatter diffraction (EBSD). The bedrock in Drangedal can be divided into three main units (from bottom to top): the Vråvatn Complex, the Nisser Detachment Zone (NDZ) and the Nissedal Complex. The field area exposes two major deformation zones: (1) A constrictional top-to-the NW thrust zone hosted in the Nissedal Complex (here named the Hestkås Thrust Zone (HTZ)), which is interpreted as being related to late Mesoproterozoic amphibolite facies Sveconorwegian thrusting and crustal thickening. (2) A low-angled, top-to-the SE lower amphibolite- to greenschist-facies shear zone, the Nisser Detachment Zone (NDZ), here interpreted as part of the Neoproterozoic Sveconorwegian orogenic collapse and widespread crustal thinning. The crustal thinning and low-angled shearing of the NDZ resulted in the tectonic exhumation of the Vråvatn Complex through the brittle ductile transition zone. Together, the three geological units form a potential metamorphic core complex, with the Vråvatn Complex as the metamorphic core, the NDZ as the low-angled deformation zone and the Nissedal Complex as the hangingwall. The HTZ and NDZ represents two previously undescribed deformation zones related to the growth and collapse of the Sveconorwegian orogen
Brittle Deformation in Central Telemark, South Norway, Unravelled by Remote Sensing, Field Structural Analysis and Magnetic Modelling
No full textOverflaten av gammelt og betydelig erodert grunnfjell er som regel tydelig kontrollert av tette forkastning- og sprekke-sett, dannet gjennom en lang og kompleks deformasjonshistorie. Denne studien undersøker sprø strukturer i et slikt grunnfjell – den svekonorvegiske bergrunnen i Drangedal and Nome, Telemark – for å forstå utviklingen av sprø deformasjon i området. I studiet blir sprø strukturer analysert på ulik skala ved ulike metoder: (1) lineamentstudie basert på topografisk og aeromagnetisk data, (2) strukturell studie av feltdata og (3) undersøkelse av magnetiske anomalier assosiert til tydelige lineamenter.
Gjennom lineamentstudiet, som var gjennomført i et separat prosjekt (Hilde Gunleiksrud, 2017), ble nesten 9000 lineamenter identifisert. Lineamentene var analysert og sortert i tre populasjoner basert på strøk-retning: (1) NE–SW, (2) NNW–SSE, and (3) NW–SE. Analyse av feltdata viser en god korrespondanse med resultatene fra lineamentstudiet, og tilfører nødvendig strukturell og kinematisk informasjon for videre klassifisering av forkastningene. Gjennom en paleo-stress inversjon ved Win-Tensor, viste deg seg at tre ulike spennings-regimer har vært sentrale i dannelsen av sprekke- og forkastningsmønsteret observert i Drangedal og Nome: (1) NW–SE ekstensjon for å danne NE–SW orienterte normalforkastninger, (2) E–W transpressjon for å danne NE–SW orienterte strøkforkastninger med dekstral bevegelse, og (3) NE–SW ekstensjon for å danne NW–SE normalforkastninger. På bakgrunn av resultatene i dette studiet blir det forslått at regime 1 er relatert til kollaps av den svekonorvegiske fjellkjede, med en reaktivering i sen trias, at regime 2 er relatert til kaledonsk kompresjon og at regime 3 er relatert til åpningen av Iapetus havet.
I forbindelse med betydelige topografiske lineamenter observeres tydelige anomale (lave) magnetfelt målinger. Ved å kombinere geofysiske-, petrofysiske-, og strukturell feltdata i en 2D modell over et slikt lineament, er det forslått at anomale magnetfelt målinger er et resultat av hydrotermal omdanning og dypforvitring. Disse prosessene er diskutert i sammenheng med den forslåtte sprø deformasjonshistorien i studieområdet.The morphology of old and deeply eroded geological terranes are often controlled by abundant fracturing and faulting that reflects their long and often complex deformational history. This study investigates the brittle structures of one such terrane – the Sveconorwegian bedrock in the Drangedal and Nome municipalities, Central Telemark – with the aim to unravel the brittle deformational history of the area. The studied structures are investigated in a multidisciplinary and multiscalar approach comprised of (1) a remote sensing lineament study using high-resolution topographic and aeromagnetic data, (2) a structural study of field-data, and (3) an investigation of the magnetic signatures of the lineaments.
During the lineament study, which was carried out as a separate project (Hilde Gunleiksrud, 2017), nearly 9000 lineaments were identified and separated into three fault populations based on their orientations; (1) NE–SW, (2) NNW–SSE, and (3) NW–SE. Analysis of field data show a good correspondence with the remote sensing results, and provides the necessary structural, kinematic and environmental information to further constrain the fault populations into respective deformational events. Paleo-stress inversion analysis using Win-Tensor allowed for three separate stress regimes to be determined; (1) NW–SE extension creating NE–SW striking normal faults, (2) E–W transpression related to mainly NE–SW striking dextral strike-slip faults, and (3) NE–SW extension creating NW–SE striking oblique normal faults. It is proposed that regime 1 is related to the collapse of the Sveconorwegian orogen, with Late Triassic reactivation, regime 2 to E–W compression during the Caledonian orogeny and regime 3 to the rifting of Rodinia and possible Permian to Triassic reactivation.
Several of the largest topographic lineaments are associated with a pronounced low magnetic anomaly on the aeromagnetic maps. By integrating geophysical-, petrophysical- and structural field data in a 2D model across such a lineament, it is proposed that the anomalous magnetic response is due to a combined effect of hydrothermal alteration and deep weathering which ultimately reduce the magnetization of the rocks within the lineament. The alteration and weathering processes within the lineaments is discussed in context with the proposed brittle evolution (of the studied area) and a general geomorphological evolution of the region
Brittle Deformation in Central Telemark, South Norway, Unravelled by Remote Sensing, Field Structural Analysis and Magnetic Modelling
No full textOverflaten av gammelt og betydelig erodert grunnfjell er som regel tydelig kontrollert av tette forkastning- og sprekke-sett, dannet gjennom en lang og kompleks deformasjonshistorie. Denne studien undersøker sprø strukturer i et slikt grunnfjell – den svekonorvegiske bergrunnen i Drangedal and Nome, Telemark – for å forstå utviklingen av sprø deformasjon i området. I studiet blir sprø strukturer analysert på ulik skala ved ulike metoder: (1) lineamentstudie basert på topografisk og aeromagnetisk data, (2) strukturell studie av feltdata og (3) undersøkelse av magnetiske anomalier assosiert til tydelige lineamenter.
Gjennom lineamentstudiet, som var gjennomført i et separat prosjekt (Hilde Gunleiksrud, 2017), ble nesten 9000 lineamenter identifisert. Lineamentene var analysert og sortert i tre populasjoner basert på strøk-retning: (1) NE–SW, (2) NNW–SSE, and (3) NW–SE. Analyse av feltdata viser en god korrespondanse med resultatene fra lineamentstudiet, og tilfører nødvendig strukturell og kinematisk informasjon for videre klassifisering av forkastningene. Gjennom en paleo-stress inversjon ved Win-Tensor, viste deg seg at tre ulike spennings-regimer har vært sentrale i dannelsen av sprekke- og forkastningsmønsteret observert i Drangedal og Nome: (1) NW–SE ekstensjon for å danne NE–SW orienterte normalforkastninger, (2) E–W transpressjon for å danne NE–SW orienterte strøkforkastninger med dekstral bevegelse, og (3) NE–SW ekstensjon for å danne NW–SE normalforkastninger. På bakgrunn av resultatene i dette studiet blir det forslått at regime 1 er relatert til kollaps av den svekonorvegiske fjellkjede, med en reaktivering i sen trias, at regime 2 er relatert til kaledonsk kompresjon og at regime 3 er relatert til åpningen av Iapetus havet.
I forbindelse med betydelige topografiske lineamenter observeres tydelige anomale (lave) magnetfelt målinger. Ved å kombinere geofysiske-, petrofysiske-, og strukturell feltdata i en 2D modell over et slikt lineament, er det forslått at anomale magnetfelt målinger er et resultat av hydrotermal omdanning og dypforvitring. Disse prosessene er diskutert i sammenheng med den forslåtte sprø deformasjonshistorien i studieområdet
A structural analysis of the Nissedal- and Vråvatn Complex: A window into crustal thickening and orogenic collapse of the Sveconorwegian orogen
No full textDenne oppgaven presenterer en strukturell og tektonisk analyse av den mesoproterozoiske berggrunnen i Drangedal, som befinner seg i Vestfold og Telemark fylke. Feltkartlegging, kinematisk og strukturell data fra feltarbeid, undersøkelse av mikrostrukturer i mikroskop, samt AMS og EBSD-analyse av utvalgte prøver utgjør grunnlaget for denne oppgaven. Geologien i Drangedal kan bli delt i tre hovedenheter (tektonostratigrafisk oppover): Vråvatnkomplekset, Nisser Detachment Zone (NDZ) og Nissedalskomplekset. Feltområdet inneholder to store deformasjonssoner: (1) En innespent topp-til NV skyvesone i Nissedalskomplekset (kalt Hestkås Thrust Zone (HTZ)), tolket til å være relatert til sen-mesoproterozoisk amfibolitt-facies Svekonorvegisk fjellkjedefolding og resulterende fortykning av jordskorpen. (2) En lav-vinklet, topp-til SØ nedre amfibolitt- til grønnskifer-facies skjærsone, kalt Nisser Detachment Zone (NDZ), tolket til å være ett resultat av neoproterozoisk Svekonorvegisk orogensk kollaps og fortynning av jordskorpen. Skjærbevegelsen i den lav-vinklede skjærsonen (NDZ) og den gradvise fortynningen av jordskorpen resulterte i ekshumering av Vråvatnkomplekset gjennom den sprø-duktile overgangssonen. Det er tolket at de tre geologiske enhetene sammen utgjør ett mulig metamorf kjernekompleks, med Vråvatnkomplekset som det metamorfe kjernekomplekset, NDZ som den lav-vinklede skjærsonen og Nissedalskomplekset som heng-veggen. HTZ og NDZ representerer to deformasjonssoner som er relatert til oppbygging og kollaps av den Svekonorvegiske fjellkjede, som aldri har vært beskrevet før
Structural and temporal evolution of the Porsgrunn-Kristiansand Fault Complex
No full textBerggrunnen i Sør-Norge er gammel (>900 Ma) og sprø deformasjon forekommer jevnlig. En av de mest velkjente strukturene er det 150 km lange Porsgrunn-Kristiansand forkastningskomplekset (PKFK) som grenser Bamble litotektoniske enhet i nordvest. Selv om PKFK er en velkjent struktur, så er lite strukturell data tilgjengelig. Denne masteroppgaven har derfor som mål å karakterisere den strukturelle arkitekturen og evolusjonen til PKFK, gjennom strukturelle analyser og K-Ar geokronologi.
Den utvalgte seksjonen av PKFK har et undulerende og bratt (fall: 62 ± 2°) forkastningsplan som faller mot ØSØ (strøk: 32 ± 2°). Den består av en forkastningskjerne som har gjennomgått betydelig deformasjon og er omgitt av distaldeler. Distaldelen i hengveggen er 370 - 510 meter bred, mens distaldelen i liggveggen er 60 - 280 meter bred. Forkastningskjernen er en 2.5 - 5 meter tykk kompositt-struktur som består av 12 sidestilte strukturelle facies, som er dannet ved ulike aldre. Forkastningskjernen har en sprekketetthet som overskrider 40 sprekker per m^3, hvor dette bidrar til økt permeabilitet i distaldelene og deler av forkastningskjernen. Den økte permeabiliteten forårsaker økt hydrotermal omdanning, hvor klorittifisering av biotitt og utfelling av karbonat-årer opptrer hyppig.
Alders-data fra K-Ar geokronologien viser at den utvalgte seksjonen av PKFK har opplevd betydelig bevegelse gjennom flere bevegelses-faser i den Mesozoiske æraen, fra midten av Trias til tidlig Kritt. Dannelsesrekkefølgen startet med en tidlig bevegelse (227 - 224 Ma), hvor det ble dannet en bredere sone med grovkornet forkastningsbreksje. Senere ble strukturell facies 3 (SF3) dannet (<221 Ma), etterfulgt av SF7 (<193 Ma), SF9 (152 Ma) og SF8 (122 Ma). I tillegg har en tidligere kataklasitt-dannende bevegelse blitt avdekket langs den utvalgte seksjonen av PKFK, som forsiktig har blitt knyttet til post-svekonorvegisk rifting. Kinematiske indikatorer antyder en strike-slip orientert bevegelse under den tidligere kataklasitt-dannende bevegelsen og dip-slip orientert bevegelse under de senere Mesozoiske bevegelsene.
Til slutt har en kombinasjon av lineament analyse og sammenligning av K-Ar aldre med aldre fra kutting av ulike sedimentære og vulkanske lag i Porsgrunn område antydet at PKFK består av to segmenter: ett nordre segment, plassert sør for Porsgrunn og ett søndre segment, plassert nord for Kristiansand. Det nordre segmentet er omtrentlig 24 km langt, mens det søndre segmentet har en lengde på omtrentlig 70 km og begge segmentene er orientert omkring NØ-SV.The bedrock in southern Norway is old (>900Ma) and is saturated with brittle deformation. One of the most notable structures is the 150 km long Porsgrunn-Kristiansand Fault Complex (PKFC) that presently limits the Bamble Lithotectonic Unit to the NW. Although the PKFC is a well-known structure, little structural data is available. This study therefore aims at characterizing the structural architecture and evolution of the PKFC, using structural analysis and K-Ar geochronology.
The studied section of the PKFC is marked by an undulating, steep (dip: 62 ± 2°), ESE-dipping fault plane (strike: 32 ± 2°). It consists of a high strain fault core bounded by damage zones, with the hanging wall and footwall damage zones having a thickness of 370 - 510 m and 60 - 280 m, respectively. The fault core is a 2.5 - 5 m thick composite brittle structure comprised of 12 juxtaposed, but not coeval, brittle structural facies. The fault core has a fracture frequency exceeding 40 fractures per m^3 and the increased amount of fractures have produced enhanced permeability in the damage zones and part of the fault core. This has caused an increase in hydrothermal alteration with chloritic alteration of biotite and precipitation of carbonate veins occurring frequently.
Age data from the K-Ar geochronology shows that the studied section of the PKFC has experienced significant displacement through several phases of slip in the Mesozoic era, lasting from middle Triassic to early Cretaceous. To conclude the order of formation, a common early faulting event produced a wider zone of deformation, resulting in a coarse-grained fault breccia (c. 227 - 224 Ma). Later structural facies 3 (SF3) was formed (<221 Ma), followed by SF7 (<193 Ma), SF9 (152 Ma) and SF8 (122 Ma). Furthermore, an earlier cataclasite forming slip-phase has been uncovered along the studied section of the PKFC, which has tentatively been linked to the post-Sveconorwegian extensional regime and orogenic collapse. Kinematic indicators suggest a strike-slip oriented slip movement during the earlier cataclasite forming slip-phase and a dip-slip oriented slip movement during the later Mesozoic phases of slip.
Finally, a combination of automatic lineament analysis and comparison between resulting K-Ar ages with ages obtained from cross-cutting relationships in the Porsgrunn area suggest that the PKFC consists of two segments; one northern segment, located south of Porsgrunn and one southern segment, located north of Kristiansand. The northern and southern segments are c. 24 km and c. 70 km long, respectively, and both have an approximately NE-SW orientation
Prospecting a Structurally Complex Marble Occurrence in Vassbygda, Helgeland Nappe Complex, Nordland
No full textDenne avhandlingen presenterer en detaljert beskrivelse og forståelse av marmorforekomstene i
Vassbygda, Nordland. I tillegg vil denne oppgaven bidra til større forståelse av den strukturelt
kompliserte geologien i området. Flere metoder har blitt brukt, inkludert geologisk kartlegging,
petrografiske analyser og bergartenes mikroskopiske egenskaper. En 3D-modell har også blitt
konstruert med hjelp av programvaren Move 3D. Avhandlingen er skrevet i samarbeid med
Brønnøy Kalk AS.
Området befinner seg i Nedre dekke av Helgelandsdekkekomplekset og består hovedsakelig av
metasedimentære bergarter og magmatiske intrusjoner. Marmorforekomstene består av to dominerende typer: En høykvalitets grafittspettet marmor med noen få urenheter av kvarts, feltspat
og svovelkis, og en silikatbåndet marmor av varierende kvalitet. Marmorforekomstene er omkranset av rygger med silisiklastiske metasedimentære bergarter og er ofte intrudert av
subhorisontale kvartsdiorittganger eller migmatisasjonsrelaterte leukogranittiske lagganger, noe
som kan bli en utfordring for framtidig gruvedrift i området. Den mest lovende forekomsten ligger
i Stormarka og består av en høykvalitets grafittspettet marmor og få magmatiske ganger.
Bergartene har gjennomgått to deformajonsepisoder som har endret områdets geometri betraktelig. Den første episoden er definert av isoklinal folding (F1) av en transponert sedimentær
lagdeling (S0+1), i tillegg til utviklingen av et svakt akseplankløv (S2) og mineralkrenulasjonslineasjon (CL1). F1 er definert av et liggende akseplan med et nordøst-sørvest strøk, og samsvarer
i tid med migmatiseringen av de metasedimentære bergartene siden både foliasjons-parallelle og
-kuttende leukosomer er observert. Resultater fra granat-geotermobarometri indikerer at migmatiseringen skjedde ved ca. 630-650°C og 4.5-5.0kbar, sannsynlig som et produkt av
dehydreringssmelting av muskovitt.
Den andre episoden er introduksjonen av en stor skjærsone som oppsto under overskyvningen
av Midtre dekke. Denne 1.2km brede sonen utviklet en sterk mylonittisk foliasjon (S3) som overskrev S0+1 og markant deformerte den storskala geometrien i nordøstre del av Vassbygda.
Skjærdeformasjonen foldet området på nytt, denne gangen med en åpen foldefase (F2) med et
nordvest-sørøst stående akseplan. Det intrikate foldeinterferensmønsteret og storskala skjærdeformasjon resulterte i dagens kompliserte geometri.
En regionsdekkende 3D-modell er lagd basert på det strukturelle rammeverket og indikerer at
marmorforekomsten i Stormarka ligger i en trau-form omkranset av åsrygger bestående av silisiklastiske metasedimentære bergarter. Kjerneboringer fra området indikerer at forekomsten
strekker seg mer enn 265m ned i dypet. Volumestimater av Stormarkaforekomsten med 200m
modellert dybde indikerer ca. 1.8 milliarder tonn med høykvalitets grafittspettet marmor og ca.
305 millioner tonn med båndet marmor av medium kvalitet. Den nordøstlige delen av Stormarkaforekomsten består av svært god kvalitet spettet marmor, estimert til ca. 268 millioner tonn.This thesis provides a detailed multi-disciplinary geological investigation of marble deposits in
Vassbygda, Nordland. Along with descriptions of the marble deposits, the thesis also contributes
to unravelling the complex structural architecture of the area. Several methods have been used,
including geological mapping, petrographical and microscopical analyses, and 3D-modelling using
the software Move 3D. The thesis is written in collaboration with Brønnøy Kalk AS.
Vassbygda is located within the Lower nappe of the Helgeland Nappe Complex (HNC) and consists
primarily of metasedimentary rocks and intrusions of variable composition. The marble deposits
consist of two dominant marble types: a high-quality graphite-spotted marble with minor quartz,
feldspar and pyrite impurities, and a silicate-banded marble of varying quality. Ridges of siliciclastic metasedimentary rocks enclose the deposits and define the large-scale structural framework.
Sub-vertical quartz dioritic dykes occur throughout the study area, together with migmatizationrelated leucogranitic sills. Both might pose challenges for future mining operations. The most
promising marble deposit is found within Stormarka and consists of excellent-quality marbles
with few igneous intrusions.
The area has experienced extensive deformation during two main tectonic events. The first event
is seen as isoclinal folding (F1) of a transposed bedding (S0+1) and the development of a weak axial
plane cleavage (S2) and mineral crenulation lineation (CL1). F1 folds are recumbent, with northwest-southeast-trending axes and coincides with the migmatization of the siliciclastic rocks.
Garnet geothermobarometry indicates that the migmatization occurred at c. 630-650°C and 4.5-
5.0kbar, likely due to dehydration melting of muscovite.
The second event is the over-trusting of the Middle nappe along the Heggfjord-Tosen shear zone.
The 1.2km wide shear zone developed a strong mylonitic foliation (S3) that overprinted S0+1 and
strongly altered the large-scale geometries of northeastern Vassbygda. The compression also led
to refolding of the Vassbygda units about an open F2 northwest–southeast-trending fold axis. The
intricate fold interference pattern and large-scale shear deformation resulted in the complicated
present-day geometry.
A region-wide geological 3D model is created based on the structural framework and indicates
that the Stormarka marble deposit is confined in a cradle-like structure surrounded by siliciclastic
metasedimentary ridges. Drillcore logs suggest that the central Stormarka deposit is at least 265m
deep. Volume estimates of the Stormarka deposits with a modelled depth of 200m indicate that
the area consists of c. 1.8 billion tonnes of high-grade graphite-spotted marble and c. 305 million
tonnes of medium quality banded marble. The northeastern section of the Stormarka deposit contains excellent-quality graphite-spotted marble, estimated at c. 268 million tonnes
- …
