UNIVERSITY OF GOTHENBURG Department of Earth Sciences Geovetarcentrum/Earth Science Centre En sedimentologisk analys av Timmersdalaryggen i Västergötland, Sverige Emma Pizarro Rajala ISSN 1400-3821 Mailing address Geovetarcentrum S 405 30 Göteborg Address Geovetarcentrum Guldhedsgatan 5A B706 Bachelor of Science thesis Göteborg 2012 Telephone 031-786 19 56 Telefax 031-786 19 86 Geovetarcentrum Göteborg University S-405 30 Göteborg SWEDEN Abstract TheobjectofthisthesishasbeentomakeananalysisofthesedimentinTimmersdalaridge.The sedimentwasdeposited10300BPbytheoutburstfloodoftheseconddrainageoftheBalticIce Lake.ByexaminingthesedimentologicalaspectsoftheTimmersdalaridge,suchasgrain‐size, provenance,shapeandfabric,hasyieldedsomeinformationtomakeanfirstestimationofthe depositionalhistoryofthedrainagearea. TheresultsindicatethatthesedimentsfoundinTimmersdalaridgewheredepositedintwo sequences,thesedimentintheridgeandthedrapingbythebouldersontopoftheridge. Dependingiftherewasdead‐icepresentintheLångenswalethesedimentintheridgecould havebeendepositedsub‐glaciallyinatunnelorinacrevasse.Ifthereinsteadwasn’tanydead‐ icepresentthenthesedimentwasdepositedaspro‐glaciallyinafanshape.Thedraping bouldersontopoftheridgeindicatetwopossibledepositionalmodels.Theboulderswhere eitherdepositedaserraticsorbyanoutburstfloodplacingthemintheflowdirection. Ahypothesisthatcouldexplainwhythebouldershavethesamefabricasthegeneraldirection oftheridgeisifthemainsedimentandtheboulders,thatwheredepositedaserratics,where shovedbyare‐advancingglacierintoaridge.Thishypothesisworksindependentlyiftherewas dead‐icepresentornotduringthedepositofthesediment. Keywords:BalticIceLake,glacial‐lakeoutburstsediment,Timmersdala. 2 Sammanfattning Syftetmeddettaexamensarbeteharvaritattgöraensedimentologiskanalysav tappningssedimentiTimmersdala,Västergötland.Arbetetharomfattatkornstorleksanalys, bestämningavprovenance,formanalyssamtstrukturmätningar. Meddettamaterialsomunderlagharmöjligaavsättningsmodellertagitsframsomskaavspegla desedimentologiskakaraktärenfråntappningsförloppet. ResultatenharvisatattsedimentetiTimmersdalabeståravtvåavsättningsursprung, sedimentetiryggenochblockenpåryggen.Sedimentetiryggenkanhauppkommitpåolikasätt. BeroendepåomdetfannsdödisnärvarandeiLångensänkanvidtappningenkanavsättningenha skettientunnelunderisenelleriensprickagenomisen.Omdetiställetintefannsdödis närvarandeharmaterialettroligtvisavsattssomettfanframförisen. Blockenpåryggensytaharantingenlämnatsdärsomflyttblocktagetfrånnorromryggen alternativtattdeharavsattsidessnuvarandeorienteringaventappningsström. Enannanhypotesärattsedimentettillsammansmedflyttblockentrycktesupptillenryggaven framryckandeisochlämnadedeisammaorientering,dennamodellfungeraroberoendeavom detfannsdödisnärvarandeellerintevidavsättningenavsedimentet. 3 Innehållsförteckning Abstract ............................................................................................................................................... 2 Sammanfattning .................................................................................................................................. 3 1. Inledning .............................................................................................................................................. 5 1.1 Syfte ............................................................................................................................................... 5 1.2 Bakgrund ....................................................................................................................................... 5 1.3 Deglaciationen och Baltiska issjöns utveckling ............................................................................. 6 1.4 Geomorfologin kring Billingens nordspets .................................................................................... 7 1.4.1Regionalgeologin..........................................................................................................................................8 1.4.2Timmersdala...................................................................................................................................................9 2. Metod ................................................................................................................................................ 10 2.1 Kornstorleksdistribution .............................................................................................................. 11 2.1.1Torrsiktning..................................................................................................................................................11 2.1.2Hydrometeranalys.....................................................................................................................................11 2.2 Komposition ................................................................................................................................ 12 2.3 Formanalys .................................................................................................................................. 12 2.4 Sedimentära strukturer ............................................................................................................... 13 2.5 Blockorientering på ryggen ......................................................................................................... 13 3. Resultat .............................................................................................................................................. 14 3.1 Kornstorleksdistribution .............................................................................................................. 14 3.2 Komposition ................................................................................................................................ 16 3.2.1Kompositionenavdenstörstakornstorlekenitvärsnittet.......................................................16 3.3 Formanalys .................................................................................................................................. 19 3.4 Sedimentära strukturer ............................................................................................................... 22 3.5 Blockorienteringen på ryggen ..................................................................................................... 24 4. Diskussion .......................................................................................................................................... 25 5. Slutsats .............................................................................................................................................. 26 Tack till................................................................................................................................................... 26 Referenser ............................................................................................................................................. 27 4 1.Inledning 1.1Syfte Syftetmeddettaarbeteharvaritattnärmareundersökaochanalyseradetnyatvärsnittav Timmersdalaryggensomgrävdesframvidbygget(2008)avdennyavägsomgårtillGötenefrån Timmersdala.Sedimentetskaraktärharbestämtsmedhänsyntillföljandeegenskaper; kornstorlek,provenance,formochsedimentärastrukturer.Resultatenskaanvändassom underlagvidbeskrivningenavtappningsförloppetisambandmeddräneringenavBaltiska issjön. 1.2Bakgrund DetäridagaccepteratattBillingensnordspetsvarhuvudcentrumförtappningenavdenBaltiska issjön,meningaövertygandeotvetydigaavsättningarharåterfunnitstrotshändelsensstorlek. VästomBillingensnordligastespets,21kilometernordvästomSkövde,liggertätorten Timmersdala(figur1)meddenkalladeTimmersdalaryggen.Under20‐och30‐taletkarterades områdetavSverigesGeologiskaUndersökningarvilketresulteradeiolika händelsebeskrivningarpågrundavdesvårtolkadeavsättningarna.EnligtSimonJohansson (1926)ärområdetettresultatavenkatastrofaldräneringavBaltiskaissjönsommedförtatt Timmersdalaryggenärheltuppbyggdavtappningssedimentbeståendeavgrövreblock.Gösta Lundqvist(1931)tyckteiställetattdräneringrenintekundehavaritavsådanstormagnitudoch iställetbestodaventidigaremoränformationsomendastblivitdraperadmedgrovmaterialfrån tappningen.Efterdeförstakarteringarnapå20‐och30‐talethardethittatsnyaavsättningar somgettenklararebildomhändelsen.IsambandmedbyggetavennyvägtillGötenefrån Timmersdala2008,medfördeattettnytttvärsnittavryggengrävdesochdetär sedimentologiskaundersökningaravdensomprojektarbetethargåttutpå. Figur 1 ‐ Översiktsbild Timmersdala, Sverige. 5 1.3DeglaciationenochBaltiskaissjönsutveckling UndersenasteistidenWeischeltäcktesnorraEuropaavettistäckekallatdetSkandinaviska istäcket.Efterisavsmältningenskeddeisostatisklandhöjningsomframkalladeentorrläggning avÖresundströskeln(Fredén&Wastenson,1998,2.autg.).Dentorrlagdatröskelntvingadeca 12000årsedan(ålderenligtC14‐dateringar)denBaltiskaissjönatthöjasigöverdendåvarande havsnivån.DenförstagradvisauppdämningenavBaltiskaissjönslutadevidca11200årsen (enligtC14‐datering)närissjönsänktesmed5‐10metervidendräneringmotvärldshavet (Björck,1995).Tillföljdavenplötsligklimatförändringskeddeennyframryckningavistäcket översödraSverigeochinleddedenYngreDryas‐tiden.Baltiskaissjöndämdesåteruppigen,vid ca10500årsenbörjadeennyreträttavistäcketochca200årsenarekundeisenintelängre hållatillbakaBaltiskaissjönsväldigavattenmassor.Dessytasänktesfrån150m.ö.h.till125 m.ö.h.iensistadränering(Björck,1995).Studieravnyahög‐upplösliga3D‐rekontruktionerav Östersjösänkansvattennivåerhargettnoggrannareaochvolymuträkningarsomvisatattden Baltiskaissjönvarhistorisktenavdestörreisdämdasjöarna.Närisfrontenretireradeförbi Billingensnordspets,dräneradesdenBaltiskaissjönigensomresulteradeien25meter vattennivåsänkningtillföljdavettutsläppav7800km3sötvatten,dettamedfördeen18%areal minskning(Alm,Andrén,Björck,Jakobsson,Lindeberg,&Svensson,2007). Efterbio‐,lito‐ochkronostratigrafiskdataavBjörckochDigerfeldt(1984)presenteradedeen nydeglaciation‐ochdräneringshypotesförBillingeområdetsomöppnadeuppennydiskussion omhändelseförloppet.Innandettahademanfunnitnågraavsättningareftererosionoch depositionvidBillingensnordspetsmendessahadeintetolkatssomresteraventappning.De bevisensomfannsförenstordräneringblevistortsettförbiseddaavLundqvist(1931).Menett bevissomfinnskvaränidagärdet5‐8kmlångablockfältvästeromBillingenvidKlyftamon (Lundqvist,1931).TrotsmångatydligateckenavenslutligsänkningavBaltiskaissjönvardet inteförränStrömberg(1992)hittadeöppnagenomskärningariblockfältetvidKlyftamonsom detblevallmäntaccepteratmedenstorskaligdräneringviaBillingensnordspets(Björck,1995). EnligtStrömberg(1992)vardeomfattandeochvälsorteradeblockfältenvidKlyftamonettavde tydligastespårenefterentappningmeneftersommanintevethuriskantenvarlokaliseradvid Billingenundertidpunktenavdräneringenärdetsvårtattåterberättahändelsenexakt. PåBillingensnordspetsutgörsspårenaverosionhuvudsakligenavdennereroderade kambriskasandstensterrassenvidStolanochgnejsurberggrundennordöster.Bristenpåtydliga avsättningarutanförerosionsområdetvidnordspetsenharvaritmycketomdiskuterat (Strömberg,1992).EntroligavsättningsplatsärTimmersdalaryggen,menfråganäromryggen avsattesavdräneringen(Johansson,1926)ellersomenändmorän(Lundqvist,1931). 6 1.4GeomorfologinkringBillingensnordspets BillingenärendelavdeVästgötskaPlatåbergensombeståravkambro‐siluriska sedimentbergarter.FrånurbergsgrundenärBillingenuppbyggtavterrasserfråndenkambro‐ siluriskalagerföljden.VidBillingensnordspetsärsandstenexponeratbortsettfråndet vittringslagersomtillkommitpådessyta.Nordändanavbergetverkarvaralinjeraktavskureti nordvästligriktningochnorromspetsenutgörsurberggrundenavgranitochgnejs(Johansson, 1926).NordösteromBilligenliggerettsystemavmoränryggar(figur2)somplötsligtupphören bitifrånspetsen,söderomdensydligastemoränryggenärgnejsberggrundenovanligtblottad, medhällarsomsaknarspåravisräfflorellernågonannanformavglacialerosion(Johansson, 1926).Ifigur2synsenhögblockfrekvensavisälvssedimentianslutningtillnordspetsenvilket enligtJohansson(1926)ärresteravettblockdeltasomuppkommitvidtappningsmynningen. Ifigur2nordligastedelsynsLåstadsåsen,vilketärenrullstensåsochgårdrygt4kmsomen sammanhängandelångsträckthöjd.NärdennärmarsigBilligensnordspetsupphördenheltoch enligtJohansson(1926)togtappningsströmmentroligtvismedsigettpartiavLåstadsåsen. Tappningsströmmeneroderadeävenbortenmassasedimentändaupptilldensydligaste moränryggensamtdelaravbergetochskapadeBillingensspetsformadenordsluttning.Den generellaisrörelseriktningenunderdennaperiodvarnord‐sydlig. Figur 2 ‐ Översiktlig bild över Billingen med olika avsättningar, omarbetad från SGUs jordartskarta. 7 1.4.1Regionalgeologin Geologiniregionenbeståravidagengåendekristallinaurbergsomtillhördetsydvästra Sverigesjärngnejsformationsamtdekambro‐siluriskaavlagringarsomärerosionsresteravett ursprungligensammanhängandesedimenttäckesomtäcktestoradelaravSverigeochÖstersjön (Lundqvist,Högblom,&Westergård,1931). UnderproterozoikumlågdeVästgötskaslätteröverhavsytanochutsattesförvittringoch erosionsomresulteradeibildandetavdetsubkambriskapeneplanet.Överdennaskeddeen transgressionvidbörjanavkambriumsominleddeenperiodavsedimentationändaintill silurisktid. MellanurbergetochdekambriskaavlagringarnafinnermanpåmångaplatseriVästergötland ettkonglomeratsomsaknasheltistratigrafinpåBillingen(figur3)(Lundqvist,Lundqvist,& Lindström,2000). Deundrekambriskasandstenarnabeståravenvälsorterad,finkornigkvartssandsomingåri FileHaidar‐formationen,dessasandstenarkanhainslagavsilt‐ochlerstenar.Denundredelen avdeföljandesandstenarnakallasförMickwitziasandstenochdenövredelenför Lingulidsandsten(figur4),bådaärdöptaeftersällsyntafotfatskaligaarmfotingar.Det mellankambriskalagretinnehållermerfaunarester,tillföljdavenglobalhavsnivåsänkning,och karakteriserasavtrilobitsläktenaParadoxides.DettalagerkallasdärförförParadoxideserien, denbestårmestadelsavalunskiffermedorsten(Lundqvist,Lundqvist,&Lindström,2000). Ävenövrekambrium,tidigarekäntsomOlenidserien,beståravalunskiffermedstorafossilrika orstenslinser.Dennaavlagringfortsätterändaintilldenäldredelenavordovicium.Under ordoviciumskeddestoraavsättningaravkalksten,ochdenmestkarakteriserandebergarteni Nordeuropaunderdennaperiodvarortoceratitkalkstenen.Underdennatidochintillsilur skeddeenperiodavenhetligsedimentationsomdominerasavfinkornigalerstenar,variationen avbergarterunderperiodenärstorochomfattarfleraolikavarianteravkalkstenochlersten (Lundqvist,Lundqvist,&Lindström,s.2000). Figur 4 – Lingulid sandsten med fossilspår, Timmersdala, 2012. (Foto: Emma P. Rajala) Figur 3 – Överskådlig stratigrafisk bild över Billingen. Vit = konglomerat som ej återfunnits på Billingen. Punkter = huvudsakligen sandsten. Svart = alunskiffer och orsten. Tegelstensmönster = huvudsakligen kalksten. Vågräta streck = huvudsakligen lerskiffer. 8 1.4.2Timmersdala Timmersdalaavsättningenärpåmittenensmalnanderyggvarshöjdnår30möverlerplaneti norrochharensydost‐nordvästligorientering.Östraochvästradelenbrerutsigtillstorafältav vilketdetvästrafältetsluttarmotsöderochöster.Detöstrafältetliggerinteienrakfortsättning fråndetsmalamittpartietutanärförskjutetettparhundrametermotsöder. T Billingen Figur 3 ‐ LiDAR bild över Timmersdala. Cirkeln markerar området för provtagningen. T = Timmersdala stad. Sträcken i bildens nordöstra del är de moränryggar som går att se i figur 2. 9 2.Metod Förattundersökadeblottadesedimentenvidtvärsnittethartvåprovtagningsmetoderanvänts. ProvtagningenärgjordintillvägskäletMariestadsvägenmotGötene,Mariestadsvägen genomskärTimmersdalavallenochblottläggersedimentet(figur6). Förstdeladestvärsnittetini6stycken51meterlångaprofilernumreradeA,B,C,D,EochF (figur6)förattbestämmastörstakornstorleksamtkompositionenavdestörstafraktionernapå ytan.Förattminimerasubjektivitetärdetviktigtattstenarnasamlasinfrånhelaskärningenoch attvarjeprovärinsamlatpåettslumpmässigtsätt(Benn&Evans,2004). Därförharvarjeprofildelatsinimätpunkterlängstvartredjemetermedstartfrån0metertill 51meter(figur6).Enrockringmedcirkelradien0,35meterskahjälpaattbegränsaurvalsarean. Denstörstastenenvarsenadelhamnarinomcirkelareanvaldesförattmätadessstorlekoch identifierarkompositionen.Pådettasätthar100stenarsstorlekochkompositionbestämtsoch representerardestörstastenarnaiskärningen. Denandraprovtagningsmetodenvarattta3jordproverfrån24metersmätpunkternai profilernaB,DochFförbestämningavkornstorleksdistributionenimatriset.Dessaproverär benämndaB:24,D:24,F:24.Provernakommerocksåattanvändasförattbedömakomposition. Figur 6 – Fotografi över tvärsnittet från Timmersdalavallen med en schematisk bild över profilerna A‐F. 10 2.1Kornstorleksdistribution Förattfåframkornstorleksdistributionerhartvåmetoderanvänts,torrsiktningförmaterial >3,75ϕ(>0,074mm)ochhydrometeranalysförmaterial<3,75ϕ(<0,074mm).Förstsiktades material>‐4ϕ(>16mm)bortförattsedantorkasienugnpå105ͦCiettdygn.Meden delningsapparatfördeladesursprungsprovernafrånfältetinitvådelaromcirka500goch100g vardera. 2.1.1Torrsiktning Dettaärenstandardmetodföranalysavmaterialinomstorleksintervallet3,75till‐4ϕ(0,074 mmtill16mm).500gprovetvägdesinmed0,1gprecisionochdispergeradesmed300ml 0,05Mnatriumpyrofosfatochdestilleratvattensomskakadesienvändapparaticirka15 minuter.Efteråttvättsiktadesprovetgenomen3,75ϕ(0,074mm)siktochtorkadesiugnenpå 105ͦC.Efterettdygnvägdesprovetigenmeden0,1gprecisionförattfåredapåhurstorandel var<3,75ϕ(<0,074mm).Dettorkadeprovetsiktadesigenom‐4ϕ(16mm),‐3ϕ(8mm),‐2ϕ(4 mm),‐1ϕ(2mm),0ϕ(1mm),1ϕ(0,5mm),2ϕ(0,25mm),3ϕ(0,125mm),3,75ϕ(0,074mm) siktarmedhjälpavenskakapparati15minuter,sedanvägdesvarjefraktionvarförsigmed0,1 g‐precision. 2.1.2Hydrometeranalys 100gprovetvägdesinmeden0,1g‐precisionochsiktadesförhandgenomen‐1ϕsikt. Materialet<‐1ϕslängdesbortochdetkvarvarandeprovetvägdesin.Med100ml0,05M natriumpyrofosfatochdestilleratvattendispergeradesprovetiettenlitersrörochskakadesien vändapparati15minuter.Röretfylldespåmeddestilleratvattenupptill1000mlochomrördes kraftigt.Näromrörningenavbrötsstartadetidtagningenochhydrometernladesini suspensionen.Avläsningenskeddeefterettlämpligttidsintervall.Efteravslutadprovtagning tvättsiktadesprovetgenomen3,75ϕsikt,dennatorkadesiugnpå 105ͦCiettdygnochdet kvarståendematerialetvägdesmeden0,1gprecision.Dettagerenkontrollpunktsomkan jämförasmeddetkvarståendematerialetfråntorrsiktningenvid3,75ϕ. Kornstorleksdistributionenavläsesurettnomogrammedhjälpavresultatenfrån hydrometeranalysen. 11 2.2Komposition Identifieringavlitologiförprovenancegjordesförfraktionernamycketgrovsand(0till‐1ϕ), grus(‐2till‐5ϕ),störstastenfråntvärsnittet(‐6till‐8ϕ)ochblockpåryggensyta(>‐8ϕ) genomattförsttvättsiktajordprovernaB:24,D:24ochF:24ien3,75ϕsikt,torkadeiugnpå 105ͦCunderettdygnochsedansiktaprovernaförhandgenom‐5,‐4,‐3,‐2,‐1,0ϕ(32,16,8,4, 2,1mm)siktar.Mycketgrovsand‐fraktionendeladesinicirka300kornmedenliten delningsapparatochmedhjälpavoptiskmikroskopieringidentifieradesbergarten. Identifikationmedmikroskopetgjordesävenför100kornavfraktionerna‐2till‐3ϕ(4‐8mm) och‐3till‐4ϕ(8‐16mm),samtavallatillgängligakornavstorleken‐4till‐5ϕ(16‐32mm). Litologinfördenstörstastenenpådetblottadetvärsnittetsytabestämdesifältochgjordespå 106stenar. Förblockfraktionenanalyserades100blockifältfrånTimmersdalaryggensöveryta.Föratt blockenskulletadelavanalysenbehövdedeminstvara1meterlångalängsta‐axeln.Mätningen gjordeslängsen5meterbredsträckalängstmedryggensyta.Detfinnsriskförfeltolkningav blockenssfäriskhetmedmetodeneftersomblockenintegrävdesframochderasb‐ochc‐axlars storlekkanvarastörreänangivet,dessahardärförmarkeratsiprotokolletmedenasterisk. 2.3Formanalys Formen(sfäriskhetochrundhet)avmaterialsomtransporteratsmedglaciärerkangeviktig informationomtidigaglacialaprocesserochmiljöer.Formreflekterarbåde ursprungsmaterialetsfysikaliskaegenskapersamtförändringareftererosionochvittring.Detta kangeinformationomomblandning,transportochdepositiongjordaavglaciärer. Enformanalysutfördesförde106stenarnafråndetblottlagdatvärsnittetsytaochpåblocken frånryggensöverytagenomattmätaa‐,b‐ochc‐axlarnamedetttumstockochanvändaPowers‐ skalanförattbedömarundhet.Behandlingochpresentationavpartikelformvisasbästmedett triangeldiagramsomvisarförhållandenamellanaxlarnab:aochc:a(SneedandFolk,1958). Dennametodminskarutrymmetavfeltolkningavresultatenochåterspeglardeolika formklassernabäst(BennandBallantyne,1993). IformbehandlingenanvändesprogramvaranTRI‐PLOT(Graham&Midgley,2000). MedtriangeldiagrammetpresenterasävenettC40‐indexsomärprocentdelenavprovetsomhar deaxialaförhållandenac:a≤0,4.ResultatenförrundhetpresenterassomettRA‐indexvilketär procentdelenavbetydligtangulär(veryangular)ochangulär(angular)hosfragmenteniett prov. EnvidareanalysavprovernasformgjordesgenomattplottaC40‐ochRA‐indexenmotvarandra. FrånRA‐C40diagramgjordpåkontrolldatafrånStorbreen,Norge(Benn&Ballantyne,1994) visarattdetfinnsenskillnadmellanaktivtochpassivttransporteratmaterialiglacialamiljöer (figur13). 12 2.4Sedimentärastrukturer Sedimenteniskärningenharbearbetatsdelvisundervägbygget.FotografieravMarkJohnson tagnaisambandmedutgrävningenavvägen2008visarsedimentensursprungligakaraktär. 2.5Blockorienteringpåryggen PåTimmersdalaryggenmättesstrykningenav32blockgenomattmätamedenkompasslängst meda‐axelnsriktning.Genomattminstmäta30styckenkanmanfåutettförstautkastpå blockensgenomsnittligaorientering(Benn&Evans,2004). 13 3.Resultat 3.1Kornstorleksdistribution Resultatenärredovisadeiphi–skala(ϕ)enligtWentworth‐indelningen. Dendomineradekornstorlekenbeståravgrusfraktionen‐2till‐4ϕsamtavstorleksklassen sand,4till‐1ϕ,medstorandelavmycketfinsand(3till4ϕ).Andelensilt(4till8ϕ)och ler(<8ϕ)ärväldigtliten.Dessaresultatärredovisadeihistogramenifigur7–(D)till(F). Figur7–(A)visardenkumulativaandelenavpasseratmaterialförprovernaB:24,D:24ochF:24 ochvisarattprovernaharsammafördelningavmaterialetfastolikamycketfördeföljersamma kurvatur.Ifigur7ärhistogramenförstörstastenenpåtvärsnittetochblockenpåryggens överytainkluderade,medelvärdetförstörstastorlekenpåstenenochblocketärinräknade.I dennafigur7kanmantydligtseattdetsaknassedimentmellanfraktionerna‐4till‐5ϕ.Detär underligtattdennafraktionsaknas.Triangeldiagramen(B)och(C)ifigur7visarprocentdelen lera‐silt‐sandrespektivefinmaterial‐sand‐grusochvisarattjordprovernabestårmestadelsav grusochsand.Dennatolkningstödjsavkornstorlekshistogramenifigur7‐(D)till(F). Slutsatsenärattmatrisenbeståravsandochgrus. 14 A B D E C F Figur7‐(A)Kumulativakurvorför<‐4ϕ(<16mm)fraktionerbaseradepåkornstorleksanalyserav jordprovernaB:24,D:24ochF:24fråntvärsnittetsamthistogramochmedelvärdeförstörstastorlekför störstakornochblock.(B)Triangeldiagramöverprocentdelenlera‐silt‐sandförhållandetfråntvärsnittet.(C) Triangeldiagramöverprocentdelengrus‐sand‐finmaterial(siltochler)fråntvärsnittet.(D,EochF) Representativahistogramöver‐4ϕtill10ϕ(<16mmtill<0,001mm)fraktionernafrånrespektive jordproverB:24,D:24ochF:24. 15 3.2Komposition 3.2.1Kompositionenavdenstörstakornstorlekenitvärsnittet Resultatetfrånidentifieringenavlitologilängsttvärsnittetärsammanställtitabell1,profilAtill F.IfältlängstprofilernaAtillFpåträffadespåolikatyperavsandsten.Enmycketlättvittrad,ofta sönderfallenpåplats,grönaktigsandsten(figur8–(B))samtenfinkornigtkompaktsandsten medoftaförekommandesläp‐,kryp‐ochgrävspår(figur8–(C)).Iberäkningarnaärdetvå sandstenarbenämndasomenenhetligbergarteftersomdehärstammarfrånsammalagerfrån tidsperiodenundrekambrium,därmedärinteensärskiljningavbetydelse.Mycketavden alunskiffern(figur8–(A))fråntvärsnittetsytaharvittratsönderpåplatsochärsällanavstor storlekmenvidnärmaretittpåmatrisetsynsdettydligtattdetbeståravenstorandelav mindrefraktioneralunskiffer.Granitenvarrödochfinkornig(figur8–(D))ochgnejsen uppvisadesvaggnejsighet.Enligt(Lundqvist,Högblom,&Westergård,1931)tillhörgranitenoch gnejsenurberggrundenavdensydvästrasvenskajärngnejsformationenmeneftersomdessatvå varsvårbestämdaochensärskiljningintevaravbetydelseutöverdetfaktumattdebådatillhör urberggrunden,grupperadesdedärförsomengranit/gnejs‐enhet.Andrabergartersom förekomlängstprofilernavarglimmerskifferochorstensomgrupperadesinienhetenskiffer. Vissaavbergarternasönderfallermycketlättochvisartydligtattdespruckitupppåplats,för sandstenskerdettaistörrefrekvensmengranit/gnejsenuppvisadedettamed. A B C D Figur 8 ‐ Alla fotografier är tagna från Timmersdalavallens tvärsnitt. (A) Alunskiffer (B) Mickwitzia sandsten (C) Lingulid sandsten (D) Granit. 16 Vidbestämningenavlitologiavkategoriernagrus,stenochblockvardetlättatturskiljamellan debergarternaeftersomdetfannsettstörrefragmentutgåifrån.Förfraktionenmycketgrov sandbestodkornenavsammanfogadefältspat‐ochkvartskornmenävenavenskildakorn. Eftersomgranitochgnejsärkategoriseradesomenenhet–urberg,krävdesingenurskiljning mellanfältspatochkvart.Mellankvartsochsandstenbestodkvartskornenavkristallermedan sandstenenbestodavdestofinkornigarekvartssammansättningar. Sandfraktionen0till‐1ϕ,mycketgrovsand,iprovernaB:24,D:24ochF:24visarengenerell procentuellfördelningdomineradavgranit/gnejs(43,3‐51,6%)medefterföljandesandsten (23,6‐40,5%)ochskiffer(11‐24,8%).Igenomsnittvisarsandfraktionenattdetbestårav 47,8%granit/gnejs,32,2%sandstenoch20%skiffer. BeräkningarnaförstorleksfraktionengrusiprovB:24visarattdetdominerasavsandsten (50,0‐75,8%)sedangranit/gnejs(15,2‐38%),samtenmindredelskiffer(9,1–24,1%). ProvD:24visarensammansättningmedmestadelsavsandsten(49,6‐76,8%)samtenrelativt likartadfördelningmellanskiffer(14,3‐26,8%)ochgranit/gnejs(8,9–26,8%).ProvF:24visar enstörreandelavsandsten(55‐69%)samtmindredelaravgranit/gnejs(8,5–29,4%)och skiffer(11,8‐22,5%)somävenhärharenrelativtlikartadfördelning. Stenfraktionenharenkompositionsomdominerasavsandsten(57,5%),granit/gnejs(30,2%) ochenmindredelskiffer(12,3%)medanblockenbeståravenstörreandelavgranit/gnejs (58%)ochsedanavsandsten(41%).Resultatenfrånberäkningarnaärredovisadeitabell1. Enintressantaspektärhurprocentdelenavskiffervarierarmedkornstorlekenitabell1.Detär förväntatattdestörrekornstorlekarnabordeinnehållastörreandelskifferdettaärdockinte falletförprovD:24ochF:24.Detskullekunnaberopådetfaktumattstörreskifferfraktioner sönderfalleroftareimindrebitarpågrundavvittring. Ifigur9harprocentdelengranit/gnejs‐sandsten‐skifferurdesamtligafraktionsklasserna (tabell1)redovisatsietttriangeldiagramvilketvisarattsedimentetbestårmestadelsav sandstenochgranit/gnejs.Dettaresultatberortroligastpådetfaktumattdessabergarterär motståndskraftigaremoterosionänskiffer,vidnärmaretittpåmaterialetifältkundemanseatt matrisetbestårtillstoradelarskiffersomvittradsönderpåplats(figur8–(A)). 17 Tabell 1 ‐ Sammanställning av litologi för fraktionerna mycket grov sand (0 till ‐1 ϕ), grus (‐2 till ‐5 ϕ), sten (‐6 till ‐8 ϕ) och block (> ‐8 ϕ). Prov B:24 Profil A till F Kornstorlek Kornstorlek Litologi (%) (ϕ) (mm) Granit/gnejs Sandsten Skiffer 0 till ‐1 ‐2 till ‐3 ‐3 till ‐4 ‐4 till ‐5 1‐2 4‐8 8‐16 16‐32 51,6 38,0 29,3 15,2 23,6 50,0 46,6 75,8 24,8 12,0 24,1 9,1 Totalt antal Kornstorlek Kornstorlek Litologi (%) (ϕ) (mm) Granit/gnejs Sandsten Skiffer 428 100 58 99 ‐6 till ‐8 64‐256 30,2 Prov D:24 1‐2 4‐8 8‐16 16‐32 43,3 26,8 12,8 8,9 12,3 106 Vallens yta Kornstorlek Kornstorlek Litologi (%) (ϕ) (mm) Granit/gnejs Sandsten Skiffer 0 till ‐1 ‐2 till ‐3 ‐3 till ‐4 ‐4 till ‐5 57,5 Totalt antal 32,4 49,6 55,3 76,8 24,4 23,6 31,9 14,3 Totalt antal Kornstorlek Kornstorlek Litologi (%) (ϕ) (mm) Granit/gnejs Sandsten Skiffer 476 123 47 56 > ‐8 > 256 58,0 41,0 1,0 Totalt antal 100 Prov F:24 Kornstorlek Kornstorlek Litologi (%) (ϕ) (mm) Granit/gnejs Sandsten Skiffer 0 till ‐1 ‐2 till ‐3 ‐3 till ‐4 ‐4 till ‐5 1‐2 4‐8 8‐16 16‐32 48,5 28,0 29,4 8,5 40,5 55,0 58,8 69,0 11,0 16,0 11,8 22,5 Totalt antal 518 100 34 71 Figur 9 – Triangeldiagram över procentdel granit/gnejs‐sandsten‐skiffer från kompositionen av sand, grus och block, resultaten kommer från tabell 1. 18 3.3Formanalys ResultatenvisarattstorleksfraktionenstenharettC40=31(figur10–(A))ochettRA=14(figur 11–(A)).BlockenharC40=55(figur10–(B))ochRA=9(figur11–(B)).ResultatetförC40för block,figur10–(B)ärettrelativthögtvärdesomenligtBenn&Ballantyne(1994)ärvanligtför materialsomtransporteratssupraglacialt.IsambandmeddettaförväntasdåetthögtRA‐värde meniställetärresultatetlågtochtyderpåattblockenhargenomgåttnågonformavrundning vilketiställetärvanligareisubglacialtsediment. VidenundersökningavtappningssedimentfrånenisdämdsjöiPatagonienpassarRA/C40‐ värdenabraihopmedresultatenförblocken(figur12)(Harrison,Glasser,Winchester, Haresign,Warren,&Jansson,2006).”Sandyboulder‐gravel”litofacies(figur12)frånPatagonien beståravstorablockavsubangulärochsubrundadkaraktärsomöverlagratsmedsand. Litofacienbeskrivssomendelavdenslutligafasenviddräneringenavdenisdämdasjönsom hardragitmedsigblocklängstmedytanavsattdeiflödesriktningen. ResultatfrånHarrisonetal.(2006)liknarderesultatenförblockfragmenteniTimmersdalamed högtC40‐ochlågtRA‐värde.Dettabetyderattblockenkanhahaftenlikartad avsättningshistorik,attblockenlagtsigparallelltmedflödesriktningenviddräneringensomen draperingöverredanexisterandelandskapsformiTimmersdala. ResultatfrånRA/C40plottningenförstenöverensstämmerbraihopmedresultatenför ”moraine”(figur13)framtagnaavBenn&Ballantyne(1994)frånanalyservidStorbreenmedan resultatenförblockenintepassarinidiagrammet.DettabetyderattstenarnaiTimmersdalahar myckettroligenblivitaktivttransporteradeochblivitutsattaförnötning. 19 B A Figur 10 – (A) Triangeldiagram som representerar sfäriskhet för de största stenarna på tvärsnittets yta. (B) Triangeldiagram som representerar sfäriskhet för blocken. A B RA=14 Figur 11 – (A) Histogram över rundhet för de största stenarna på tvärsnittet. (B) Histogram över rundhet för block. 20 Figur 12 – RA/C 40‐ diagram för sediment från Patagonien, Anderna. Svart kvadrat=största sten på tvärsnittet. Svart cirkel=blockfraktionen Figur 13 – Svart cirkel=stenfraktionen. Cirkel med svarta kanter=blockfraktioen i ett RA/C40‐diagram för sediment från Storbreen, Norge. 21 3.4Sedimentärastrukturer Figur15visarolikafotografieravexponeringarfrånTimmersdalaryggenisambandmed vägkonstruktionen2008.Figur14–(A)till(F)visarhurryggenbeståravdåligtsorterad material,dettaärtolkatefterhurdestörrestenareibildernaärtäcktaavleraochsiltsomger ettsmutsigtintryck.Dettasynsspecielltbraifigur14–(F). Figur15ärförstoringavfigur14–(A)ochvisarensvagimbrikationimaterialet,grusethar ändåensvagorienteringfrånfigurensövrevänstrakanttilldenundrehögrakantenochtyder attdetfunnitsenflödesriktningvidavsättningen. A D 4 B 5 E C 6 F Figur 14 ‐ (A) Exponering vid Timmersdala som visar ett något rundat sandstensblock, materialet är dåligt sorterad med lerig‐siltig grus. Bilden visar en svag överlappning (IMBRIKATION) av materialet. (B) Bilden är lik den i (A), materialet består av synlig skiffer och sandstens stenar som är dåligt sorterade. (C) Bilden är tagen strax efter att de påbörjat vägbyggnationen. (D) Exponering av Timmersdalavallen under vägbyggnationen. (E) En närbild av föregående bild (D). (F) En närbild av föregående bild (E). Alla bilder är tagna av Mark Johnson. 22 Underutgrävningenavvägenobserverades(Johnson&Påsse,personligkommunikation)svagt utveckladekorssiktningarsomlutarvästerut,ochindikerarattsedimentetharbyggtutåtväster underavsättningen. Figur 15 – Bilden (foto: Mark Johnson) är samma som i figur 13 – (A) och visar en exponerad yta av Timmersdalavallen. Linjerna är till för att framhäva den svaga imbrikationen i materialet. 23 3.5Blockorienteringenpåryggen Rosdiagrammetifigur16visarattdetfinnsengenomsnittligorienteringhosblocksomliggerpå ryggensyta,somöverensstämmermedvälihopmedTimmersdalavallensöversiktligasydost‐ nordvästligaorientering(figur17).Dettaindikerarettförhållandemellanriktningenförden prefereradeorienteringenavytblockenochtransportriktningen(Andrews,1965). Figur 16 ‐ Rosdiagram för strykningen hos block på Timmersdalavallens överyta. Figur 17 – LiDAR‐bild kombinerad med rosdiagrammet som visar ryggens och blockens orientering. 24 4.Diskussion Sedimentetitvärsnittet Resultatenfrånkornstorleksanalysenvisarattsedimentetitvärsnittetärdåligtsorterad innehållandefinmaterialsombegränsasavenövrefraktionav‐7ϕ(figur7).Attsedimentet äveninnefattarsvagimbrikation(figur15),rundadepartiklar(påvisatavformanalysen,figur10 och11)ochattkompositionen(tabell1)beståravsandstenochskifferstödjerhypotesenatt sedimentetärtappningssediment.Kompositionsinnehålletvisarattsandstenenochskiffernhar eroderatsfrånBillingensnordspetsochkornstorlekentyderpåenavsättningavettsedimentrikt vattenflöde,denfinmaterialrikasuspensionenfångadesinmellanhålrummenvidensnabb avsättning.Dengenerellaisriktningvarnord‐sydlig,därmedmåstematerialethafraktatsmed vattnetfrånösterochdesvagtutveckladekorssiktningarnaindikerartillväxtvästerutunder avsättningenavmaterialetiryggen. Tjocklekenpådetexponeradetvärsnittettyderpåattryggenmestadelsbeståravdettaprecis beskrivnasediment.ResultatenstödjerJohansson(1926)påståendeomattryggenvar tappningssedimentochinteLundqviststeori(1931)omattryggenhuvudsakligenbestodaven randmoränsomendastvartäcktavsedimentfråntappningen. Blocken Blockenpåryggensöverytavisarattdeintetillhörsammaavsättningsomsedimenteti tvärsnittet.Blockenärkoncentreradetillytanochvarväldigtfåiskärningenunder utgrävningen,dettatyderpåattdetroligastharavsattspåryggen.Attorienteringenavden längstaaxeln(a‐axeln)ärparallellmedryggenpekarpåattdetfinnstvåmöjligatolkningar. Isenkanhaplockatmedsigblocknorromryggenochavsattdetpåöverytansomflyttblock.När deneroderandesmältvattenströmmentappadeissjön,omformadessedimentettillenrygg underenisframryckning.IsentryckteupptappningssedimentetsomfannsvästeromBillingen, formadeenryggochlämnadeblockpåytan.Blockenavsattestvärttillisrörelseriktningen. Enannanmöjlighetärattblockenavsattesidessnuvarandeorienteringundernågonfasav tappningen,detvillsägaattdeärorienteradeaventappningsström.Varförblockenendast återfinnspåytanäroklart. Avsättningsmodellen Frånresultatengårdetinteattfåframentydligavsättningsmodelldockgerdenfaktorersom begränsarmodellen. DetfinnstappningssedimentiTimmersdalaochiKlyftamondockingetmellandessatvåplatser. DärmedfinnsdetenmöjlighetattdetkanhaexisteratendödistungaöverLångensänkansomi sådanafallharbevaratbefintligagetryggs‐åsariLerdalasöderomTimmersdala. Sannolikhetenavattdetfunnitsendödistungaöverområdethargjortattdetfinnsolikamöjliga förhuravsättningenavsedimentetiTimmersdalakanhasettut. Tvåbildningssättvilketförutsätterdödisär(1)attsedimentetavsattesientunnelunderisen (2)sedimentetavsattesiensprickagenomisen.Dentredjeteorinutgårfrånattdetintefanns dödisöverLångensänkanochatt(3)sedimentetavsattesienfanframförisen. 25 Enfjärdeteoriäratt(4)sedimentettrycktesupptillenryggavensenareisframryckningmed ellerutandödisiLångensänkanvidsjälvaavsättningenavsedimentet. Utantillräckligtmedinformationgårdetinteatturskiljamellandessahypoteser. 5.Slutsats Resultatentyderpåattsedimentetiryggenochblockenpåryggensöverytaharolikaavsättnings ursprung. SedimentetiTimmersdalaryggenavsattesförstochberoendepåomdetfannsdödisnärvarande överLångensänkanvidtillfälletfinnsdetolikamöjligaavsättningsmodeller: (1)Sedimentetavsattesientunnelunderisen(dödisöverLången). (2)Sedimentetavsattesiensprickagenomisen(dödisöverLången). (3)Sedimentetavsattesienfanframförisen(ingendödisöverLången). (4)Sedimentettrycktesupptillenryggavensenareisframryckningoberoendeavomdetfanns dödisellerinte. Blockenavsattesefteråtochkanhaavsattspåtvåolikasätt.Antingenfrånnorromryggensom flyttblockochiettsenareskedetrycktsihoptillsammansmedsedimentettillenryggavden framryckandeisen.Alternativtattdeharavsattsdirektidessnuvarandeorienteringunder någonfasavtappningenaventappningsström. Tacktill JagvilltackaminhandledareMarkD.JohnsonsombidragitmeddettaprojektochOlof JohanssonStrömsomhjälpttillvidlaborationerna.SamtminaklasskamraterAdrianBergström ochCaisaAdolfssonförderasinsatsuteifält.ÄvenetttacktillminakursareAdrianBergström, AnnaAlbertsson,CaisaAdolfssonochVeraBouviersomlästmittarbeteochkommitmed värdefullakommentarerunderprojektetsgång. 26 Referenser Alm,G.,Andrén,T.,Björck,S.,Jakobsson,M.,Lindeberg,G.,&Svensson,N.‐O.(2007). RecontructingtheYoungerDryasicedammedlakeintheBalticBasin:Bathymetry,area, volume.GlobalandPlanetaryChange57,355‐370. Andrews,J.(1965).Surfaceboulderorientationstudiesaroundthenorthwesternmarginofthe Barnesicecap,BaffinIsland,Canada.Journalofsedimentaryresearch,Sedimentary petrologyandprocesses,753‐758. Benn,&Evans.(1998).GlaciersandGlaciations. Benn,D.I.,&Evans,D.J.(2004).Apracticalguidetothestudyofglacialsediments.London: Arnold. Benn,D.,&Ballantyne,C.(1993,18).Thedescriptionandrepresentationofclastshape.Earth SurfaceProcessesandLandforms,665‐672. Benn,D.I.,&Ballantyne,C.(1994).Recontructingthetransporthistoryofglacigenicsediments:a newapproachbasedontheco‐varianceofclastformindices.SedimentaryGeology,ss. 215‐227. Bjöck,S.,&Digerfeldt,G.(1984).ClimaticchangesatPleistocene/Holoceneboundaryinthe MiddleSwedishend‐morainezone,mainlyinferredfromstratigraphicindications. ClimaticChangesonaYearlytoMillennialBasis,37‐56. Björck,S.(1995,27).AreviewofthehistoryoftheBalticIceLake,13.0‐8.0kaBP.Quaternary International,19‐40. Cheel,R.,&Rust,B.(1982).CoarsegrainedfaciesofglaciomarinedepositsnearOttowa,Canada. ResearchinGlaciofluvialandGlaciolacustrineSystems,279‐295. Fredén,C.,&Wastenson,L.(1998,2.autg.).Bergochjord.Sverigesnationalatlas. Graham,D.J.,&Midgley,N.G.(2000).Graphicrepresentationofparticleshapeusingtriangular diagrams:Anexcelspreadsheetmethod.EarthSurfaceProcessesandLandforms,25, 1473‐1477. Harrison,S.,Glasser,N.,Winchester,V.,Haresign,E.,Warren,C.,&Jansson,K.(2006).Aglacial lakeoutburstfloodassociatedwithrecentmountainglacierretreat,PatagonianAndes. TheHolocene,611. Johansson,S.(1926,48:2).Baltiskaissjönstappning.GeologiskaFöreningeniStockholm Förhandlingar,186‐263. Kehew,A.,&Lord,M.(1987,99).Sedimentologyandpaleohydrologyofglacial‐lakeoutburst depositsinsouthwesternSaskatchewanandnorthwesternNorthDakota.Geological SocietyofAmericaBulletin,663‐673. Lundqvist,G.,Högblom,A.,&Westergård,A.H.(1931).BeskrivningtillkartbladetLugnås. 27 Lundqvist,J.,Lundqvist,T.,&Lindström,M.(2000).Sverigesgeologifrånurtidtillnutid.Lund Studentlitteratur. Powell,R.(1990).Glacimarineprocessesatgrounding‐linefansandtheirgrowthtoice‐contact deltas.GlacimarineEnvironments:ProcessesandSediments.GeologicalSocietySpecial Publication53,53‐73. Strömberg,B.(1992).ThefinalstageoftheBalticIceLake.SGU,Ca81,347‐353. 28