Generell geologi [2 ed.] 8200407292 [PDF]

Zitiervorschau

Fredrik Huseby

Generell geologi

Universitetsforlaget

© UNIVERSITETSFORLAGET AS 1979 2. utgave 1992

ISBN 82-00-40729-2

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Henvendelser om denne boka rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 2959, Tøyen 0608 OSLO

Omslag: Tor Berglie Trykk: Lobo Grafisk AS, 1992

Forord

Generell geologi tar i første rekke sikte på undervisningen ved bygg- og anleggslinjene i ingeniørhøgskolen og teknisk fagskole, men den kan også være aktuell for andre som er interessert i geologi. Boka gir en innføring i faget og er beregnet på lesere uten faglig bakgrunn. De viktigste geologiske prosesser er beskrevet, foruten ge­ nerelle trekk ved Jordas oppbygning og dens historiske utvikling. Et eget avsnitt tar for seg i tekst og tabeller de mest alminnelige mineraler, bergarter og jordarter. Videre er det tatt med en kort oversikt over Norges berggrunn og det løse jorddekket. I litteraturfortegnelsen er det angitt en del håndbøker som gir mer utdyping i faget geologi. Ingeniørgeologi av samme forfatter behandler endel emner fra anleggs­ geologi og ressursgeologi. Man forutsetter at leserne har lest Generell geologi eller andre geologiske lærebøker. Oslo, våren 1979

Fredrik Huseby

2. utgave

En del mindre tilføyelser og rettelser er gjort. Særlig er det lagt vekt på å innføre norske fagutrykk istedenfor de vanlige av fremmed opprinnelse, som kan virke vanskelige for nybegynnere. Ellers er bokas innhold uforandret. Oslo, våren 1992 Fredrik Huseby

Innhold

Innledning, definisjoner.................................................................................................... DEL I. GEOLOGISKE PROSESSER......................................................................... Ytre geologiske krefter...................................................................................................... Forvitring ......................................................................................................................... Isbreers virksomhet........................................................................................................ Rennende vanns virksomhet........................................................................................ Havets virksomhet ved kystene................................................................................... Vindens virksomhet ...................................................................................................... Organismers virksomhet................................................................................................ Indre geologiske krefter.................................................................................................... Vulkaner.......................................................................................................................... Jordskjelv ........................................................................................................................ Jordskorpebevegelser ....................................................................................................

7 9 11 11 12 22 25 28 29 31 31 33 34

DEL II. KLASSIFISERING AV MINERALER, BERGARTER OG JORDARTER..................................................................................................................... Mineraler og bergarter...................................................................................................... Definisjon, mineraldannelse.......................................................................................... Krystallsystemer .............................................................................................................. Mineralbestemmelse...................................................................................................... Mineralklasser ................................................................................................................ Bergartene ...................................................................................................................... Skjematisk sammenfatning............................................................................................ Jordartene............................................................................................................................ Genetisk inndeling.......................................................................................................... Fraksjonsinndeling..........................................................................................................

43 45 45 45 47 49 55 64 66 66 67

DEL III. JORDAS BYGNING, HISTORISK GEOLOGI, OVERSIKT OVER NORGES GEOLOGI ...................................................................................................... Jordas bygning.................................................................................................................... Trekk av den historiske geologi ..................................................................................... Jordas alder .................................................................................................................... De geologiske formasjoner ......................................................................................... Oversikt over Norges berggrunn..................................................................................... Norge i kvartærtiden.......................................................................................................... Tabell over Jordas utviklingshistorie............................................................................. Marin geologi..................................................................................................................

69 71 73 73 73 75 79 87 88

Oljegeologi ..................................................................................................... Dannelse og opptreden ................................................................................ Oljeleting .................................................................................................... Oljeforekomstene i Nordsjøen .................................................................... Bestemmelsesskjemaer for bergarter ......................................................... Litteratur ....................................................................................................... Stikkord .......................................................................................................... 5

91 91 91 92 93 102

103

Innledning, definisjoner

Geologi er vitenskapen om jordskorpa, den historiske utvikling, sammen­ setning og oppbygning og de prosesser som utformer den. De geologiske fagene inndeles i følgende grupper: Jordskorpas sammensetning, proseessene i jordskorpa, jordskorpas oppbygning, jordskorpas historiske utvikling, samt forskjellige former for anvendt geologi.

Jordskorpas sammensetning Mineralogi er læren om de enkelte bergartsbestanddeler, deres dan­ nelse, kjemiske sammensetning og fysiske egenskaper. Krystallografi er læren om mineralenes romgeometriske oppbygning med utvikling av krystallflater. Petrologi er studiet av bergartenes dannelsesmåte, utvikling og om­ vandling. Petrografi er beskrivelsen av bergartene etter deres forekomst og deres kjemiske og mineralogiske sammensetning. Geokjemi er læren om jordskorpas kjemiske sammensetning, mengden av grunnstoffene i jordskorpa og hvordan de fordeler seg.

Prosessene i jordskorpa Det skilles mellom: - ytre geologiske krefter som er virkningen på selve jordoverflaten av isbreer, rennende vann, hav, vind og organismer, - indre geologiske krefter som er virkningen av vulkaner, fjellkjedefoldninger og andre jordskorpebevegelser.

Jordskorpas oppbygning Tektonisk geologi eller tektonikk er studiet av jordskorpas bygnings­ messige struktur fremkommet ved jordskorpebevegelser. Stratigrafi er studiet av de lagdelte bergarters utvikling og oppbyg­ ning.

7

Jordskorpas historiske utvikling Historisk geologi er vitenskapen om jordskorpas utvikling gjennom de geologiske tidsavsnitt. Paleontologi, som er læren om utdødde dyre- og plantearter, henger sammen med den historiske geologi. Fossilene eller forsteinete dyr og planter i lagdelte bergarter danner grunnlaget for relative aldersbe­ stemmelser. På den måten kan man avgjøre hvilke tidsavsnitt i Jordas historie de enkelte lag tilhører. Absolutte aldersbestemmelser gjøres ved hjelp av radioaktive mineraler og deres spaltningsprodukter.

Anvendt geologi De geologiske fagene har mange former for praktisk anvendelse. A. Ressursgeologi Malmgeologi er læren om de ertsførende (tungmetallførende) bergarter, deres dannelse og opptreden. Oljegeologi (petroleumsgeologi) er læren om jordoljens og gassforekomstenes dannelse, opptreden og påvisning. Grunnvannsgeologi (hydrogeologi) er læren om grunnvannet, dets opptreden i fjell og jord, dets bevegelse og kvalitet samt utnyttelse. Industriell bergartsutnyttelse. Forekomster i fjell, egnet til fremstilling av kult, pukk og singel, brukes i stor utstrekning til anleggs- og byggetekniske formål. Industriell mineralutnyttelse. En rekke mineraler anvendes i metallurgisk industri, ved porselensfremstilling og til elektroformål.

B. Ingeniørgeologi Faget går ut på å undersøke de geologiske forhold ved anlegg av tunneler, dammer eller veier og jernbaner, samt undersøkelser og forebyggende tiltak ved rasfarlig fjell. Geoteknikk er et bygningsingeniørfag som har med fundamentering i løse jordarter å gjøre. Men det har en del grenseområder felles med ingeniørgeo­

logi.

Del I. Geologiske prosesser

Ytre geologiske krefter

Forvitring Forvitring er den nedbrytning av fjell som foregår i overflaten ved innvirkning av luft, vann og temperatursvingninger. Den er enten me­ kanisk eller kjemisk.

Mekanisk forvitring Frostsprengning

Varmesprengning

Rotsprengning

foregår på følgende måter: Når vann fryser til is, skjer en volumutvidelse på 10%. For vann i sprekker er prosessen av stor betydning, idet deler av fjellet sprenges løs. Skjer dette i høye fjellvegger, vil det i tidens løp dannes store urer ved foten på grunn av steinnedfall. Likedan er overflaten i høyfjellsområdene mange steder dekket med blokker som frosten har sprengt løs fra underliggende fjell. Når fjellvegger utsettes for gjentatt soloppvarming med etterfølgen­ de avkjøling om natten, oppstår spenninger som utløser sprekker. Dette forekommer særlig i ørkenstrøk med store temperatursvingnin­ ger. Men det skjer også i vårt klima. Røtter fra planter og trær virker sprengende på fjellet når de vokser ned i sprekkene. Selv større blokker sprenges på den måten løs fra sitt opprinnelige leie.

Kjemisk forvitring

Oppløsning

består enten i oppløsning eller omdanning av mineralene til andre stoffer når vann er til stede. Jo mer oppløst oksygen og karbondioksyd vannet inneholder, desto sterkere er virkningen. I berggrunn av kalkstein eller marmor oppstår gjerne et såkalt karstland. Overflaten er full av spalter, hull og groper som står i forbindelse med underjordiske grotter og hulrom. Elver og bekker forsvinner plutselig ned i bakken og renner lange strekninger under jorda. Dan­ nelsen av karstland skyldes vannets evne til å løse opp kalkstein og marmor når det inneholder CO2. Visse salter som steinsalt og salpeter løses også opp av vann. Gips derimot er tungt løselig. 11

Omdanning

Feltspat, som er det mest utbredte mineral i jordskorpas øvre deler, forvitrer relativt lett. Noen stoffer føres bort, mens andre blir igjen. Ved slike omdanningsprosesser dannes kaolin i tempererte strøk og bauxitt i tropiske strøk. Glimmer forvitrer også relativt lett under dannelse av blant annet hydroglimmer. Svovelkis og magnetkis oksyderes under tilgang på luft og vann til jernrust som felles ut. I kisførende bergarter får fjelloverflaten et kraf­ tig rustbelegg (jernhatt). Dessuten dannes svovelsyre som angriper oppløselige mineraler. Et visst samspill finnes mellom kjemisk og mekanisk forvitring. Kje­ miske prosesser øker overflatens porøsitet. Dermed blir mulighetene for mekanisk oppdeling større. På den annen side fører utvidelse av sprekker til kjemisk forvitring på større dyp.

Isbreers virksomhet Bredannelse Over et visst nivå som kalles for snøgrensen, foregår en opphopning av snø som ikke tiner om sommeren. Etter hvert som snølaget vokser, blir de underliggende masser mer grovkornige på grunn av økende trykk og går til slutt over til is. Dermed er dannelsen av en bre i gang. Som en sammenhengende plastisk masse beveger den seg fra høyere- til lavere­ liggende områder under virkning av tyngdekraften. Breens tilførselsområde ligger over snøgrensen, og her får den en konkav overflate i tverrsnitt. I selve snøgrensen blir den omtrent rett­ linjet. Avsmeltningsområdet som ligger under denne grensen, har en konveks overflate. Her dannes en karakteristisk kløft mellom brekanten og fjellsiden - en såkalt Bergschrund. Forholdene er vist på figur 1. Hastigheten er størst i overflaten, noe mindre inne i midten og minst i bunnen og langs sidene. Sprekker oppstår på tvers av breen da den er skjør overfor strekkspenninger. I yttersvingene går sprekkene radialt.

Fig.

12

1

Breoverflaten i tverrsnitt

Fig.

2

Strømlinjer i en isbre

Bevegelsen skjer etter strømlinjer slik som vist på figur 2. Fra breens bakre kant følger de bunnen inntil de kommer ut ved brefronten. De som begynner like bak snøgrensen, kommer ut straks nedenfor denne. Hastigheten beror på breens størrelse. Den varierer fra noen få dm/døgn og opp til 30 m/døgn eller mer.

Bretyper Innlandsbreer dekker meget store områder som hvelvede skjold. Fra skjoldets høyeste parti - breskillet - går bevegelsen ut til sidene, uav­ hengig av fjelloverflatens form. Eksempler: Antarktis og Grønland hvor de høyeste toppene stikker fram som nunatakker. Platåbreer inntar mindre områder hvor brebevegelsen avhenger av fjelloverflatens form. Eksempler: Folgefonna, Jostedalsbreen, Svartisen og breer på Spits­ bergen. Dalbreer eller alpine breer danner enkeltvise bretunger i høyerelig­ gende daler. De er utløpere fra platåbreer. Eksempler: Alpene og daler på Vestlandet og i norsk høyfjell. Botnbreer som er typiske for norsk høyfjell, ligger i fordypninger nær snøgrensen. Shelf-is er ismasser med bred front mot havet (Antarktis).

Erosjon Erosjon er betegnelsen på den gravende virksomhet i fjell og jord med bortføring av materiale som is, vann og vind utøver. Ved isbreers erosjon foregår en kraftig frostsprengning av fjellet like under bresålen. Her er temperaturen omkring 0°C. Stykker av fjellet sprenges løs under den gjentatte frysing og tining, hvoretter de fraktes

vekk av breen. Breen eroderer og høvler ut fjellet med dannelse av daler, groper og bassenger som blir til innsjøer. Løsere fjell angripes lettere enn harde13

A ■ U formet dal B Hengende dal

C Hvolskrottfjell Isens bevegelsesretning

D. Bolner i norsk hdg fjell

Fig. 3 Overflateformer dannet ved isbreers virksomhet.

re. Typiske landskapsformer oppstår derfor i tidligere nedisete områ­ der. Figur 3 viser en del eksempler. U-formete daler har avrundet bunn og bratte sider. Ofte er fjellet forvitret ovenfor den tidligere breoverflaten. Slike daler er et vanlig trekk i norsk terreng. Hengende daler med U-formet tverrsnitt munner enkelte steder ut i hoveddalen. Bunnen av disse er erodert ned til samme nivå som bre­ overflaten hadde i hoveddalen. Fjorder slik man ser dem langs Norges vestkyst, er breeroderte daler. En isbre graver nemlig under havnivået. De kan være temmelig dype med en terskel ved munningen. Sognefjorden har for eksempel et stør­ ste dyp på 1244 m, mens terskelen bare er ca. 150 m. 14

Botner er halvsirkelformete fordypninger i fjellet med steil bakvegg og åpen fremside. De er dannet ved is-erosjon og er typiske for norsk

høyfjell. Hvalskrottfjell er langstrakte fjellrygger med glatte flater på støtsiden (den siden brebevegelsen er kommet fra). På lesiden (siden motsatt brebevegelsen) er overflaten butt og ruglete. Skuringsstriper er merker som stein har laget i fjelloverflaten ved transport langs bunnen av breen. De er orientert i brebevegelsens ret­ ning.

Transport Morenemateriale er betegnelsen på den usorterte massen av blokker, stein, grus og sand samt slam som breene fører med seg. Transporten foregår på breoverflaten, i breens indre del og i underkant av breen. Sidemorener hopes opp som lange steingarder langs brekanten på hver side. Materialet stammer fra dalsidene, og skyldes dels erosjon, dels steinnedfall. Midtmorener dannes når to breer støter sammen slik at deres inner­ ste sidemorener møtes. Indre morener (mellommorener) dannes i breens indre del når løsmateria­ let på overflaten over snøgrensen snør ned og føres framover av brebevegel­ sen. Bunnmorenen er det materialet som fraktes under bresålen og di­ rekte over fjellgrunnen.

Fig.

4

Breisens transport av materiale

Avsmelting

Bre-avsetninger Morenematerialet som isen legger igjen når den smelter vekk, kalles for breavsetninger eller glasiale avsetninger med et vanlig faguttrykk. Som dekker med karakteristiske overflateformer ligger de på fjellgrunnen.

15

o. bunnmorene b.mellom morene c overflotemorene Fig.

Morenedekker

Morenedekker

5

Disse gis navn etter hvilke nivåer i breen materialet stammer fra: Bunnmorene er avsatt direkte på fjellet under bresålen. Alle fraksjo­ ner fra blokker og ned til leire er vanligvis til stede, og hele massen er tett sammenpakket. Transporten har vært kort, og mesteparten av stei­ nene stammer derfor fra berggrunnen på stedet. Disse har dels skarpkantede, dels avrundete hjørner. Bunnmorenen er den mest utbredte avsetningstype i Norge. Den danner et mer eller mindre sammenhengende dekke av varierende tykkelse og karakter. Tynne flekker med sparsom lyngvekst veksler med uryddige, blokkrike hauger hvor skogen trives. Mellommorene er materiale fra høyereliggende deler i breen som er avsatt oppå bunnmorenen. Den er vanskelig å erkjenne, men har mer sandig-grusig karakter og løsere lagring. I praksis er det nesten umulig å skille de to morenetypene ut, med mindre det finnes gode snitt gjennom løsmassene. Overflateformene er gjerne hauger og rygger hvor steinene har avrundete hjørner. Ablasjonsmorene eller overflatemorene utgjøres av materiale som er falt ned fra isens overflate og oppå underliggende løsmasser. Som regel

Raet under dannelse.

Isen skyver sammen

en rygg av morene, grus og sand.

Raet i dag. Da ryggen steg opp av havet, brot

bølgene mot avsetning­

ene og jevnet ut over­ flaten.

Fig.

16

6

Dannelse av endemorene. Raet - en stor endemorene i Sør-Norge er dannet slik som figurene viser. (Etter Tore Østeraas.)

Overflateformer

er den påvirket av rennende vann, og de fineste partiklene er vasket ut. Lagringen er løs med sand og grus som hovedbestanddeler. Steinene som har hatt lang transport på breoverflaten, er stort sett helt avrundet. Endemorener er dannet av fremsmeltet morenemateriale i brefron­ ten. De opptrer som voller eller rygger på tvers av breens bevegelses­ retning. Rekker av endemorener i landskapet forteller at her har isen hatt stillstandsperioder under tilbaketrekningen. Ved avsetning i hav­ nivået har de på grunn av bølgenes virkning fått en kappe i overflaten av utvasket sand og grus (skyllegrus). Deler av slike endemorener er også bygd opp av sortert materiale fra smeltevannselver i brefronten. Ved mindre brefremstøt blir endemorenene knadd og presset sam­ men. På den måten kan de oppta partier av leire som tidligere er avsatt på sjøbunnen utenfor. Figur 7 viser i tverrsnitt hvordan en del overflateformer som skyldes isbreers virksomhet, er utviklet i et dalføre. Sidemorener avsettes i mer eller mindre tykke avleiringer mellom brekanten og fjellsiden. Dermed oppstår hele systemer av hauger og langstrakte rygger langsmed begge dalsider. Vanligvis er de fra bunnen og opp til overflaten bygd opp av bunnmorene, mellommorene og ablasjonsmorene. Et karakteristisk trekk er store blokker i overflaten. Sidemorenene er ofte sterkt påvirket av smeltevann fra breen slik at de har fått en utvasket, sandig-grusig karakter. Drumlins er strømlinjeformete rygger dels i bunnmorene, dels i ab­ lasjonsmorene. De ligger orientert i breens bevegelsesretning. Losmasser

Under av s mel tningen

B Sidemorene

Vannpåvirket overflatemorene (oblosj onsmorene)

C

D- Lavere hggende elveterrasse E. Groper etter borfsmeltet? isklumper (grytehull)

Fig.

7

Tverrprofil som viser utviklingen av en glasial dalfylling

17 2

Generell geologi

Overflaten etter isens bortsmeltmg

Fig.

8

Utviklingen av en dødis-avsetning

Dødismorener er en spesiell form for mer eller mindre vannpåvirkete breavsetninger. De oppstår når stagnerende isbreer ligger og smelter vekk i dalfører, forsenkninger eller flate bassenger i høyfjellsområder. Isen sprekker opp og avsnøres i store klumper som dynges ned av fremsmeltet morenemateriale. Noe av dette spyles ned i sprekker, groper og fordypnin­ ger. Ved den endelige nedsmelting blir løsmassene liggende igjen som et virvar av hauger og rygger med pytter og forsenkninger. Dødismorener er meget utbredt i områdene rundt Østerdalen og Rendalen.

Breelvavsetninger Enorme vannmengder oppstår når en isbre smelter vekk. Som store smeltevannselver renner de på breoverflaten, utmed brekanten eller i sprekker og hulrom nede i isen. Issjøer demmes opp i bassenger innmed dalsidene etter hvert som breen deles opp i stadig minkende klumper. På sin vei vasker smeltevannet ut morenemateriale som omsorteres og avsettes på nytt under betegnelsen breelvavsetninger. Kalles også for glasifluviale avsetninger.

18

Løsmassekarakter

Overflateformer

Materialet i slike avsetninger har som regel god sortering. Det vil si at en rekke kornstørrelser mangler. Karakteren er som regel grusig-sandig med innhold av rundslitte stein (rullestein). Lagdeling er vanlig. I raskt strømmende smeltevannselver avsettes grovt materiale som rullestein, grus og grovsand. Det finere materialet (mellomsand og silt) føres videre og avsettes i pytter og mer stillestående vann. Blokkdiagrammene (figur 9) viser hvordan en del vanlige breelvavsetninger oppstår. Spylerenner. Så vel fra breoverflaten som fra isrester i høyereliggen­ de terreng er vann blitt spylt nedover og videre langs brekanten. Der­ med er elvesenger blitt erodert ut i løsmassene. De ligger nå tørrlagte etter at isen forsvant. Enten går de i buktninger nedover dalsidene eller parallelt med brekantens tidligere stand. Laterale terrasser (tverrsnitt figur 10). Smeltevannet har ikke bare hatt eroderende virkning. I isdemte sjøer utmed brekanten samt i smeltevannskanaler (bre-elver) har en betydelig bunnfelling av løs­ masser funnet sted. På den måten er serier med laterale terrasser blitt utviklet høyt oppe i dalsidene. Materialet er mer eller mindre lagdelt.

Under ovsmeltningen

Etter avsmeltnmgen A. La tera I terra sse

B. Eskere C. Spylerenner Fig.

19 2*

9

Blokkdiagram som viser utviklingen av en glasifluvial dalfylling (breelvavsetning).

A ^Grusholdig sand B-Grov grus C-Lagdelt sand D-^msand

E'Grov sand F = Gr u s og rull est el n

Fig. 10

Tverrsnitt gjennom lateralterrasse (Granli ved Kongsvinger)

Vannpåvirket ablasjonsmorene (se figur 7) ligger av og til i lavere nivå utmed kanten av sidemorener eller lateralterrasser. Det skyldes utvasking og omsortering av morenemateriale under isens nedsmelting. Eskere (se figur Ila). I sprekker, kanaler og tunneler i isen er en mengde løsmateriale blitt avsatt. Etter isens avsmeltning står nå dette igjen som langstrakte rygger med buktet forløp og høye, bratte sider. Øverst er det en mer eller mindre markert kam. Tidligere ble slike dannelser kalt for åser (grus- eller rullesteinsåser) og geitrygger. I dag brukes den engelske betegnelsen esker. Kames (se figur 11b) er uregelmessige hauger og rygger av sand og grus avsatt av smeltevannselver nær brekanten. De opptrer ofte i for­ bindelse med eskere.

Fig. Ila Dannelse av esker (tverrsnitt)

20

Fig. 11b Dannelse av esker og kame AB = Esker BC = Kame Eskeren AB er oppstått ved at strømmende vann har avsatt løsmateriale i en sprekk i isen. I brefronten hvor vannet har strømmet ut, er løsmaterialet avsatt i form av hauger under betegnelsen kame (BC)

Israndterrasser og isranddeltaer (se figur 12) bygges opp av smeltevannselver i brefronten. Det groveste avsettes innerst hvor elven mun­ ner ut, mens det finere føres utover. Grytehull er vanlige i israndter­ rasser. De oppstår ved den endelige nedsmelting av store isklumper som avsnøres. Sammenlign dannelsen av dødisgroper, figur 8.

Israndavsetningene utgjør de viktigste forekomster av grovsedimenter under marin grense.

Vanligvis er de bygget opp som deltaer der smelte-

vannselver munnet ut i datidens fjorder og hav.

Fig. 12

21

Isranddelta. (Etter Tore Østeraas.)

Rennende vanns virksomhet Den viktigste geologiske faktor som utformer jordoverflatens relieff, er rennende vann. Det skjer gjennom gravende og akkumulerende virk­ somhet slik at daler, fjell og sletter oppstår.

Transport Vannets transporterende evne er stor. Den avhenger av strømningsmåte, hastighet og vannføring. I trange rør og kanaler renner vannet noenlunde rettlinjet, men blir turbulent i elver. Kommer hastigheten over en kritisk verdi, renner det i spiraler. Vannhastigheten er størst i midten og et lite stykke under overflaten. Langs elvebunnen føres en strøm av rullestein og grus. Ved sterk turbulens flyttes steinene i hopp. Det finere materialet føres svevende i hele tverrsnittet slik at vannet blir gjørmet og uklart. Også oppløste salter føres med av elver. Jo større vannhastighet, jo større er den transporterende evne.

Erosjon Klart vann tærer praktisk talt ikke på fjell. Skal en elv erodere, må den føre med seg stein og grus. Det er svakhetssoner i form av bløte bergarter og oppsprukket fjell som først og fremst angripes. Fast fjell. Ved vannerosjon utvikles daler med et V-formet tverrsnitt, men også elvegjel (canyons) i form av kanaler med steile sider. Dette

Fig. 13

22

Meandrer

skjer særlig i fjell nedenfor morenelandskap, fordi elven får tilførsel av stein og grus som virker slipende. Løse jordarter. Her foregår enten en utgraving eller oppfylling av elveleiet. Men likevekt mellom begge prosesser er også vanlig. Er elven i stand til å transportere videre det materialet som er tilført ovenfra, graver den til siden med dannelse av skrå bredder. Grus og sand graves lettere ut enn leire på grunn av krefter som binder leirpartiklene sam­ men. Meandrer (se figur 13) er regelmessige buktninger av elver som ren­ ner gjennom flate sletter. Elven graver i yttersvingene, og fyller opp materiale i innersvingene. Hele systemet flytter seg nedstrøms med avsnøring av elvebukter og overløp mellom svingene.

Sedimentasjon Når vannhastigheten kommer under en viss grense, skjer en bunnfelling eller sedimentasjon av det materialet som elven fører med seg. Elvesletter bygges opp i flatt landskap med relativt liten vannhastig­ het. I flomperioder strømmer vannet utover og avsetter løsmateriale i pytter og forsenkninger. Etter hvert blir elven liggende oppå en svakt hvelvet rygg, hvor materialet er grovest omkring elvesenga og finest ut til sidene. Deltaer eller grusvifter dannes når elver munner ut i havet, innsjøer eller flatt land hvor vannhastigheten avtar. Det groveste materialet avsettes i deltaets innerste del, og det fineste i ytterkanten. Ofte er deltaene gjennomfuret av flomløp.

Dalenes utvikling En elvs evne til å grave ut en dal avhenger både av vannmengde og fall. Store, vannrike elver skjærer seg fortere ned enn små. Men selv små elver eroderer så kraftig at de holder tritt med større, bare fallet er bratt nok. Øverst har en elv gjerne lite vann, men sterkt fall, slik at den likevel greier å transportere grovt materiale. Etter hvert blir vannmassene større, fallet mer slakt og transporten av finmateriale stort. Er dalbun­ nen flat, graver elven langs sidene og skifter løp. Ved munningen av­ settes alt løsmaterialet, det groveste innerst og det finere ytterst (kfr. deltadannelse). En dal har således V-formet profil øverst på grunn av erosjon i fjellgrunnen. I nedre del hvor løsmassene er avsatt, er den mer flatbunnet. Nedre grense for en elvs gravende virksomhet kalles for erosjonsbasis. Den ligger i samme nivå som havflaten eller en innsjøflate. Sammensatte daler (se figur 14 a). Hvis en elv graver seg ned med bratte sider i en eldre, U-formet dal, oppstår en yngre dalgenerasjon i denne. Slike sammensatte daler har trang bunn med steile fjellvegger. 23

A

A . Eldste dalgenerasjon

B

Yngste

— » —

På oversiden er de vide og åpne. Man finner flere av dem i Norge, slik som for eksempel Måbødalen i Hardanger. Agnordaler (se figur 14 b) er sidedaler som går motstrøms hovedda­ len. De oppstår når elve-erosjonen går så fort bakover at elver som renner den andre veien, blir innfanget. Samtidig skjer en flytning av vannskillet. Rauma er et typisk eksempel. Dens øvre del med tilløpet Verma rant opprinnelig mot sørøst til Gudbrandsdalslågen. Vannskillet lå da lenger mot nordvest. Før siste istid inntraff en landhevning langs Norges vest­ kyst. Raumas nedre del med avløp til Romsdalsfjorden fikk brattere fall og dermed større eroderende evne. Etter hvert har den gravet seg bakover og opptatt Verma i seg. Agnordaler andre steder i Norge er for eksempel Vefsnas øvre del, og Julussa i Renas nedre del.

Ravinedannelse Raviner er kløfter eller små sidedaler som opptrer i jordskråninger. I ytterkanten av terrasser og sidemorener er de ofte tydelig utviklet. Deres tverrsnitt er V-formet eller U-formet. I sistnevnte tilfelle er bunnen gjerne noe flat.

24

H.avine dannet ved

grunnvannserosjoni

finkornet materiale (silt).

Fig. 15

Ravinedannelse. (Etter Tore Østeraas.)

Ravinedannelsen skyldes i mange tilfeller vannerosjon i overflaten, lokal oppbløting av jordarten ved tilsig av overflatevann, eller en kom­ binasjon av begge deler. Er jordarten først blitt oppbløtt, eroderes den lettere av rennende vann. Flomvann eller smeltevann om våren finner lett avløp i forsenkninger, veier og hjulspor. Ligger disse i terrasseoverflater, begynner erosjonen som regel i terrassens ytterkant og for­ planter seg ned til foten av skråningen. Slike raviner utvider seg ved stadige utrasninger hvis løsmassene består av tørr sand og grus. Ravinedannelse skjer også ved grunnvannserosjon. Heves grunnvannsspeilet langs ytterskråninger, kan jordarten oppta så meget vann at den blir helt eller delvis mettet og mister sin fasthet. Derved får den en deig- eller vellingaktig konsistens. Etter hvert vil den kunne flyte utfor bakke. Prosessen foregår til sidene og bakover i terrassen. Der­ med er ravinedannelsen i gang. Også plutselige utrasninger som etter­ later seg rasgroper finner sted. Slik vannopptakelse foregår helst i silt-jordarter. I sand og grus opptrer ravinene som regel meget spredt og enkeltvis med skarpt V-formet profil. Der det er silt og leire er de mer samlet, og danner ofte vidt forgrenete systemer med avrundete former. Ravinene er nesten alltid tørre og fører bare rent unntagelsesvis flomvann. Ved høy grunnvannsstand kan myrdannelse finne sted i bunnen.

Havets virksomhet ved kystene Havet utøver en betydelig geologisk virksomhet langs kystene gjennom bølger, tidevann og kyststrømmer. Selve erosjonen av landmassene skyldes bølgene. De beveger seg i nesten vertikale sirkler med avta­ gende diameter fra overflaten og ned (se figur 16). Når de kommer inn på grunt vann, bremses bølgedalene sterkere enn toppene som fortset­ ter framover. Fronten blir brattere, og til slutt styrter kammen. Bølgen bryter, og brenninger oppstår. Virkningen er størst når bølgene løper opp en skråning. Farten er større innover enn utover. Store stein slen­ ges på land, mens sand og grus dras utover. Ved pålandsvind drives vannet innover i overflaten og går utover langs bunnen hvor det tar 25

Bevegelsesretning

Fig. 16

Bølgebevegelse

med seg løsmasser. Omvendt drives vannet utover i overflaten ved fralandsvind og går innover langs bunnen og fører løsmassene tilbake mot land. Mot loddrette vegger kan vanntrykket i pålandsstorm gå opp til 300 kN/m2.

Strandlinjedannelse Bølgeslaget skjærer ut landet. Ved press og drag løsner stein, og luft drives med stor kraft inn i sprekkene. Huler og kløfter dannes i svak­ hetssoner. I tillegg kommer frostsprengning i kaldere strøk. Etter hvert undergraves fjellet, og deler styrter ned slik at en bratt vegg oppstår. Ved foten av skrentene får man en strandvoll av rullestein. Utenfor er en stor langgrunne som ytterst ender i en bratt skråning (molbakke, marbakke) mot dypere vann. Slike kyster - abrasjonskyster - finnes mange steder i Europa: Frankrikes og Englands kanalkyster, Jyllands vestkyst, Bjørnøya, i Norge Stadlandet, Nordkapp, Nordkyn og Hjelmsøy i Finnmark. På steder i England hvor berggrunnen består av kritt, rykker kysten hvert år nesten 3 m tilbake. Hele byer er forsvun­

net i historisk tid.

26

Kyststrømmer (se figur 18) fører med seg store mengder løsmasser. Stikker odder ut, dannes sandtanger på le-siden. Oppgrunning av sund mellom øyer og fastland finner sted. Dermed blir det forbindelse mel­ lom dem. Marskland oppstår ved at serier med strandsjøer utvikles innenfor smale sandtanger parallelt med kysten. Langs Tysklands Østersjø-kyst er dette vanlig. Avstengning av fjorder skjer også når sandtanger vokser i munnin­ gen. Limfjorden i Jylland var tidligere åpen mot vest. Men omkring 1100 ble den avstengt av en sandtange som vokser fra nord mot syd på grunn av en kyststrøm som fører løsmasser denne veien. Havet har flere ganger brutt seg gjennom her. Tidevannet fører også med seg materiale, men det avsettes fortrinns­ vis i bukter og bakevjer. Kyster utvikles normalt ved at odder og nes angripes, mens fjorder og bukter fylles igjen. Derved finner en slags utjevning sted.

A ■ Dannelse av sand1 B- - Oppgrunning av < C- = Gjenfylling av huvbukt

Fig. 18

Kyststrømmer

Strandflaten i Norge Langs Norges kyst finnes en hylle omtrent i havets nivå. Landet er lavt og sjøen grunn. Innerkanten er henimot 40 m o.h. Denne hyllen eller strandflaten er oppløst i øyer, skjær og odder. Fra Lista kan den følges nordover kysten i vekslende bredde. Størst bredde er utenfor Helge­ land med 45 km. Som smale bremmer fortsetter strandflaten inn i fjordene. I Vest-Finnmark er den borte. Strandflaten er gjennomskåret av renner og fjorder. Øyer av hardt fjell med smale bremmer stikker opp enkelte steder (Vega og Træna). Strandflaten er antakelig skåret ut av havet under medvirkning av is og frostsprengning i samme nivå.

27

Vindens virksomhet Erosjon Vinden utformer jordoverflaten i enkelte strøk, særlig i ørkener. Det skjer ved at sand- og støvkorn som føres med av vinden, gjennom lengre tid uthuler groper, renner og fordypninger i fjellet. Svakere bergarter angripes lettere enn hardere som blir stående igjen i form av ribber og forhøyninger. På grunn av sandblåsten får de etter hvert en glattpolert overflate. Større blokker tæres ned i foten fordi sandflukten helst skjer langs bakken. Vindslitte stein får en særegen trekantform med slak side mot vinden og en bratt leside. På tvers blir det et møne,

se figur 19.

Fig. 19

Vindslitt stein

Transport Luft er et transportmedium for sand og finere partikler. Enorme sandmengder føres lange veier ved sandstormer i ørkener. Ved kraftig vind i Sahara kan således millioner av tonn med sand falle ned på det euro­ peiske kontinent fra Middelhavslandene og opp til Danmark. Utover Atlanteren føres stadig sand og støv med av passaten.

Avsetning Vindtransportert sand — flygesand — avsettes i form av sanddyner med slak side mot vinden og bratt leside. Sett ovenfra har de ofte en slags halvmåneform med åpningen mot lesiden, figur 20. De finnes særlig i ørkener hvor de kalles for barkhaner. I kyststrøk hvor det blåser meget, legger sanden seg omkring busker og fjellknatter hvor de vokser til store sanddyner. Langs Jyllands vest­ kyst samt Tysklands Nordsjø- og Østersjø-kyster er de vanlige. Da de stadig flytter på seg. har de stor ødeleggende virkning. Dyrket mark, bygninger og hele landsbyer blir på den måten begravd av flygesand. I Norge finnes flygesand på Lista, Jæren, Andenes og en rekke andre steder langs kysten. Kvitsanden på Røros er en stor flygesanddyne. Mindre felter finnes sør for Hurdalssjøen samt i Østerdalen. Sandflukten stagges ved utplanting av marehalm og busker.

28

Fig. 20

Flygesanddyner

Løss Løss er vindtransportert materiale som er blåst sørover og avsatt utmed kanten av breavsetningene fra siste istid. I andre strøk av Jorda stam­ mer den fra ørkener. I Europa opptrer løssen i et belte fra Den britiske Kanal gjennom Belgia, Nord-Tyskland og østover til Russland samt sørover til Ungarn og Romania. Præriene i Nord-Amerika og pampaen i Sør-Amerika består av løss. Sin største utbredelse har den i Nord-China med mektigheter på flere hundre meter. Partiklene, som er av størrelse 0,02-0,04 mm, består mest av kvartskorn med en tynn hinne av kalsiumkarbonat omkring, foruten små biter av feltspat og glimmer. Den er en gunstig jordart for landbruket og ble derfor oppdyrket tidlig i historisk tid. Det regnes med at ca. 3,5% av løsavsetningene på Jorda består av løss.

Organismers virksomhet Organismene og deres virksomhet inngår i de geologiske prosessene og bidrar derved til landoverflatens utforming. Myrer er våtmarksområder der de øverste jordlagene består av torv. De kan være oppstått enten ved gjengroing av tjern, høy grunnvannsstand eller ved sterkt vanntilsig i en eller annen form. Det skilles mellom følgende myrtyper: Gjengroingsmyrer utvikles i terrenggroper med vannansamlinger, for eksempel sumper og tjern. De har som regel plan overflate i nivå med grunnvannsspeilet. Ofte er de rene våtmarksområder, mer eller mindre oversvømmet av vann, og kan på den måten mangle torvlag. Regnvannsmyrer dannes på steder med stor nedbør og liten fordampning. De er dekket av store hvelvete torv- og moselag som er i stand til å holde på fuktigheten, selv om en viss avrenning finner sted.

29

Fig. 21 Myrer. a)Gjengroingsmyr, b)Regnvannsmyr, cjBakkemyr. (Etter Tore Østeraas.)

Bakkemyrer oppstår ved vanntilførsel via grunnvann eller overflatevann. De ligger i utoverhellende terreng, og kalles enkelte steder for hengemyrer der det er særlig bratt. De to sistnevnte myrtyper er de mest utbredte i Norge. Torv er en opphopning av organisk materiale i de øverste delene av myrer. De er oppstått ved dekomponering av planter og plantedeler når tilførselen av oksygen hindres. Forskjellige grader finnes av fortorvning, like fra høymyrtorv over grunnvannsspeilet til lavmyrtorv under. Gytje dannes på bunnen av sjøer og tjern av ekskrementer og rester etter vanndyr, samt halvt formoldete planterester og vannalger. Gytjen er en grønn- eller brunaktig, grå jordart. Ved inntørking blir den lysere og krymper. Gytjen ligger under torven i gjengroingsmyrer. Brunkull er en videregående omdanning av torv. Steinkull og antrasitt derimot skyldes omdanning av andre plantesorter som bregner, sneller og kråkefot i våtmarksområder under tidligere geologiske perioder. Bortsett fra små forekomster i et lite felt på Andøya i Nord-Norge, finnes ikke kull i Norge.

30

Indre geologiske krefter

Vulkaner Vulkaner er hull eller spalter i jordskorpa hvor smeltet stein (lava) strømmer ut. Gjennom rør får de tilførsel fra bassenger med smeltet stein (magma) på større dyp. Dette magmaet inneholder store mengder oppløste gasser under enormt høye trykk.

Skjold-vulkan

Cotdera

Ekspto sjons- krater Fig. 22

31

Vulkantyper

Et vulkanutbrudd begynner med at gassene unnviker fra magmaet og trenger fram mot jordoverflaten. Dette ledsages av merkbare jord­ skjelv. Så skjer en eksplosjon som slynger skyer av gass, støv og aske opp i lufta inntil høyder av flere tusen meter. I underkanten er de rødglødende på grunn av høye temperaturer, og ofte blir de svevende i ukevis. De utstrømmende gassene består mest av svovel- og klorforbindelser, karbondioksyd og vanndamp. Aske og vulkanske bomber er enten søndersprengte deler av fjellet eller lavadråper som er størknet i lufta. Til slutt skjer selve lavafrembruddet fra krateråpningen. Basiske la­ vaer med temperaturer på 135O°C er tyntflytende, og de kan strømme utfor skråninger med hastigheter på opptil 80 km/time. Får de renne fritt utover, dannes store skjoldvulkaner med litt flat topp og slake skråninger. Sure lavaer har temperaturer fra 750°C og oppover, er gassrike og seigtflytende, og utbruddene skjer mer eksplosjonsartet. Sammen med lag av vulkansk aske bygger de opp såkale stratovulkaner i form av kjeglelignende fjell med krateret som en stor, rund fordypning på top­ pen. Oppstår en sammenhengende, ringformig spalte rundt vulkanen, og denne synker ned, får vi en stor, grytelignende grop eller caldera. Dia­ meteren kan bli opptil flere kilometer. Vulkanske kratere dannes også gjennom en voldsom eksplosjon på grunn av enormt høye gasstrykk uten etterfølgende lavafrembrudd. Slike eksplosjonskratere blir bare stående igjen som store hull eller åpninger i overflaten. Vulkaner oppstår i forbindelse med fjellkjedefoldninger eller innsynkninger av større landområder. Derved kommer deler av fjellmas­ sene ned på større dyp, og en oppsmeltning skjer på grunn av øket trykk og temperatur.

Fig. 23

32

Vulkanstrøk • Sorte prikker angir aktive vulkaner i nåtida

Over 600 aktive vulkaner finnes i dag. De ligger i fjellkjedene rundt Stillehavet, øyer i Oseania, Middelhavslandene, Nord-Atlanteren, Øst-Afrika og Vest-India. Figur 23 viser et forenklet kart over Jordas vulkanstrøk.

Jordskjelv Jordskjelv er rystelser i jordskorpa som merkes over større eller mindre områder. Av og til opptrer de før og under vulkanske utbrudd. Men de fleste skjer ved rykkvise forskyvninger langs store sprekker, såkalte forkastninger. Det er fjellets spenninger som utløses på den måten. Selve jordskjelvsenteret, hvorfra bevegelsene forplanter seg i alle retninger, kalles for hyposenteret. Det ligger på dyp av inntil flere hundre kilometer. I jordoverflaten like over dette ligger episenteret. Skjelvene som merkes i form av støt og rystelser, er sterkest her. Bølgebevegelsene som følger lovene for elastiske svingninger, kan nå flere tusen kilometer ut til sidene. Virkningene av jordskjelv varierer fra knapt merkbare rystelser til store katastrofer med ødeleggelse av byggverk innen hele områder. Verst er jordskjelv på havbunnen når de fremkaller flodbølger som raserer bebyggelsen langs nærliggende kyster.

Fig. 24

Jordskjelvbølgenes gang A. Hyposenter B. Episenter Jordskjelvbølgene forplanter seg slik: Første forfase: Longitudinale svingninger (P-bølger) forplanter seg direkte fra hyposenteret med hastighet 7 km/s Annen forfase: Transversale svingninger (S-bølger) forplanter seg direkte fra hyposenteret med hastighet 4 km/s. Hovedstøtet: Fra episenteret forplanter overflatebølger (L-bølger) seg med hastighet 3,5 km/s. C. Svingningene registreres på seismografer. (Delvis efter Ramsay)

33 3

Generell geologi

Jordskjelvsstrøk er angitt med

Fig. 25

Jordskjelvstrøk: Kart

Seismografer er fintfølende instrumenter som oppfanger jordskjelv­ bølgene. Disse opptegnes i form av seismogrammer hvor størrelse og tidspunkt avleses. Energiutløsningen ved et jordskjelv angis tallmessig etter Richters skala. Richtertallet eller magnituden går fra 2 til 8 som er maksimum. Grunnlaget er en matematisk ligning som er for komplisert til å omtales her. Intensiteten og skadevirkningen uttrykkes etter Mercalli-Cancanis

skala. Tabell finnes bakerst i boka. Jordskjelvstrøk finnes rundt Stillehavets kyster, Middelhavslandene, et belte gjennom India, Iran og Lille-Asia samt deler av Øst-Afrika. Svake jordskjelvsentrer finnes i Den norske renne samt utenfor kysten av Vestlandet og Helgeland. (Se figur 25).

Jordskorpebevegelser I jordskorpa foregår til stadighet bevegelser av forskjellig art og hastig­ het.

Epirogene bevegelser Langsomme hevninger og senkninger av store landmasser skjer gjen­ nom lange geologiske tidsrom. Fordelingen av land og hav endres der­ ved stadig. For tiden foregår en slik hevning av Den skandinaviske halvøy. Den er størst innerst i Bottenviken - 1 cm pr. år. Ved Oslofjor­ den er den antakelig 1 mm pr. år og minker vestover. Forholdet skyldes vekten av de enorme ismassene som under istiden presset landmassen 34

ned. Da den gjennom nedsmeltingen kvittet seg med isskjoldet, fant hevningen sted, og den fortsetter fremdeles. Den er størst på midten hvor innlandsisen var tykkest, og avtar ut til sidene. Øvre marine grense er betegnelsen på havets høyeste nivå etter at landet ble isfritt. Ved Oslo er den 221 m o.h., rundt Trondheimsfjorden 180 m o.h. og ved Stavanger ca. 10 m o.h. En tilsvarende senkning av landet skjer langs kystene av Holland, Belgia og Nord-Tyskland fram dl Østersjøen.

Platetektonikk Dette er en teori som går ut på at jordskorpas øvre deler består av flere plater som «flyter» oppå et plastisk, varmt underlag. Ved hjelp av

Fig. 26

35 3*

Kontinentaldrift gjennom geologiske tidsavsnitt 1. 300 millioner år siden: Superkontinentet Pangæa 2. 200 millioner år siden: Dannelse av Leurasia (a) og Gondwana-land (b) 3. 140 millioner år siden: Den alpine fjellkjedefoldning begynner 4. 65 millioner år siden. Kontinentene begynner å anta de nåværende former 5. Kontinentene på sin nåværende plass

langsomme, vertikale strømninger i dette underlaget drives platene av sted i ulike retninger. Hastighetene varierer med flere centimeter pr. år. Disse bevegelsene forklarer en rekke geologiske fenomener av re­ volusjonerende art: kontinentaldrift, fjellkjededannelse og utvikling av jordskjelv- og vulkanbelter. Teorien støttes blant annet av nyere havbunnsundersøkelser, mag­ netiske målinger, fordelingen av fossiler og dyrearter samt beliggen­ heten av tidligere nedisete områder som nå ligger i varmere strøk (Af­ rika). Man antar at kontinentene for ca. 300 millioner år siden hang sam­ men i et superkontinent som geologene kaller for Pangæa. Dette ble for ca. 200 millioner år siden (permtiden) splittet opp i et nordlig konti­ nent (Leurasia) bestående av Nord-Amerika, Europa og Asia, samt et sørlig (Gondwana-land) med de øvrige landmasser. Ved ytterligere oppdeling har kontinentene fått sin nåværende fordeling. Forskjellige ting tyder på at kontinentene på hver side av Atlanter­ havet rykker fra hverandre. Midt etter havbunnen her går den såkalte Atlanterhavsryggen. Det er en enorm undersjøisk fjellkjede av lengde over 16 000 km. Fra sør mot nord stikker de høyeste toppene opp som vulkanøyer: Bouvet-øya, Tristan da Cunha, Azorene, Jan Mayen og Island. Langs ryggens midtparti går en stor spalte hvor all vulkansk virksomhet foregår. En stadig fornyelse av havbunnen foregår ved at lava velter fram her og spres utover. Samtidig foregår en sammenpressing av landmassene rundt Stilleha­ vet. Langs kystene og utmed øygruppene her ligger belter med dyphavsgroper. De er oppstått ved nedbøyninger av oseanbunnen under kontinentforskyvningene. Plater kan også gli sidelengs forbi hverandre. Dette skjer langs San Andreas-forkastningen ved Nord-Amerikas Stillehavskyst. Gjennom rykkvise bevegelser oppstår jordskjelv som gjør at deler av California rives løs fra kontinentet og forskyves nordover.

Forkastningsbevegelser Dette er brå rykk langs store bruddflater eller forkastninger i landmassen. De ledsages som oftest av jordskjelv. Bevegelsene foregår så vel vertikalt som horisontalt eller roterende langs forkastningsplanet. Den vertikale forskyvningsavstanden eller spranghøyden kan gå fra noen få centimeter og opp til 2-3000 m. Langs forkastningsplanet dannes glidestriper — slickenside. Fjellet omkring blir som regel sterkt sønderdelt og oppknust. Ved sammenkitting av dette materialet oppstår en rivningsbreksje eller bruddsone. Innsynkningsområder langs bruddlinjer kalles for graben. Horster er gjenstående forhøyninger. Ofte skjer trinnvise forkastningsbevegelser langs parallelle bruddlinjer med tilsvarende innsynkninger. Oslofeltet er et eksempel på et større innsynkningsområde. 36

På engelsk brukes betegnelser som ikke har fått oversettelse til norsk: I. Forskyvningen i fallretningen ab kalles for dip slip. II. Forskyvningen i strøkretningen ad kalles for strike slip.

ad: Horisontal forskyvning, (strike slip).

ill.

Fig. 27

37

Forkastninger

G: Graben. H. Horst.

Fjellkjededannelse Fjellkjeder er relativt smale soner på jordoverflaten med bergarter som er presset sammen og foldet opp til store høyder i forhold til omgivel­ sene. Det skjer ved at to plater glir mot hverandre og skyver de mel­ lomliggende sedimentbergartene omtrent som man krøller sammen en bordduk. Utviklingen av fjellkjeder skjer slik: Geosynklinaltiden

Foldningstiden

Nedtæringstiden

I store vide havbassenger - såkalte geosynklinalhav eller sedimentbassenger - skjer gjennom lange geologiske tidsrom en opphopning av løsmasser. Ved sammenkitting og herdning går de over til lagdelte bergarter sedimentbergarter - hvor mektigheten kan bli flere tusen meter. Etter en viss tid rykker platene på hver side av geosynklinalhavet sammen, og dermed er foldningen begynt. Enkelte partier heves opp til store høyder, mens andre presses ned til store dyp i jordskorpa. Her er trykk- og temperaturforholdene så høye at en omkrystallisering av bergartene finner sted. På grunn av oppsmeltningsprosesser skjer en utvikling av vulkaner. Jordskjelv er hyppige på grunn av forskyvninger langs bruddspalter. Store skyveflak dannes når hele plater løsner og føres over underliggende fjell. Forvitring, rennende vann og is virker hele tiden på fjellkjedene og sørger for å bryte dem ned. Slike prosesser skjer relativt raskt. Ved foten av fjellkjedene hvor elvene munner ut, hopes store sedimentmasser opp. Fjellkjeder blir etter hvert så nedtært at man i eldre geolo­ giske formasjoner bare finner «røttene» av dem.

Geosynkl inaltiden

Nedtærings tiden Fig. 28

38

Fjellkjededannelse

Vi lever nå i slutten av den alpine fjellkjedefoldning. Den begynte i Jordas middeltid for ca. 130 millioner år siden da store deler av nåvæ­ rende landområder var dekket av et geosynklinalhav. Foldningen skjedde ved at Afrika gled mot Europa. Noe senere ble India skjøvet mot Asia. Dermed ble fjellkjedene gjennom Himalaya, Iran og Mid­ delhavslandene dannet. Foldningen varte gjennom Jordas nyere tid tertiærtiden. Bevegelser til dels i form av kraftige jordskjelv foregår fremdeles. En slik geologisk syklus med geosynklinaltid - foldningstid - nedtæringstid varer omkring 200 millioner år.

C

D

C. Stående fold. D. Skjev fold. E. Liggende fold. F. Foldeforkastning. ac. Akseplanet i snitt.

Isoklinalfolder. Fig. 29

39

Folder

Fleksur.

Folder (se figur 29) Antiklinal er en oppfoldning av lagene med åpningen vendt ned (A). Synklinal er en nedfoldning av lagene med åpningen vendt opp (B). Akseplanet er et plan (abcd) som deler en fold i to omtrent symme­ triske deler. Foldningsaksen er skjæringslinjen (ab) mellom folden og akseplanet. Stående fold (C), skjev fold (D) og liggende fold (E) er ellers vanlige former for folder. Foldeforkastning (F) oppstår ved forskyvning langs akseplanet som i figuren er vist i snitt (ac). Isoklinalfolder (G) er symmetriske folder med parallelle akseplan (ac). Fleksur (H) er en liten knekk eller nedbøyning av lagene. De ligger horisontalt på hver side av nedbøyningen.

Diskordans og konkordans Diskordans oppstår når nye sedimenter avleires oppå foldete og skråttstilte lag som er blitt nedtæret. De eldre og yngre lagene danner en viss vinkel med hverandre. Se dannelse av oljefeller, figur 43, side 92. Konkordans vil si at lagene ligger parallelt.

1. Diskordans Foldete, eldre lag (b) overskjæres av yngre (a)

2. Diskordans. Skråttstilte, eldre lag (b) overskjæres av yngre (af

3. Konkordans. Eldre lag (b) overleires av yngre, parallelle lag (a).

Fig. 30

40

Diskordans og konkordans

abcd = sprekkeplan eller lag flate langs hvilken strøket måles.

V - fallvinkel. n 200

—i— = Strøk og talltegn. Strøket angis som kompassret60

Fig. 31

ning. Fallet med antall grader i fallretningen.

Strøk og fall

Strøk og fall Strøk og fall benyttes for å orientere et plan i rommet. Det kan være et sprekkeplan eller et skifrighetsplan i en lagdelt bergart. Strøket er kompassretningen av skjæringslinjen mellom horisontal­ planet og sprekkeplanet (eller skifrighetsplanet). Fallet er planets retning og måles som vertikalvinkelen mellom dette og horisontalplanet.

Del II. Klassifisering av mineraler, bergarter og jordarter

Mineraler og bergarter

Definisjon, mineraldannelse Studerer vi en bergart med det blotte øyet eller i mikroskop, ser vi at den består av småpartikler med vidt forskjellig utseende og forskjellige farger. Disse partiklene kalles for mineraler, og de danner en sammenkittet masse som bergartene er bygd opp av. Mineraler forekommer også enkeltvis i mer eller mindre utviklete krystallformer. De fleste har en bestemt kjemisk sammensetning. Definisjonsmessig sier vi at et mineral er en naturlig flytende eller fast del av jordskorpa. Mineraldannelsen foregår på flere måter: utkrystallisering fra smeltemasser (magma) på større dyp utstrømmende gasser fra smeltemassene vandige løsninger fra smeltemassene omkrystallisering av eksisterende mineraler under høye trykk- og temperaturforhold - utfellinger i vann på overflaten - forvitringsprosesser.

-

Krystallsystemer

7. Det regulære system

2. Det tetragonale system 3. Det heksagonale system 4. Det trigonale system 5. Det rombiske system

I alt finnes 7 forskjellige krystallsystemer som fremkommer etter må­ ten man legger såkalte symmetriakser gjennom dem, se figur 32. De skal kort gjennomgås. Tre like lange akser står loddrett på hverandre. Vanlige former er terninger (svovelkis) og oktaedre (magnetitt, granat). Alle tre aksene står loddrett på hverandre. To er like lange, mens den tredje har en annen lengde. Formene er vanligvis firesidete prismer og pyramider. Eksempel: kobberkis. Tre akser ligger i samme plan og skjærer hverandre under 120° vin­ kel. Den fjerde er lengre og står loddrett på de øvrige. Som former finnes sekssidete prismer (apatitt og beryll). Aksene og vinklene er de samme som for det heksagonale. Vanlige former er tresidete prismer og pyramider (kalkspat og kvarts). Aksene står loddrett på hverandre, men har forskjellig lengde. Rom­ biske prismer og pyramider finnes i dette system. Visse pyroksener krystalliserer rombisk.

45

Ek sempler

Fig. 32

6. Det monokline system

7. Det trikline system

Krystallsystemer

Alle tre aksene er av forskjellig lengde. To av aksene danner rett vinkel med hverandre. De overskjæres under skjev vinkel av den tred­ je. Formene er prismer med skrå endeflater (gips, ortoklas). Alle tre aksene er av forskjellig lengde og danner skjeve vinkler med hverandre, slik at skjeve prismer oppstår (feltspat).

46

Alle krystaller har en indre struktur som skyldes den romlige anord­ ning av atomene de er bygd opp av. Til sammen danner de et krystallgitter som gjenspeiles i den ytre form. Steinsalt (NaCl) for eksempel hører til det regulære system. Der er natrium- og kloratomene anord­ net i et kubisk gitter. Dette holdes sammen av atomenes motsatt elek­ triske ladninger Na+ og Cl-?-. Tv illingkrystaller opptrer av og til. De fremkommer når to krystaller av samme form er vokst sammen på en bestemt måte. Noen ganger skjer det etter en tvillingflate, eller den ene krystallen tenkes dreiet om en akse og forskjøvet inn i den andre. Eksempel er Karlsbadertvillinger hos feltspat.

Mineralbestemmelse Ute i naturen finnes mineralene som regel ikke i form av fullt utviklete krystaller. Under dannelsen har de nemlig støtt sammen med nabokrystaller og er blitt hindret i sin frie utvikling. Derfor danner minera­ lene i de fleste tilfeller krystallinske masser uten bestemte former. Vi går etter følgende egenskaper når mineraler skal bestemmes:

Fargen Mineralets farge kan være avgjørende for identifiseringen. Enten har det en bestemt egenfarge eller tilfeldige farger på grunn av forurens­ ninger.

Strek Risses mineralet med kniv eller mot en uglassert porselensplate, frem­ kommer strekfargen som er mineralets farge i pulverform.

Glans Det skilles mellom metallisk glans og ikke-metallisk glans. Under sist­ nevnte gruppe hører diamantglans, glassglans, fettglans, perlemorglans og silkeglans.

Spaltbarhet Enkelte mineraler kløyves lettere etter visse retninger enn etter andre. Spalteretningene er alltid parallelle med en av krystallflatene.

Brudd Slås et mineral i stykker etter en retning hvor ingen spaltbarhet fore­ kommer, får man såkalt brudd. De vanligste er: 47

- Muslig brudd: Den ene bruddflaten har små forhøyninger med til­ svarende fordypninger på den andre bruddflaten. Eksempel: felt­ -

-

spat. Jevnt brudd: Bruddflatene er jevne eller tilnærmet jevne. Eksempel: kvartsvarieteten jaspis. Ujevnt brudd: Bruddflatene er ru og uregelmessige. Eksempel: svo­ velkis. Splintrig brudd: Langs bruddflatene oppstår splinter og fibrer. Ek­ sempel: serpentin. Skjørt brudd: Lett å bryte i stykker med dannelse av småbiler. Ek­ sempel: blyglans. Jordaktig brudd: Uregelmessig brudd med jordaktig substans. Ek­ sempel: kritt.

Hardhet (H) Mineralets hardhet er den motstand det yter mot å bli risset med et annet mineral eller redskap. For bestemmelse av rissehardheten be­ nyttes Mohs hardhetsskala som er inndelt i 10 grader: Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet Hardhet

1 - Talk - risses lett med negl 2 - Gips - risses mindre lett med negl 3 - Kalkspat - risses lett med kniv 4 - Flusspat - risses mindre lett med kniv 5 - Apatitt - risses vanskelig med kniv 6 - Feltspat - risser såvidt glass 7 - Kvarts - risser glass lettere 8 - Topas - risser glass lett 9 - Korund - risser topas lett 10 - Diamant - lar seg ikke risse

Mineraler med hardhet 1—2 kalles for bløte. Mineraler med hardhet 3-6 kalles for middels harde. Mineraler med hardhet >6 kalles for harde.

Densitet (D) Mineraler med densitet over 2,6 kalles for tunge, og de med densitet under 2„6 for lette. Erts er et mineral som inneholder et tungmetall med relativ densitet omkring 5 eller høyere. Malm er en ertsførende bergart hvor ertsen som følge av tidens teknikk lar seg utvinne. Fattige malmer anrikes gjennom flotasjon. Et­ ter finknusing tilsettes de i egne kar kjemikalier og skumdannende oljer. Luft blåses gjennom blandingen. Ertsen går da over i skummet som flyter opp til overflaten, mens «gråsteinen» synker til bunns.

48

Mineralklasser Mineralenes inndeling i klasser er basert på deres kjemiske sammen­ setning. Bare de viktigste skal kort gjennomgås.

1. klasse: Elementer Metalloider

Metaller

Diamant. Regulær. H 10 og D 3,5. Ren karbon (C). Dannet under meget høye trykk og temperaturer i jordskorpa. Den har diamantglans, kan være gjennomsiktig eller ugjennomsiktig med muslig, skjørt brudd. Fargeløs eller svakt gul, rød og blå. Svarte diamanter (carbonados) har teknisk anvendelse som slipemiddel. I Sør-Afrika finnes diamanter i gamle vulkanrør, men forekommer også anriket i forvitringsmateriale i Brasilia, India og Bomeo. Grafitt. H 1 og D 2,2. Er også ren karbon, men opptrer i bladige eller tette masser. Fargen er stålgrå til svart med ujevnt brudd. Fettaktig å føle på. Grå strek. Dannet av karbonholdige forbindelser. Finnes blant annet på Senja. Brukes som smeltedigler, blyanter og som smøremiddel. Svak metallglans. Sølv (Ag). Regulær. H 3 og D 10,5. Metallglans med sølvhvit til grå farge og ujevnt brudd. Sølvhvit strek. Finnes på kalkspatganger på Kongsberg. Gull (Au). Regulær. H 3 og D 19,3. Metallglans med gullgul farge. Bøyelig uten spaltbarhet. Finnes på kvartsganger i granitt, men også anriket i elvesand. Løses i kongevann som er 3 deler saltsyre og 1 del salpetersyre (konsentrert). Lysegul strek. Platina (Pt). H 5 og D 21. Metallglans med sølvhvit farge og ujevnt brudd. Sølvhvit strek. Brukes til digler i laboratorier på grunn av stor kjemisk motstandsdyktighet. Løses i kongevann. Finnes i serpentinbergarter.

2. klasse: Sulfider Svovelkis. (FeS2). Regulær. H 6,5 og D 5. Danner ofte terninger, har metallglans og lysegul eller gullgul farge. Muslig, ujevnt brudd og svart

strek. Svovelkis finnes som underomete bestanddeler av en rekke bergarter. Opptrer i form av malm sammen med grønnsteiner og gabbroer (Røros, Løkken, Grong, Sulitjelma, Hjerkinn). Magnetkis (FeS). Heksagonal. H 4 og D 4,5. Metallglans med såkalt tambakbrun farge. Muslig, ujevnt brudd med svart til grå strek. Er svakt magnetisk og finnes som regel i tette eller finkornige aggregater. Magnetkis får hurtig en mørk anløpsfarge og oksideres lett under dannelse av jemhydroksid (rust). Den er derfor en skadelig bestanddel av bergarter til bygningsstein.

49 4

Generell geologi

Kobberkis (CuFeS2). Tetragonal. H 4 og D 4,2. Svak metallglans med gulgrønn farge. Muslig, ujevnt brudd med svart til grønnsvart strek. Finnes sammen med svovelkis på kisforekomster. Blyglans (PbS). Regulær. H 2,5 og D 7,5. Metallglans med blygrå farge. Bladig, skjørt brudd og svart strek. Spalter lett etter terningflatene. Ofte litt sølvholdig. Molybdenglans (MoS2). H 1 og D 4,7. Metallglans og blygrå farge. Bøyelig og uelastisk. Grønnsvart strek. Krystaller (heksagonale) er meget sjeldne. Danner bladformete aggregater som lett forveksles med grafitt. Atskilles ved strekfargen. Sinkblende (ZnS). Regulær. H 4 og D 4. Diamantglans. Farge gul, brun, rødaktig eller svart. Skjørt brudd og brun strekfarge. Finnes blant annet sammen med svovelkis og blyglans.

3. klasse: Oksider Oksidiske ertser

Magnetitt (magnetjernstein)(Fo30A). Regulær. H 6 og D 5. Metallglans med svart farge, muslig brudd og svart strek. Den er sterkt magnetisk og krystalliserer ofte i oktaedre. Finnes i små mengder i enkelte bergarter. Men også anriket som malm (Fosdalen og Sør-Varanger). Jernglans (hæmatitt)(FeyO?j- Trigonal. H 3 og D ca. 5. Meget sterk metallglans, gråsvart farge, muslig brudd og brun strek. Danner ofte tavleformete krystaller eller små korn som sitter sammen. Finnes i skifre som jernglimmer eller sammen med andre jernmineraler. Store jernglansforekomster i Dunderlandsdalen. Brunjernstein (Hmonitt)(FeO(OH)). H 1,5 og D 3,5. Glassglans, brun farge, muslig brudd og brun strek. Danner ikke tydelige krystaller, men forekommer i tette aggregater. Kuleformige klumper kalles for brun glaskopf og jordaktige masser for jernoker. Finnes som myr- og sjømalmer.

Oksidiske steiner

Kvarts (SiO2). Trigonal. H7 og D 2,6. Glassglans med mer eller mindre gjennomsiktig utseende. Muslig brudd, nærmest splintaktig med manglende spaltbarhet. Hvit strek. Opptrer i form av sekskantete søyler med en pyramide i hver ende (bergkrystall) eller i tette aggregater. Kvarts er en vanlig bestanddel av sure eruptivbergarter. Den er kjemisk meget motstandsdyktig, men oppløses av flussyre. Ca. 12% av jordskorpas øvre del består av kvarts. Det finnes flere varieteter av kvarts: Røyk-kvarts er grålig eller mørkebrun. Ametyst er fiolett og brukes som halv-edelstein. Melkekvarts er hvit og ugjennomsiktig. Jaspis, agat og opal er kvartsvarieteter som danner fargede bånd. Flint cx finkornige aggregater av kvarts som forekommer i form av knoller i krittformasjonen, blant annet i Danmark.

50

Korund (A12O3). Trigonal. H 9 og D 4. Brukes som slipemiddel på grunn av stor hardhet (smergel). Rubin er røde og safir blå varieteter av korund. De brukes som edelsteiner.

4. klasse: Haloidsalter Dette er forbindelser av fluor, klor, brom og jod med metaller. Mineralene forekommer mest på ssteinsaltleier. De har liten hardhet, lav spesifikk vekt og ikke-metallisk utseende med lyse farger. Bruddet er som regel muslig og streken hvit. Et par skal nevnes. Steinsatt (NaCl). Regulær. H 2 og D 2,2. Krystalliserer i regulære terninger. Er som regel fargeløs, men kan være svakt farget. Fettglans. Meget lett løselig i vann. Flusspat (CaF2). Regulær. H 4 og D 3,2. Danner tydelige krystaller i form av firkantete terninger med avkuttete hjørner. Diamantglans. Farge fiolett, blå, grønn, gul eller brun. Finnes på ganger ved Kongsberg og flere steder i Telemark. Viktig råstoff for fremstilling av flussyre.

5. klasse: Karbonater Kalkspat (kalsitt)(CaCO3). Trigonal. H 3 og D 2,7. Glassglans. Farge hvit, skittenhvit, men også fargeløs og gjennomsiktig. Muslig, skjørt brudd og hvit strek. Bruser for fortynnet saltsyre fordi CO2 unnviker. Opptrer gjerne i romboedre, men helst i tette aggregater. Kalkspat er bestanddel av kalkstein og marmor. Den er derfor et meget utbredt mineral. Dobbelspat er fargeløs kalkspat som bryter en gjennomfallende lysstråle i to. Bokstaver ses dobbelt gjennom slike krystaller. Brukes i optiske instrumenter. Dolomitt (CaMg(CO3)2). Trigonal. H 3,5 og D 2,9. Danner samme slags krystaller som kalkspat med samme glans, farge, brudd og strek. Bruser for varm, konsentrert saltsyre. Bergartsbestanddel i dolomittmarmor.

6. klasse: Sulfater Gips (CaSO42H2O). Monoklin. H2 og D 2,3. Glassglans. Fargeløs eller hvit med muslig brudd og hvit strek. Danner tavleformete krystaller med spaltbarhet etter sideflatene. Finnes på steinsaltleier. Forekomster på Svalbard. I mindre mengder dannes gips i alunskifer. Anhydritt er vannfri gips. Samme glans, farge og brudd. Alabast er en fmkoming varietet av gips. Barytt (tungspat) (BaSO4). Rombisk. H 3,5 og D 4,5. Silke eller perlemorglans. Danner svakt gulgrønne eller grønne, tavleformete krystal­ ler. Mulig brudd og hvit strek. Finnes blant annet på Kongsberg.

51 4*

7. klasse: Fosfater Apatitt (Ca5(PO4)3Cl). Heksagonal. H 5 og D 3,2. Danner sekskantete søyler med rød, grønn, gul eller hvit farge. Fettglans på bruddfargene. Muslig, skjørt brudd og hvit strek. Finnes i små mengder i de fleste eruptivbergarter. Ble tidligere benyttet som fosfatgjødning. Gamle apatittgruver i Bamble.

8. klasse: Silikater

Feltspatgruppen

Silikatene er forbindelser mellom kiselsyre og ett eller flere metaller som aluminium, jern, magnesium, kalsium, natrium og kalium. De danner hovedbestanddelene av de fleste bergarter. Derfor går de under betegnelsen bergartsdannende mineraler. Som regel har silikatene lav krystallsymmetri og komplisert kjemisk sammensetning. De er ofte gjennomskinnelige i tynne lag. Som regel er strekfargen hvit. De viktigste mineraler som finnes i bergartene, skal gjennomgås her. Feltspat hører med blant de mest utbredte mineraler i jordskorpa, og finnes i nesten alle eruptivbergarter. I gjennomsnitt utgjør feltspat nesten 60% av alle mineraler i øvre del av jordskorpa. Etter den kje­ miske sammensetning deles de inn i to hovedgrupper, nemlig kalifeltspat og kalknatronfeltspat. Kalifeltspat (KAlSi3O8) krystalliserer monoklint som ortoklas og triklint som mikrolin. H 6 og D 2,50—2,62. Glassglans. Hvit strek. Ortoklas er som regel lyst rødlig, men kan også være gulhvit, hvit eller grønn. Flatene, er glinsende og spaltbarheten god. Bruddet er muslig og skjørt. Ofte finnes lyse striper på tvers av spalteretningene, slik at utseendet blir flammet. Karlsbadertvillinger er vanlige. Det er to krystaller vokst inn i hverandre ved at den ene er dreiet 180° om vertikalaksen og delvis trykt inn i den andre. Ortoklas er et typisk mineral i granitter og syenitter. På ganger i granitter forekommer store krystaller av den. Mikroklin har samme fysiske og kjemiske egenskaper som ortoklas, men krystalliserer triklint. De to finnes sammen i granitter. Kalifeltspat anvendes i porselensindustrien. Den utvinnes på såkalte pegmatittganger i granitt. Kalknatronfeltspat eller plagioklas består av komponentene albitt (NaAlSi3O8) og anortitt (CaAl2Si2O8) som er blandbare med hverandre under alle forhold. De to rene endeledd forekommer nesten aldri hver for seg. H 6 og D 2,62 — 2,75. Plagioklas er triklin med god spaltbarhet og er gjerne bygd opp av en rekke fine tvillinglameller. På den ene hovedflaten sees de som fine, parallelle striper. Farge, glans og brudd er som for kalifeltspat. Plagioklasene er typiske mineraler i dioritt, kvartsdioritt, gabbro og anortositt. De Ca-rike kalles for basiske og de Na-rike for sure.

52

Feltspatoidgruppen

Pyroksengruppen

Hornblendegruppen

Olivin- og granatgruppen

Epidotgruppen

Feltspatoidgruppen er en gruppe mineraler som inneholder litt mindre SiO2 enn feltspatene. Nefelin (NaAlSiO4). Heksagonal. H5—6 og D 2,65. Fettglans på bruddflatene. Ellers glassglans. Farge hvit, gul, grønn, rød eller grå. Muslig, skjørt brudd og hvit strek. Danner sjelden utviklete krystaller. Relativt viktig mineral i Norge. Nefelinsyenitter nord for Larvik. På Stjemøy i Finnmark drift på nefelin. Pyroksengruppen inneholder en rekke mineraler med varierende kjemisk sammensetning. Krystalliserer enten monoklint eller rombisk. Pyroksen (augitt) (Ca(MgFe)Si2O6) er det vanligste mineral i gruppen. H 5—6 og D 3,0—3,5. Perlemor- eller glassglans. Farge svart eller mørkegrønn. Muslig brudd og grågrønn strek. Danner firkantete søyler med avkuttete hjørner. God spaltbarhet. Hovedbestanddel av basalt og gabbro. Ægirin, diallag, bronsitt og hypersten er varieteter. Hornblende (amfibol) ligner pyroksenene kjemisk, men har mer kompli­ sert sammensetning. Krystalliserer enten monoklint eller rombisk. Danner prismeformete krystaller med sekskantet tverrsnitt. God spaltbarhet. Alminnelig hornblende. H 5,5 og D ca. 3,0. Hornaktig glassglans. Fargen grønnsvart eller helt svart. Splintrig brudd og grønnbrun strek. Hovedmineral i syenitter og dioritter, men finnes også i enkelte granitter. Aktinolitt (strålstein). H 5,5—6 og D ca. 3,0. Lysegrønn eller mørkegrønn homblendevarietet med glass- eller silkeglans. Forekommer i kloritt- og talkskifre. Splintrig brudd og hvit strek. Tremolitt. H 5—6 og D ca. 3,0. Hvit eller fargeløs varietet med silkeglans som blant annet finnes i marmor. Muslig brudd og hvit strek. Hornblende-asbest er en trådig varietet som brukes til ild- og syrefast materiale. Olivin (Fe, Mg)2SiO4. Rombisk. H 7 og D 3,3. Glassglans med olivengrønn eller gulgrønn farge. Muslig, skjørt brudd og hvit strek. Spalter lett opp i mindre deler. Viktig bestanddel av basiske eruptiver, men finnes også i form av olivenstein på Møre. Brukes i knust tilstand blant annet som formsand i støpeindustrien til sandblåsing, da den ansees som lite silikosefarlig. Granat finnes i en rekke varieteter med meget komplisert kjemisk sammensetning. Kubisk med dannelse av granatoedre. H 7 og D 3,1 — 4,3. Glass- eller fettglans. Muslig eller splintrig brudd. Skjøre mineraler. Opptrer i en mengde farger. Hvit strek. Almandin er en brunrød varietet. Spessartin mørk, rødaktig, pyrop mørkerød og grossular grønnaktig. Granat forekom­ mer dels som inneslutninger i gneiser, dels som tydelige, små krystaller i glimmerskifre. Epidot er et komplisert Ca-Al-Fe-silikat. Monoklin. H 6 og D 3,4. Glassglans. Krystalliserer i lange grønne eller gulgrønne prismer med muslig, ujevnt brudd. Hvit strek. Den finnes som grønne inneslutninger i enkelte bergarter.

53

Borosilikatgruppen

Beryllgruppen

Glimmergruppen

Klorittgruppen

Serpentintalkgruppen

Zoisitt har også en komplisert kjemisk sammensetning. Rombisk. H 6 og D 3,2. Perlemor - eller glassglans med grå eller gulgrønn farge. Ujevnt brudd og hvit strek. Thulitt er en lyserød varietet av zoisitt som forekommer i store mengder i Sauland i Telemark samt Leksvik ved Trondheimsfjorden. Brukes en del som ornamentstein. Turmalin er det viktigste mineral i gruppen. Det har en meget komplisert kjemisk sammensetning og inneholder bor. Trigonal. H 7 og D 3,2. Glassglans. Har svart glinsende farge og danner karakteristiske, trekantete søyler uten spaltbarhet. Muslig, ujevnt brudd og hvit strek. Varieteter i grønt, rødt, gult, brunt, blått og fargeløst forekommer. Opptrer på ganger i granitt. Beryll har komplisert kjemisk sammensetning og inneholder beryllium. Heksagonal. H 7,5 og D 2,7. Glassglans. Fargen er grønn, gulgrønn eller blåaktig. Muslig brudd og ingen spaltbarhet. Hvit strek. Danner sekskantete søyler. Opptrer på ganger i granitt, blant annet i Setesdal. Blågrønne beryller, aquamarin, og dypt grønne beryller, smaragd, brukes som smykkestener. Glimmergruppens mineraler har komplisert kjemisk sammensetning og kjennetegnes ved meget god spaltbarhet i tynne flak som er elastisk bøyelige. De finnes i både eruptive og metamorfe bergarter. Biotitt eller mørk glimmer krystalliserer monoklint i tavleformete krystal­ ler og inneholder magnesium og jern. H 2,5 og D 2,7 — 3,3. Perlemorsglans. Danner mørke, gjennomskinnelige blad i pakker. Disse spaltes lett opp. Hvit

strek. Muskovitt eller lys glimmer krystalliserer også monoklint i tavleformete krystaller. H 2 — 2,5 og D 2,8. Perlemorglans. Danner pakker med fargeløse eller lyst, skittengule blad som lett spaltes opp. Hvit strek. Glimmer brukes til elektrotekniske formål. Klorittgruppen likgner glimmergruppen ved at mineralene krystalliserer monoklint med utpreget spaltbarhet i tynne flak. Men de skiller ut ved at glimmerbladene ikke er elastisk bøyelige. Kloritt. Monoklin. H 2—3 og ca. D 2,7. Matt perlemorglans og grønn farge. Splintrig brudd og hvit til lysegrønn strek. Opptrer i tette aggregater i metamorfe bergarter, men finnes også i eruptivbergarter som omdannelsesprodukt av biotitt. Viktig bestanddel av klorittskifer, kleberstein og grønnstein. Serpentin-talkgruppen er vannholdige magnesiumsilikater. Serpentin. Monoklin. H 3,5 og D 2,6. Silke- eller fettglans. Fargen grønn, gulgrønn eller grå med litt splintrig brudd. Hvit strek. Liitt fet å føle på. Den opptrer i tette masser, men finnes også som som en egen bergart. Serpentinasbest er en varietet som består av tette tråder. Den har silkeglans og trevles lett opp. Brukes som ildfast materiale.

54

Leirmineraler

Talk. Monoklin. H1 og D 2,7. Fett- eller perlemorsglans. Hvit farge med et lite, grønnaktig skjær. Ujevnt brudd og hvit strek. Er fettaktig å føle på og forekommer i blader og tette aggregater. Viktig bestanddel av kleberstein, men opptrer også som talkskifer. Leirmineraler er oppstått ved omdanning av feltspat og glimmer. Det er vannholdige aluminiumsilikater med lagdelt struktur som utgjør viktige bestanddeler av leire. De danner fine mikroskopiske eller submikroskopiske skjell som har evnen til å binde vannhinner omkring seg. Deres kjemiske sammensetning er meget komplisert, og de deles inn i forskjellige grupper. Montmorillonitt eller svelleleire er et omdanningsprodukt av feltspat som finnes i form av sprekkefyllinger eller bergartsbestanddel ved si­ den av andre mineraler. Den er sterkt hygroskopisk og sveller ut i nærvær av vann eller luftfuktighet. Farge gråhvit. Kaolin er også et leirmineral som brukes til porselensfremstilling.

Bergartene Bergartene deles inn i tre hovedgrupper etter deres geologiske opprin­ nelse: 1. Eruptivbergarter eller størkningsbergarter er dannet av smeltet stein (magma) som er trengt opp i jordskorpas øvre deler. 2. Sedimentbergarter eller avsetningsbergarter er dannet ved sammenkitting og herdning av løse partikler. De er som regel avsatt under vann og stammer fra nedknuste bergartsfragmenter. 3. Metamorfe bergarter eller omdanningsbergarter er oppstått av bå­ de sedimentbergarter og eruptivbergarter ved forskjellige omdanningsprosesser. Ifølge beregninger består 95% av jordskorpas øvre deler av eruptiv­ bergarter. mens bare 5% er av sedimentær opprinnelse. Det gjennom­ snittlige innhold av mineraler i eruptiver er beregnet til å være: Feltspat .................................................................................................... 59.5% Pyroksen oghornblende..................................................................... 16.8% Kvarts ...................................................................................................... 12,0% Glimmer .............................................................................................. 3,8% Tilfeldigemineraler................................................................................ 7.9%

Av de ca. 90 forskjellige grunnstoffene som finnes i jordskorpa, er det følgende 8 som danner hovedbestanddelene i mineraler og bergarter: Oksygen ca. 50%, silisium ca. 26%, aluminium ca. 7,5%, jern ca. 5%. Deretter kommer kalsium, natrium, kalium og magnesium med til sammen ca. 10%. Det er bare under spesielle forhold at viktige metal­ ler er anriket som malmer.

55

Eruptivbergarter Når lava presses opp gjennom åpninger i dagsoverflaten og flyter utover, henger det sammen med framtrengen av smeltet stein (magma) i jordskorpas øvre deler. Eruptivbergartenes midlere densitet er 2,7. Dette tyder på at magmaet må være oppstått relativt høyt oppe i jordskorpa. Eruptivbergarter som tidligere er størknet på litt større dyp, ligger mange steder blottlagt i overflaten. Årsaken er overliggende bergarter som gjennom geologiske tidsrom er tært vekk. Se figur 33. Eruptiver finnes særlig i strøk hvor fjellkjededannelser og innsynkninger har foregått. Under disse bevegelsene har oppsmeltningsprosesser funnet sted. Magma er blitt presset inn i hulrom oppstått ved foldninger og innsynkninger av jordskorpedeler. Jntrusiver er betegnelser på eruptivmasser som er presset inn mellom lagene i sedimentbergarter. Lakkolitter oppstår når de sveller ut til sopp- eller kuppelformete legemer. Eruptiver gjennomsetter også jordskorpa som stokker eller uregel­ messig formete legemer av relativt stor utstrekning.

A.

Smeltemasse (magma}

B-

Dyperuphv

C-

Vulkan oppbygget av lava og aske

D.

Tilfo rseisror med krater

E.

Gong

F-

Lakkohtt

G

Lova

Fig. 33

56

Snitt gjennom eruptivmasser

Dypbergart kalles en smeltemasse størknet nede i dypet. Den er mer eller mindre grovkornig på grunn av utkrystallisering av mineralene gjennom lengre tidsrom. Gangbergart dannes i sprekker og spalter når magmaet trenger vi­ dere oppover. Den er mer finkornig enn dypbergarten på grunn av noe hurtigere avkjøling. Dagbergart er betegnelsen på den lava som renner ut i overflaten. Den er enda mer finkornig. Krystallene har på grunn av den raske avkjølingen ikke fått tid til å vokse slik som nede i dypet. En dypbergart henger således sammen med en serie av gang- og dagbergarter med lik kjemisk og mineralogisk sammensetning. Bergarten er helkrystallinsk når hele massen er utkrystallisert, halvkrystallinsk når bare en del av massen er utkrystallisert, mens resten er amorf. En amorf bergart ser glassaktig ut fordi ingen utkrystallisering av mineraler har funnet sted. Ligger store krystaller i en masse av mindre korn, kalles strukturen porfyrisk. Eruptivbergartene inndeles slik etter kjemisk sammensetning: Sure bergarter ........................................................... SiO2-innhold >65% Nøytrale bergarter ................................................ SiO2-innhold 65-52% Basiske bergarter .................................................... SiO2-innhold 600

Stein

600-60

Grus

Grovgrus Mellomgrus Fingrus

60-20 20-6 6-2

Sand

Grovsand Mellomsand Finsand

2-0,6 0,6-0,2 0,2-0,06

Silt

Grovsilt Mellomsilt Finsilt

Leir

67

0,06-0,02 0,02-0,006 0,006-0.002