Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

De tidlige palæozoiske lags senere historie

Oprindelig forfatter BBu

Ingen af de omtalte boringer viser den samlede tykkelse af aflejringerne fra Tidlig Palæozoikum i Danmark. Boringerne er gerne udført på toppen af strukturer i undergrunden, hvor de øvre dele af den silure lagserie i løbet af karbonperioden er fjernet ved erosion. Heldigvis er de seismiske profiler mere informative. Både i Kattegat og i Østersøen kan man se tidlig palæozoiske lag med tykkelser på 3 km. Den samlede tykkelse af lagene fra Kambrium, Ordovicium og Tidlig Silur er i Terne-boringen og i Skåne målt til højest 700 m, hvorfor lagene fra Sen Silur må udgøre mindst 2 km af lagserien. Endnu større tykkelser af de silure aflejringer kendes fra boringer og seismiske profiler i den nordtyske og polske del af Østersøen syd og øst for Bornholm.

Forklaringen på de markante tykkelser af sensilure aflejringer må søges i dannelsen af det omtalte Kaledoniske Forlandsbassin i Silur langs Baltica’s sydlige rand. I dette bassin er der aflejret tykke lag af graptolitskifer og Colonus Skifer og øverst Öved-Ramsåsa-lag af bl.a. tropiske revkalksten og rødfarvet sandsten. Öved-Ramsåsa-lagene afslutter de tidlig palæozoiske aflejringer i Sydskandinavien.

NID-2-194.png

NID-2-195.png

NID-2-196.png

FIGUR 7-30. Tyndslib er skiver af bjergarter, der er tynde nok til at lade lyset passere. Derved kan man i et mikroskop undersøge bjergarternes strukturer. De tre tyndslib viser skiver af Alun Skifer med og uden varmepåvirkning fra den dybe begravelse. Slibet øverst (A) indeholder ravfarvet organisk materiale, sikkert rester af bakterier og alger, mellem fine kvartskorn, lermineraler og pyrit. Den gyldne farve viser, at det organiske materiale ikke har været udsat for opvarmning. Slibet i midten (B) viser en tilsvarende bjergart, men her er det organiske materiale delvist omdannet til olie og senere forkullet til sorte udfyldninger mellem kvartskornene. Bjergarten har været opvarmet til mindst 120 °C. Slibet nederst (C) er fra en antrakonitkalk. Her ses det tydeligt, hvordan olie er trængt ind i en sprække i kalkstenen og siden størknet som et asfaltlignende materiale. Motivets naturlige bredde er ca. 2 cm. Foto: B. Buchardt.

I de efterfølgende perioder Devon og Karbon hævedes hele det skandinaviske område, og en omfattende erosion fjernede store dele af lagene fra Kambrium, Ordovicium og Silur. På Bornholm og i Skåne fortsatte erosionen også i Perm, og der blev først aflejret materialer igen i Trias.

Annonce

I tidsrummet mellem Silur og Trias havde det danske område gennemgået drastiske ændringer, der bl.a. omfattede anlæggelsen af Sorgenfrei-Tornquist Zonen, Ringkøbing-Fyn Højderyggen og Det Norsk-Danske Bassin, der ligger mellem de to første (se Overordnede tektoniske strukturer i det danske område). At de tidlig palæozoiske aflejringer i dag kan iagttages i Skåne og på Bornholm skyldes dog langt senere bevægelser langs Sorgenfrei-Tornquist Zonen.

 FIGUR 7-31. Opløsningsstrukturer i Balka Sandsten. I løbet af Den Kaledoniske Bjergkædefoldning blev det sydligste Skandinavien inklusive Bornholm og Skåne begravet på stor dybde i jordskorpen. I forbindelse hermed cirkulerede store mængder varmt vand gennem bjergarterne, og bl.a. kvartskornene i sandstenen blev udsat for opløsning. Denne opløsning og senere genudfældning af kvarts har dels ført til cementering af sandstenen, dels efterladt ejendommelige grubede opløsningsstrukturer på lagfladerne.

FIGUR 7-31. Opløsningsstrukturer i Balka Sandsten. I løbet af Den Kaledoniske Bjergkædefoldning blev det sydligste Skandinavien inklusive Bornholm og Skåne begravet på stor dybde i jordskorpen. I forbindelse hermed cirkulerede store mængder varmt vand gennem bjergarterne, og bl.a. kvartskornene i sandstenen blev udsat for opløsning. Denne opløsning og senere genudfældning af kvarts har dels ført til cementering af sandstenen, dels efterladt ejendommelige grubede opløsningsstrukturer på lagfladerne.

Det Kaledoniske Forlandsbassin i det sydlige Skandinavien blev som nævnt dannet i Silur, men indsynkningen af bassinet er sikkert fortsat ind i Tidlig Devon, hvor nedbrydningsprodukter fra Den Kaledoniske Bjergkædefoldning er blevet aflejret som tykke lag af røde sandsten oven på de silure lag. Denne indsynkning og opfyldning af bassinet i perioden Silur-Tidlig Devon bevirkede, at sedimenterne fra Kambrium og Ordovicium hurtigt blev begravet på stor dybde. Herved blev lagene både presset sammen og varmet op – temperaturen i jordskorpen stiger i gennemsnit med 25 °C per km – og derigennem påvirket af både kemiske og fysiske ændringer (figur 7-30).

I en sådan situation vil man forvente, at Alun Skifer Formationens store indhold af organisk materiale er blevet omdannet til olie og gas. Men efterforskningen efter tidlig palæozoiske olieforekomster i Danmark og Skåne har overalt været negativ. I samtlige områder har de tidlig palæozoiske aflejringer vist tegn på kraftig varmepåvirkning, og eventuelle olieforekomster er for længst brændt væk (figur 7-31 og 7-32). Forskellige metoder til bestemmelse af lagenes opvarmning har samstemmende vist, at de kambriske og ordoviciske aflejringer har været opvarmet til mellem 100 og 200 °C, hvilket groft beregnet svarer til indsynkningsdybder på mellem 3 og 6 km (figur 7-33).

 FIGUR 7-32. Kortet viser den skønnede varmepåvirkning af Alun Skifer Formationen i det sydlige Skandinavien. Modenhed henviser til bjergartens mulighed for at danne olie. En umoden bjergart har endnu ikke dannet olie, en overmoden bjergart har udtømt sit potentiale for oliedannelse. Varmepåvirkningen er vurderet ud fra organiske partiklers evne til at tilbagekaste lys, den såkaldte vitrinitreflektans. Varmepåvirkningen afspejler indsynkning og begravelse i det silure forlandsbassin i forbindelse med, at Den Kaledoniske Bjergkæde blev dannet.

FIGUR 7-32. Kortet viser den skønnede varmepåvirkning af Alun Skifer Formationen i det sydlige Skandinavien. Modenhed henviser til bjergartens mulighed for at danne olie. En umoden bjergart har endnu ikke dannet olie, en overmoden bjergart har udtømt sit potentiale for oliedannelse. Varmepåvirkningen er vurderet ud fra organiske partiklers evne til at tilbagekaste lys, den såkaldte vitrinitreflektans. Varmepåvirkningen afspejler indsynkning og begravelse i det silure forlandsbassin i forbindelse med, at Den Kaledoniske Bjergkæde blev dannet.

Computermodellering af indsynkningen viser, at Skåne- og Bornholmsområdet på ny blev hævet i løbet af Karbon, så temperaturen i bjergarterne faldt. Men da var oliedannelsen for længst afsluttet og olieforekomsterne ødelagt. I forbindelse med varmepåvirkningen har der været omfattende kemisk omdannelse af de tidlig palæozoiske bjergarter. Varmt vand har opløst dele af bjergarternes kvarts for senere at genafsætte det opløste kvarts som cement i porerummene mellem sandkornene. Balka Sandstens hårde fremtræden og høje cementeringsgrad må tilskrives sådanne processer, ligesom fund af mineralerne blyglans og flusspat i sprækker i sandstenen kan forklares ved cirkulation af varmt vand gennem bjergarten.

På trods af indsynkning og opvarmning har de tidlig palæozoiske aflejringer i Danmark og Skåne ikke været udsat for egentlig metamorfose – hertil har temperatureren ikke været høj nok. Anderledes ser det ud i det sydligste Danmark, hvor man i en boring ved Løgumkloster i Sønderjylland samt i boringerne Per-1 og Ugle-1 fra den danske del af Nordsøen i 2700-3000 m’s dybde har fundet svagt metamorfoserede skifre. Ved Løgumkloster er den metamorfoserede skifer dateret til at være 454 millioner år gammel, dvs. at sedimenterne blev varmepåvirket i en tidlig kaledonisk foldefase i Ordovicium. I Per-1 er bjergarten dateret til at være 857 millioner år gammel, altså fra Prækambrium, men er senere svagt omdannet igen i Silur for 435 millioner år siden.

I en række andre boringer i Sønderjylland, ved Borg, Brøns og Åbenrå, er der truffet svagt metamorfoserede skifre i 3000 m’s dybde. Tilsvarende bjergarter kendes nær Central Graven i Nordsøen og fra det nordligste Tyskland og Polen. De metamorfoserede lag er gennem kollisionen mellem Baltica og Avalonia blevet presset mange kilometer mod nord og øst ind over Balticas pladerand, og muligvis har Alun Skifer Formationen fungeret som smørelag for de omfattende overskydninger – lagene har i bogstaveligste forstand flydt i Alun Skifer-olie.

 FIGUR 7-33 (a). Computermodellering er en metode til at rekonstruere den geologiske historie for indsynkningsforløbet i et geologisk område. Diagrammerne viser en model for indsynkningen af Rønne Graven vest for Bornholm, delvist baseret på data fra den dybe boring Pernille-1. I modellen kan man følge udviklingen i begravelsesdybde for f.eks. lagene fra Kambrium fra de blev aflejret for mere end 500 millioner år siden frem til i dag. Bemærk den hastige indsynkning i Silur for ca. 440-420 millioner år siden, samt den markante hævning inden aflejring af lag fra Perm for ca. 290 millioner år siden. Den silure indsynkning skyldes dannelsen af et forlandsbassin langs Baltica's rand. Samtidig med indsynkningen fulgte en kraftig opvarmning af de kambriske lag. Herved dannede Alun Skifer olie, der i dag desværre kun kan erkendes som sortfarvning af nogle af lagene.

FIGUR 7-33 (a). Computermodellering er en metode til at rekonstruere den geologiske historie for indsynkningsforløbet i et geologisk område. Diagrammerne viser en model for indsynkningen af Rønne Graven vest for Bornholm, delvist baseret på data fra den dybe boring Pernille-1. I modellen kan man følge udviklingen i begravelsesdybde for f.eks. lagene fra Kambrium fra de blev aflejret for mere end 500 millioner år siden frem til i dag. Bemærk den hastige indsynkning i Silur for ca. 440-420 millioner år siden, samt den markante hævning inden aflejring af lag fra Perm for ca. 290 millioner år siden. Den silure indsynkning skyldes dannelsen af et forlandsbassin langs Baltica's rand. Samtidig med indsynkningen fulgte en kraftig opvarmning af de kambriske lag. Herved dannede Alun Skifer olie, der i dag desværre kun kan erkendes som sortfarvning af nogle af lagene.

 FIGUR 7-33 (b). Kortet viser lokalisering af de dybe boringer, der har nået lag fra Tidlig Palæozoikum.

FIGUR 7-33 (b). Kortet viser lokalisering af de dybe boringer, der har nået lag fra Tidlig Palæozoikum.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Bjørn Buchardt: De tidlige palæozoiske lags senere historie i Naturen i Danmark, Fenchel, Larsen, Vestergaard, Friis Møller og Sand-Jensen (red.), 2006-13, Gyldendal. Hentet 17. oktober 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=483922

Teksten indgår i værket Naturen i Danmark, der består af 5 bind. I værket beskrives dyr og planter i Danmarks vandløb, have, skove og åbne landskaber. Læs om værket på gyldendal.dk