intrusjonsmekanismer Forelesning 3 Intrusjonsformer og intrusjonsmekanismer Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Intrusjonsformer assosiert med vulkansk område Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Magma dannes i mantelen (basalt) eller i kontinentalskorpen (granitt) Magma har lavere tetthet enn kildebergartene og vil derfor søke å migrere opp Noen magma når overflaten, mens noen danner intrusjoner Hvordan dannes magmakammere, og hvilke faktorer styrer intrusjonsdypet og de intrusjonsformer som dannes? Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Sill Dyke (Eng)/dike (US) Lopolitt Lakolitt Intrusjoner Pluton – Stor intrusiv masse

Batolitt - Granittoid intrusivt kompleks av svært stor dimensjon. Opptrer normalt i ensialiske øybuer og er bygget opp av tallrike mindre plutoner av varierende sammensetning. Kan også inneholde mafiske intrusjoner, men disse vil alltid være i mindretall.

Viktigste faktor i magmabevegelse er det faktum at magma er lettere enn faste bergarter. Magma vil derfor ha oppdrift. I teorien vil det derfor være slik at magma vil stige oppover i skorpen inntil det treffer på berg- arter med samme eller høyere tetthet. Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Det er vist at magma har: Newtonisk oppførsel ved lavt innhold av krystaller (<0.35) Skjærtynning eller Bingham oppførsel (0.35 – 0.65) Fast stoff oppførsel (>0.65)

Vi skal først studere BASALT MAGMA Basalt har lav viskositet og vil lettere kunne migrere enn mere viskøse magma. Dessuten er det slik at basaltmagma dannes i mantelen og denne har langt høyere tetthet enn basalt. Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Videre dannes basalt i områder med ekstensjon I ekstensjonsfelt vil det kunne dannes sprekker fra magmakilden og helt opp til overflaten. I slike tilfeller vil det være lett for magma å nå overflaten Island, midt oseanske spredningsrygger Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

I Island erupteres basalt via store sprekker som når fra USA Europa I Island erupteres basalt via store sprekker som når fra overflaten og ned til magma kilden Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Tilførselskanalene til store sprekkeerupsjoner vil etter at utbruddet er over størkne (krystallisere) til flakformete intrusjoner som kan være mange kilometer lange, men bare noen få meter tykke. Slike flakformete intrusjoner kalles for DYKES (ganger). Dykes kan også være småskala, men har alltid et høyt forhold mellom lengde og tykkelse. Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Multiple dyke intrusjoner kalles for dyke kompleks (gang kompleks) Troodos ofiolitt, Kypros Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Små anortosittdykes, Tromsø Basaltdykes, Seiland Store basaltdykes, Ringvassøya Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Basaltganger fra Ringvassøya Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Anortosittganger fra Tromsø Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Magma som transporteres i dykes kan treffe harde bergartslag som det ikke kan trenge igjennom. Magmaet vil da trenge ut langs laggrensene og danne SILLS (lagganger) Sillintrusjoner kan bli svært store. Multiple sillintrusjoner danner sill komplekser Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Gangintrusjoner har vanligvis finkornete eller glassaktige marginer. Kornstørrelsen øker gradvis innover mot kjernen. Skyldes rask avkjøling mot sidebergart Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

I noen tilfeller vil magma trenge inn langs lagflater og samtidig løfte bergartslagene over i konveks form. Dette danner en LAKOLITT Mange store basalt intrusjoner har lakolitt form Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

I andre tilfeller danner magma intrusjoner med konkav bunn og topp. Disse kalles LOPOLITTER og kan bli svært store. Lopolitter tilføres magma av dykes Mange store basalt intrusjoner har LOPOLITT form (Skaergaard, Bjerkreim-Sokndal) Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Oppsummering basaltintrusjoner Magma føres opp fra kilderegionen i dykes Erupsjon Dyke Lakolitt Lopolitt Sill (Intrusiv) (Ekstrusiv, lava former, pyrokla- stiske produkter) Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Kjente mafiske intrusjoner Skaergaard (Grønland) Lopolith Stillwater (Montana) Lopolith Muscox (Canada) Lopolith Bushweld (Afrika) Lopolith/Dyke Palisades (New York) Sill Illimaussaque (Grønland) Lopolith Bjerkreim-Sokndal (Lopolith) Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geologisk kart over Skaergaardintrusjonen

Granittiske magma Har høy viskositet og dårlig flyteevne Hvordan kommer disse opp fra kilden og hvordan danner de intrusjoner? Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Hvordan granittmagma migrerer er enda omdiskutert og det er to konkurrerende ideer Diapirisme Migrasjon i ganger Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Noen mener at granittmagma migrerer oppover i store lyspæreformete volumer, DIAPIRER Disse beveger seg oppover ved først å varme opp sidebergartene. Dermed blir disse plastisk og magmavolumet kan presse dem til side og slik stige oppover Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Teoretisk dannelse av diapir Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Har en observasjoner som støtter diapirmodellen? Noen mener det, især det faktum at en del granittinstrusjoner er runde og synes å ha deformert sidebergarten Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Beviser dette diapirmodellen? Nei, det er jo mulig at granittmagma transporteres på andre måter, og at det danner ballongaktige intru- sjoner til slutt! Det er også vanskelig å forstå at granittmagma kan migrerer 10-talls kilometer som diapirer Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Vis ikke diapirer, hva så? Transport i dykes er mer realistisk. Granittmagma dannes ved smeltereaksjoner som har positiv volum- endring (Forelesning 6). Når smeltereaksjonene skjer vil det derfor dannes sprekkesystemer oppover mot lavere trykk. Magma vil søke mot lavere trykk og migrere oppover i sprekkesystemene Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Nei, egentlig ikke, men modellering viser at Er det bevis for dette? Nei, egentlig ikke, men modellering viser at større mengder granittmagma kan transporteres flere 10-talls kilometer i dykes på relativt kort tid. Modellering støtter ikke diapirmodellen En del granittintrusjoner synes å være bygget opp som sillkomplekser Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Et viktig og diskutert tema er hvor mye smelte som dannes før et magma kan migrere oppover mot lavere trykk. Dette vil variere for basalt og granitt (viskositet) Vi vet at basalt migrerer ved svært lav grad av oppsmelting (< 5%) Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Før trodde en at granittmagma først ville migrere når kildebergarten gikk fra å være kornbåret til å være smeltebåret Smeltemengden da er vanligvis ca 30-35% og denne smeltemengden ble kalt: The Rheological Critical Melt Fraction Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Ideen her er når et system går fra å være kornbåret til matriksbåret dannes en suspensjon med lav viskositet som kan danne diapirer. Spørsmålet er imidlertid om smelten som sitter i matriks i et kornbåret system er i stand til å migrere og samle seg i større volumer. I så fall, hvor mye smelte må det da være i matriks?

Når smeltemengden blir lik RMC går bergarten over i suspensjon og diapirer kan dannes Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

I dag tror de fleste at granittmagma kan migrere i dykes ved smeltevolum betydelig lavere enn RCM dersom smeltelommene som dannes er i kontakt med hverandre. Dette bestemmes av den såkalte DIHEDRALE VINKEL Smeltelommene kan være sammenhengende ved svært lav smeltemengde ved lav dihedral vinkel. Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Definisjon av den dihedrale vinkel Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Hvilke bergarter tror du vil favorisere lav dihedral vinkel? Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Granittiske magma kan danne svært store intrusjoner som da kalles for BATOLITTER Disse opptrer ofte i kontinentale øybuer som f.eks Andesfjellene I Norge har vi svære batolitter i Nordland (Bindal batolitten), Trøndelag (Smøla-Hitra) og Hordland (Sunnhordlandsbatolitten) Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Batolitter er ikke en stor separat intrusjon Studier viser alltid at alle store batolitter er svært komplekse og bygget opp av mange mindre intrusjoner med forskjellig alder og sammensetning. Til og med gabbro kan finnes i batolitter Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Batolitter dannes i ensialiske øybuer Granittbatolitter dannes ikke i ensimatiske øybuer Geo105, Kjell P Skjerlie 2002