BERGGRUNDSGEOLOGIN I STENSJÖSTRANDS NATURRESERVAT LEIF JOHANSSON GEOLOGISKA INSTITUTIONEN LUNDS UNIVERSITET 2011-01-20
Sammanfattning av geologiska fältarbeten utförda inom Stensjöstrands naturreservat Leif Johansson Geologiska Institutionen Lunds Universitet I november 2008 beviljades geologer vid Lunds Universtitet och vid Hope College, Michigan, USA tillstånd att fram till 31 dec 2010 provta bergarter inom Stensjöstrands naturreservat. Berggrunden inom reservatet är unik i jämförelse med övrig berggrund i södra Sverige. Syftet med provtagningarna har varit att göra en detaljerad geologisk undersökning av berggrunden och utreda hur den bildats. Gruppen har samlat in prov för bestämning av de tryck och temperaturer som rådde då bergarterna bildades samt för åldersbestämningar av bergarter och mineral. Arbetet har också varit en del i utbildningen av geologer. Sammanlagt har fem amerikanska studenter deltagit och institutionen för Geo och ekosystemvetenskaper vid Lunds universitet genomförde i maj 2010 en fyra dagars fältundervisning i naturreservatet. Nedan följer en sammanfattning av genomförda och pågående undersökningar. Under fältsässongen 2010 har projektet haft ekonomiskt och tekniskt stöd från SGU. Våra undersökningar och resultat kommer att ingå i SGU:s pågående kartering av Falkenbergs kommun. Karteringen Arbetet att detaljkartera har pågått under tre fältsässonger och fram till nu har ca 2/3 delar av ytan karterats i detalj samt ett relativt stort område norr om reservatet. Karteringen innebär att gränser mellan olika bergarter och deras inbördes förhållande utreds. De strukturer som finns mäts in med kompass. Det är i de flesta fall deformationsplan (foliation, förskiffring ), lineationer, veckaxlar och kontakter mellan bergarter som mäts. Av kartan (Fig 1) framgår dels området som karterats och dels fördelningen av olika bergarter. Bergarter I natureservatet förekommer en rad olika bergarter. De till ytan dominerande är två typer av gnejser sillimanitgnejs (Fig 2a,b)och kvart-fältspatgnejs. Sillimanitgnejsen är en ljus bergart som förekommer i ett långt stråk genom reservatet och kännetecknas av det nålformiga mineralet sillimanit (Fig 2b). Sillimanit (Al 2 SiO 5 ) är känt från några platser i Halland men förekomsten i Stensjöstrand är den mest omfattande och den där det är lättast att finna och känna igen mineralet. Förutom sillimanit innehåller bergarten kvarts, fältspat, muskovit, granat, apatit och zirkon. Kvarts-fältspatgnejsen (Fig. 3a, b) är en ljus bergart som till sin sammansättning är mindre homogen än sillimanitgnejsen. I stort sett är mineralogin densamma med undantag för att sillimanit inte förekommer. I denna gnejs finner man många linser av kalksilikatgnejs (Fig 4a, b). Dessa kan ses på standhällarna söder om hamnen men är betydligt vanligare i den sydöstra delen av kartan. Kalksilikatlinserna innehåller epidot, plagioklas, kvarts, pyroxen, granat och hornblende. Mineralogin gör att de är klart gröna och därför lätta att känna igen. Kalksilikater av denna typ är idag inte kända från någon annan plats i södra Sverige. I området förekommer två typer av mörka bergarter. Den mest förekommande är en så kallad amfibolit (5a, b). Den finns på flera ställen inom reservatet men kan lättast ses på strandhällarna söder om hamnen. Bergarten är på många ställen bandad och har ljusa ådror som bildats genom uppsmältning av amfiboliten. Bergarten består i huvudsak av hornblende, plagioklas och granat samt mindre mängder av pyroxen, biotit och apatit. I en del amfiboliter förekommer karakteristiska vittringshål (Fig 6a, b) som vid närmare undersökning visar sig innehålla mineralet ortopyroxen (Fig 6b). Liknande bildningar förekommer på några andra ställen i Halland men är ändå ovanliga. Förutom mörka amfiboliter finns även några små förekomster av basiska gångbergarter (Fig 7). Dessa saknar amfiboliternas karakteristiska ljusa åderverk och är i stort sett strukturlösa. De består av plagioklas, hornblende, granat, pyroxen samt mindre mängder biotit, kvarts och apatit. Liknande nord-sydliga gångbergarter förekommer på flera ställen längs den halländska kusten och en från Kullaberg har daterats till ca 960 miljoner år. På några ställen förekommer pegmatiter (Fig 8) och partier av granit. Pegmatiterna är grovkorniga gångbergarter som består nästan helt av kvarts, kalifältspat och plagioklas. De mindre partier av granit som förekommer har samma mineralogi. På enstaka ställen förekommer mycket stora röda granater (9a, b). De förekommer också på flera andra ställen i Halland, bland annat vid Glassvik någon kilometer söderut och vid Sjönevad ca 13 km öster om Falkenberg. I Sjönevad bröts granat under en kort period i slutet av 1930-talet. Strukturer Alla bergarter i området har genomgått metamorfos och deformation, en del av dem vid minst två tillfällen. Metamorfos innebär att bergarternas mineralogi förändras när tryck och temperatur ändras. Det leder till att bergarterna utseende och egenskaper också ändras. Metamorfos och deformation sker ofta samtidigt och orsakas av stora rörelser i jordskorpan som leder till att bergarter pressas ned på stora djup. Bergarterna inom naturreservatet är mycket kom-
Fig 1. Berggrundsgeologisk karta över del av Stensjöstrands naturreservat och området norr om reservatet Geologiskt material/foton: L.Johansson, Lunds Univ. och Ed Hansen Hope Coll. Michigan US.
Fig. 2a. Veckad sillimanitgnejs Fig 2b. Närbild av centimeterlånga nålformade sillimanitkristaller (pilen) Fig. 3a. Bandad kvarts-fältspatsgnejs. En av de vanligaste bergarterna i Stensjöstrand Fig. 3b. Närbild av kvartsfältspatsgnejs med häll ristning. Gnejsen är tydligt grå under vittringsytan Fig. 4a. Kalksilikatlinser (pil) i ett amfibolitlager inom kvart-fältspatgnejs. Bergarterna är sannolikt av sedimentärt urspring. Fig. 4b. Kalksilikatgnejs med ett grönt linsformat parti som bestod av epidot. Lokalen fanns några meter utanför reservatets östra gräns och är nu bortsprängt för till förmån för ett sommarstugebygge.
Fig. 5b. Strandhällar med amfibolit. Bergarten har viss bandning och ofta förekommer ljusa smältådror Fig. 5b. Närbild av smältådror i amfiboliten Fig. 6a. I smältådrorna finns ibland hålrum som uppstått genom att mineral har vittrat bort Fig. 6b. Hålrum med kvarvarande rest av ortopyroxen omgiven av en tunn röd bård av granat G Fig. 7. Smal nord-sydlig diabasgång (G) med kontakt till sidoberget markerad med röd linje. Fig. 8. Grovkorning pegmatit med stora rosa kalifältspatskristaller och gråvit kvarts och plagioklas
Fig. 9a. Stora granater i ett fältspatrikt parti i en amfibolit Fig. 9b. Närbild av stor uppsprucken granat plext deformerade. Vi känner till två perioder av metamorfos och deformation, 1420-1440 miljoner år och 980-950 miljoner sedan. Dessa händelser har satt mycket tydliga spår, bl.a. i form av komplicerade veckstrukturer (Fig 2a). Presentationer av resultaten Resultaten från de undersökningar vi gjort har hittills presenterats i form av korta tryckta sammanfattningar (abstracts) föredrag och posters i samband med Geological Society of Americas årliga konferenser. Postern från konferensen 2010 bifogas i slutet av rapporten. Minst två vetenskapliga artiklar kommer att publiceras i internationella tidskrifter. En handlar om områdets strukturgeologiska utveckling och åldersbestämningar av bergarter, den andra om uppsmältningarna som skett i amfiboliterna. Dateringarna kommer att ske i februari 2011 på Nordsimlaboratoriet vid Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm. Speciellt intressanta platser inom reservatet Inom Stensjöstrands naturreservat finns flera lokaler som kan vara intressanta för allmänheten (Fig 10). Dessa borde på något sätt presenteras och markeras så att de kan hittas av intresserade. Kanske som ett geologiskt vandringstråk beskrivet i en folder med karta och foton. Några exempel på sevärda strandnära lokaler, från syd mot norr, är A. Stora granater (Fig 2a, b) B. Kvarts-fältspatgnejsen (Fig 3a, b) C. Kalksilikatlinser (Fig 4a, b) D. Amfiboliter (Fig 5a, b) E. Ortopyroxen hål (Fig 6a, b) F. Pegmatit/granit (Fig 8a, b) G. Vittringsfenomen 1 (Fig 17) H. Sillimanitgnejs med vacker veckning (Fig 2a) Fortsatta arbeten i området Området söder om det nuvarande karterade området och ned till kommungränsen är ännu inte karterat. Den del som ligger inom Halmstads kommun är karterat av SGU i stor detalj. Vi avser att kartera den sydliga delen av Stensjöstrands naturskyddsområde i maj 2011. När det är gjort kan vi knyta ihop områdena och få en detaljerad berggrundskarta som täcker en flera kilometer lång sträcka längs kusten. Förslag till uppföljning, geologisk inventering av naturreservat Information om geologin i de halländska naturreservaten saknas ofta och om den finns är den oftast mycket knapphändig. Detta är förvånande eftersom bergrunden och de geologiska processerna i hög grad styr landskapsformerna, påverkar hydrologin, jordarternas sammansättning och växtligheten. Förutom Stensjöstrands naturreservat finns ett flertal reservat med lokaler av internationell geologisk kvalitet t.ex. Årnäsudden och västra Getterön. Ett antal andra har geologiska lokaler av stort värde, dit hör bl.a. gamla köpstad norra, Balgö. En systematisk inventering av berggrunden inom de halländska naturreservaten borde genomföras. Det finns också ett antal unika lokaler i länet som idag inte har något skydd. Exempel är de högtryckbergarter som förekommer norr om Ullared. Där finns bergarter och lokaler som är av internationell toppklass och som vi visar vid internationella exkursioner, senast i samband med 33:rd International Geological Conference i Oslo 2008. Ett annat exempel är det nordligaste stenbrottet i Grötvik, Söndrum. Det är en helt unik lokal av mycket stort vetenskapligt värde. Motsvarigheter finns på Antarktis och i Indien. Bergväggarna på denna lokal har tyvärr till stora delar skadats av grafittimålningar. Det har funnits planer på att exploatera och bygga i detta stenbrott något som skulle förhindra framtida forskningsprojekt.
H G F E D C B A Fig 10.Kartan ger ungefärliga positioner för olika bergarter och sevärda lokaler inom Stensjöstrands naturreservat. Detta är bara en liten del av det som kan vara av intresse för naturintresserade i allmänhet och geovetenskapligt intresserade i synnerhet. A. Stora granater (Fig 2a, b) B. Kvarts-fältspatgnejsen (Fig 3a, b) C. Kalksilikatlinser (Fig 4a, b) D. Amfiboliter (Fig 5a, b) E. Ortopyroxen hål (Fig 6a, b) F. Pegmatit/granit (Fig 8a, b) G. Vittringsfenomen i gnejs, dm-stora hålrum H. Sillimanitgnejs med vacker veckning (Fig 2a) Lantmäteriet Gävle 2011.Medgivande I 2011/0086