Examensarbete i geologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Strukturell kontroll av finkorniga granitgångar vid Äspölaboratoriet, norr om Oskarshamn,
Sverige
Sara Jonsson
Förekomsten av finkorniga granitgångar är ett potentiellt problem vid lagring av kärnbränsle i berggrunden eftersom de
utgör svaghetszoner. Det är därför viktigt att ta reda på hur dessa gångar beter sig i berggrunden. Huvudsyftet med
detta examensarbete är att undersöka om de finkorniga granitgångarna är kontrollerade av några strukturer i tunneln vid
Äspölaboratoriet. Uppgiften innebär att mäta gångarnas orienteringar och korrelera resultaten med kända geologiska
strukturer i området, att undersöka antalet gånggenerationer och undersöka hur dessa skiljer sig i orientering samt att
beskriva gångarnas mineralsammansättning och deras kontakter med sidobergarten. Fältarbetet utfördes i tunneln vid
Äspölaboratoriet, c. 30 km norr om Oskarshamn i Småland. Det aktuella området består till största del av gamla,
granitoida bergarter, som bildats långt nere i jordskorpan samt likåldriga, vulkaniska bergarter, som bildats på
jordskorpan tillhörande det transskandinaviska magmatiska bältet (TMB). TMB är en stor provins som sträcker sig från
norra Norge, genom Jämtland, Härjedalen, Dalarna samt Värmland och vidare till norra delen av Blekinge genom
Småland. Förutom granitiska bergarter finns också underordnat gångar av finkornig granit och pegmatit samt mafiska
bergarter.
De finkorniga granitgångarna är medel- till finkorniga med granitisk sammansättning. De är rikare på kalifältspat och
har mera mörka mineral jämfört med sidobergarten. Kontakterna mellan gångarna och sidobergarten är vanligtvis
ojämna, branta med slutna och skarpa kontakter med grovkorniga kanter. Det förekommer normalt inget
fyllnadsmaterial i kontakten. De finkoriga granitgångarna är påverkade av deformation och skär både varandra och de
äldsta bergarterna i det aktuella området. Dessa har förmodligen två olika åldrar, som inte skiljer sig särskilt mycket
från varandra. De förekommer också längs med förkastningsplan vilket starkt indikerar att minst tre olika åldrar av
finkorniga granitgångar existerar vid Äspölaboratoriet. Ett förkastningsplan indikerar att två fragment har rört sig längs
med varandra och har bildats under spröda förhållanden. En utlösningsmekanism till förkastningen kan vara en väldigt
snabb rörelse som separerat berggrunden i två delar.
Tidigare studier har visat, att det aktuella området har blivit utsatt för två plastiska eller semiplastiska
deformationsfaser i slutskedet av den svekofenniska deformationen vilket medfört att en svag foliation (parallell
orientering av mineralkorn) utvecklats. Vid slutet på den andra deformationsfasen utvecklades starkt omvandlade
skjuvzoner. Den mest framträdande semiplastiska Äspöskjuvzonen, ÄSZ, är sammansatt av två skjuvzoner med olika
stupning (lutning). En skjuvzon består av två fragment av jordskorpa, som skjuvas i förhållande till varandra.
Skjuvzonen kan utvecklas genom att berggrunden deformeras och veckas till den grad att berggrunden delas upp i
mindre fragment längs med varandra. I denna studie visas, att gångarna hopar sig i tre olika orienteringar: ONO-VSV,
SV samt VNV-OSO. Den första hopen sammanfaller med huvudfoliationen i det aktuella området. Gångar som är
belägna och mätta ganska långt från ÄSZ dominerar i denna hop, men gångar från andra delar av tunneln ingår också.
Gångarna närmast ÄSZ vid Äspölaboratoriet dominerar inom den andra hopen. Detta sammanfaller med strykningen
(horisontell riktning) men inte med stupningen på ÄSZ. Båda dessa hopar indikerar att strukturer i berggrunden i det
aktuella området kontrollerar orienteringen på de finkorniga granitgångarna. Yngre gångar är troligtvis bildade under
spröda förhållanden längs med förkastningsplan. Den yngre spröda generationen skulle kunna vara relaterad till
uppträngningen av den yngre Götemargraniten som ligger ungefär 3.5 km nordväst om Äspölaboratoriet.
Swedish official title: Strukturell kontroll av finkorniga granitgångar vid Äspölaboratoriet, norr om Oskarshamn,
Sverige
Series: Examensarbete i Geologi vid Lunds universitet - Berggrundsgeologi
Number in series: 174
Swedish credits: 20p
E-mail address of first author: [email protected]
Supervisor: Anders Lindh, Geology department
Submission date/time: 3/18/2004
Examensarbete i geologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Structural control of fine-grained granite dykes at the Hard Rock Laboratory, north of
Oskarshamn, Sweden
Sara Jonsson
Geology, Bedrock geology
Spring 2004
Abstract in English
The occurrence of fine-grained granite (FGG) dykes is one of the potential problems in the storage of nuclear waste in the bedrock.
It is therefore important to locate and characterise such dykes. The major object in this thesis is to investigate, whether the FGG
dykes at the Äspö Hard Rock Laboratory (ÄHRL) are structurally controlled. This involves measuring the orientations of the
dykes, to correlate the results with known geological structures, to quantify the number of dyke generations and to determine
whether these vary in orientation, and to petrographically describe the FGG dykes and to examine their contacts towards the host
rock.
The area of study is (ÄHRL) situated c. 30 km north of Oskarshamn in the Småland Province. The bedrock in the area forms part
of the Transscandinavian Igneous Belt (TIB) predominated by c. 1.8 Ga old monzodioritic, granodioritic to granitic rocks. In the
ÄHRL area, FGG dykes together with mafic rocks and pegmatite occur in the TIB granitoids. The FGG dykes are fine to mediumgrained with a granitic composition and have a higher content of K-feldspar than the host rock. Contacts between the FGG and the
host rock are normally irregular, steep with tight and sharp contacts but occasionally with a pegmatitic rim. The contacts have
normally no filling minerals.
Some of the FGG dykes at the ÄHRL are affected by deformation and cut both each other and the c. 1.8 Ga granitoids whereas
others follow fault planes, which strongly suggest that at least three different generations of dykes exist at the ÄHRL.
Previous work has shown that the study area has been affected by two ductile-semiductile deformation phases in the very final
stages of the . At the end°Svecofennian orogeny causing a weak foliation oriented 075±5º/83±8 of the second deformation phase,
mylonitic shear zones developed. The most prominent semiductile shear zone is the Äspö Shear Zone (ÄSZ), which is made up of
two differently dipping shear zones.
The orientations of the FGG dykes measured in this study cluster in three different directions: ENE-WSW, SW and WNW-ESE.
The first cluster coincides with the orientation of the main foliation. This cluster is dominated but not exclusively made up of the
dykes situated most distantly from the ÄSZ. At the ÄHRL, the dykes closest to the ÄSZ mostly plot in the second cluster of dykes,
which coincides with the strike but less with the dip of the semiductile ÄSZ. Both these clusters indicate that structures in the
bedrock control dyke orientations. A younger generation of dykes formed under brittle conditions and is found along fault planes.
The latter generation could be related to the intrusion of the c. 1.4 Ga old Götemar massif, which is situated c. 3.5 km northwest of
the ÄHRL.
Abstract in Swedish
Strukturell kontroll av finkorniga granitgångar vid Äspölaboratoriet, norr om Oskarshamn, Sverige
Förekomsten av finkorniga granitgångar är ett potentiellt problem vid lagring av kärnbränsle i berggrunden. Det är därför viktigt att
studera och karaktärisera dessa gångar. Huvudsyftet med detta examensarbete är att undersöka om de finkorniga granitgångarna är
strukturellt kontrollerade i tunneln vid Äspölaboratoriet. Uppgiften innebär att mäta gångarnas orienteringar och korrelera
resultaten med kända geologiska strukturer i området, att kvantifiera antalet gånggenerationer och undersöka hur dessa skiljer sig i
orientering samt att petrografiskt beskriva gångarna och deras kontakter med sidobergarten. Fältarbetet utfördes i tunneln vid
Äspölaboratoriet, c. 30 km norr om Oskarshamn i Småland. Det aktuella området består till största del av c. 1.8 Ga gamla
monzonitiska, granodioritiska samt granitiska bergarter tillhörande det transskandinaviska magmatiska bältet (TMB). Gångar av
finkornig granit och pegmatit och mafiska bergarter förekommer underordnat i TMB.
De finkorniga granitgångarna är medel- till finkorniga med granitisk sammansättning. De är rikare på kaliumfältspat jämfört med
värdbergarten. Kontakterna mellan gångarna och värdbergarten är vanligtvis ojämna, branta med slutna och skarpa kontakter med
pegmatitiska kanter. De förekommer normalt inget fyllnadsmaterial i kontakten.
De finkoriga granitgångarna är påverkade av deformation och skär både varandra och de c. 1.8 Ga gamla Smålandsgranitoiderna.
De förekommer också längs med förkastningsplan vilket starkt indikerar att minst tre olika generationer av finkorniga granitgångar
existerar vid Äspölaboratoriet. Tidigare studier har visat, att det aktuella området har blivit utsatt för två duktila-semiduktila
deformationsfaser i slutskedet av den svekofenniska orogenesen vilket medfört . Vid slutet på°att en svag foliation utvecklats med
orienteringen 075±5º/83±8 den andra deformationsfasen utvecklades mylonitiska skjuvzoner. Den mest framträdande semiduktila
Äspöskjuvzonen, ÄSZ, är sammansatt av två skjuvzoner med olika stupning.
I denna studie visas, att gångarna orienterar sig i tre kluster: ONO-VSV, SV samt VNV-OSO. Det första klustret sammanfaller med
huvudfoliationen i Äspöområdet. Gångar tagna ganska långt från ÄSZ dominerar i detta kluster, men gångar från andra delar av
tunneln ingår också. Gångarna närmast ÄSZ vid Äspölaboratoriet dominerar inom det andra klustret. Detta sammanfaller med
strykningen men inte med stupningen på ÄSZ. Båda dessa kluster indikerar att strukturer i berggrunden i det aktuella området
kontrollerar orienteringen på de finkorniga granitgångarna. Yngre gånggenerationer är bildade under spröda förhållanden längs
med förkastningsplan. Den yngre spröda generationen kan vara relaterad till intrusionen av det c. 1.4 Ga gamla Götemarmassivet
som ligger c. 3.5 km nordväst om Äspölaboratoriet.
