Examensarbete i geologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Järnmagnesiummineralen i rapakivigraniten i Nordingrå, östra centrala Sverige −
kemisk sammansättning och slutstadiet av kristallisationen
Marion Dou
Rapakivigraniter är en speciell typ av graniter som uppträder minst hundra miljoner år efter det att orogena
jordskorpebildande processer i det aktuella området har avslutats. De definierades först av finska geologer.
Flera massiv har identifierats i Sverige och nu är rapakivigraniter kända från alla kontinenter. Märkigt är att
de flesta har bildats under en begränsad period av Jordens historia. Man har föreslagit att det skulle bero på
att Jordens kontinenter vid denna tidpunkt var ansamlade till en jättekontinent. Den värmeenergi som idag
försvinner ut i de mittoceana ryggarna i form av mycket frekventa vulkanutbrott blev ”instängd” under denna
kontinent. Detta medförde en tänjning av jordskorpan orsakad av smältbildning i jordmanteln. Dessa smältor
har bildat gabbror, som ofta uppträder associerade med rapakivigraniterna. Gabbromagmorna transporterade
upp stora mängder värmeenergi, som orsakade en smältning av understa delen av jordskorpan. Dessa smältor
har sedan transporterats upp till högre nivåer i skorpan och kristalliserat som rapakivigraniter.
Nordingråmassivet ligger i östra delen av centrala Sverige (Ångermanland). Större delen av massivet är
emellertid enligt nya undersökningar täckta av Bottenhavet, varför massivet faktiskt är ett av de större i den
Baltiska skölden. Rapakivigraniter har extremt låga Mg/Fe- förhållanden och oftast höga K/Na förhållanden.
De även anrikade på vissa spårelement som F, Rb, Ba, Ga, Zr. Dominerande i graniter är kvarts och
fältspater samt normalt några få procent mörk glimmer (biotit). Nordingrårapakivin skiljer sig från ”vanliga”
graniter genom att den är extremt anrikad på kalifältspat i förhållande till plagioklas (Na-Ca fältspat) och att
dess mörka minera främst utgörs av amfibol och klinopyroxen, med endast ganska obetydliga mängder
biotit. Ställvis förekommer till och med järnolivin (fayalit).
Föreliggande arbete är en studie av Nordigrårapakivigranitens mörka mineral. Tre olika mineral,
klinopyroxen och två olika amfiboler har studerats. Några studier av biotit har inte skett och de prov som
studerades innehöll inte fayalit. När en bergart kristalliserar från en magma börjar alltid ett mineral att
kristallisera, därefter tillkommer ett andra och ett tredje etc. Till slut kristalliserar ett stort antal mineral
tillsammans. Hastigheten med vilken de olika mineralen kristalliserar ändras kontinuerligt och vid
tillkomsten av ett nytt mineral diskontinuerligt. Detta schema kan modifieras genom att ett redan bildat
mineral inte längre är stabilt utan börjar reagera med smältan under bildning av ett nytt mineral. Av de mörka
mineralen har klinopyroxenen börjat att kristallisera. Efter det att kristallisationen fortskridit växer
ferroedenit på klinopyroxenen. Ferroedenit är en typ av amfibol som beroende på ljusets svängningsriktning
varierar i färg mellan olivgrönt och brunaktigt. Det verkar som om en reaktion ägt rum mellan kvarvarande
smälta och den tidigare bildade klinopyroxenen. Ferroedeniten kommer i sin tur att ersättas av en annan
amfibol, ett ferrohornblände. Denna är blågrön till grön i färgen. Kontakterna mellan de olika amfibolerna är
skarpa. Som ett led i undersökningarna har också ett stort antal kemiska analyser gjorts av dessa mineral.
Alla de mörka mineralen har mycket höga Fe/Mg förhållanden. Någon skillnad mellan de tre mörka
mineralen har inte kunnat påvisas. Eftersom dessa tre mineral innehåller nästan allt järn (utom det som finns
bundet i enstaka malmmineral) och magnesium, är detta höga FE/Mg förhållande inte oväntat. Mer
remarkabelt är i så fall att både pyroxnen och de båda amfibolerna har så likartade förhållanden. Den
kemiska skillnaden mellan de båda amfabolerna ligger i halterna av Na och K. Ferroedeniten har betydligt
högre halter av dessa båda alkalielement än vad ferrohornbländet har. Vad denna skillnad beror på är inte
klarlagt. Sannolikt hänger det iho med en massiv kristallisation av fältspat som utarmat smältan på K och Na,
varför ferroedeniten blivit instabil och ersattas av det mer K- och Na-fattiga ferrohornbländet.
Swedish official title: Järnmagnesiummineralen i rapakivigraniten i Nordingrå, östra centrala Sverige kemisk sammansättning och slutstadiet av kristallisationen
Series: Examensarbete i geologi vid Lunds universitet
Number in series: 166
Swedish credits: 10p
Supervisor: Anders Lindh, Geology
Submission date/time: 2003-11-11
Examensarbete i geologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Mafic minerals of the Nordingrå rapakivi granite - east central Sweden chemical composition and late stage crystallization
Marion Dou
Geology, Bedrock Geology
Autumn 2003
Abstract in English
The three principal mafic minerals, augite, ferro-edenite and ferrohornblende, show a progressive
chemical evolution during the crystallisation of the Nordingrå rapakivi granite magma. Some
crystals of augite have reacted with the liquid forming ferroedenite. Some ferroedenite is in turn
altered into ferrohornblende. This order of mineral evolution has been determined from
observations under the petrological microscope. The change from the one amphibole into the other
is clearly observed as a distinct change in colour. The granite is enriched in K-feldspar and has a
high K/Na ratio. It is alos enriched in some trace elements as F, Rb, Ba, Ga and Zr. This means that
the mafic minerals have very low Mg/(Fetot + Mg) ratios, 0.08±0.04 (1σ). Clinopyroxene and
amphiboles have similar ratios.
Abstract in Swedish
Järnmagnesiummineralen i rapakivigraniten i Nordingrå, östra centrala
Sverige - kemisk sammansättning och slutstadiet av kristallisationen
De tre mafiska huvudmineralen, augit, ferroedenit och ferrohornblände visar en progressiv kemisk
utveckling under kristallisationen av Nordingrårapakivigranitens magma. Vissa augitkristaller har
reagerat med smältan och bildat ferroedenit. En del ferroedenit har i sin tur reagerat till
ferrohornblände. Kristallisationssekvensen har bestämts genom mikroskopiska observationer, där
förändringen av ferroedenit till hornblände är synlig genom tydlig förändring av egenfärgen.
Graniten är anrikad i kalifältspat och har ett högt K/Na förhållande. Den är också anrikad i vissa
spårelement som F, Rb, Ba, Ga och Zr. Detta innebär att de mafiska mineralen har mycket låga
Mg/(Fetot + Mg) förhållanden, 0.08±0.04 (1σ). Klinopyroxen och de båda amfibolerna har likartade
Mg/(Fetot + Mg) förhållanden.
