De spektakulære foldene og skyveforkastningene på Svalbard er ikke bare et flott skue. De hjelper oss å forstå hvordan slike strukturer påvirker petroleums- og grunnvannsprovinser.
Komplisert skyvetektonikk i den 200 meter høye østklippen av Gavltinden (Oscar II Land). En større forskyvning ses i kjernen av synklinalen til høyre (nord), mens en rekke mindre forkastninger dobler tynne lag på en rekke steder rundt den større folden. Foto: Alvar Braathen
Svalbard er full at strukturgeologiske godbiter. Blant disse finner vi en bortgjemt perle. Langt til fjells, dypt inne i nasjonalparker og mellom store isbreer ligger det kenozoiske (tertiære) folde- og skyvebeltet. Provinsen ble dannet den gangen Svalbard og Grønland skilte lag gjennom kontinentalspredning.
De spektakulære blotningene på overflaten kan gi oss mer kunnskap om hvordan folde- og skyvebelter danner grunnlaget for grunnvann- og petroleumsprovinser globalt.
Spredning og sammenstøt
For 40 til 50 millioner år siden lå Grønland og Svalbard side om side som en del av én stor kontinentalmasse. Lengre sør begynte kontinentet å rifte, noe som ble begynnelsen på det vi i dag kjenner som Atlanterhavet.
Riftingen trakk seg gradvis nordover, og ved Svalbard skapte den en sidelengs (transform) forkastning, tilsvarende San Andreas-forkastningen i California.
Slike forkastninger kan skape kompleks strukturgeologi. Bevegelser langs forkastningen vil i enkelte områder føre til spredning og innsynkning av landmassene, mens andre områder kan oppleve sammenstøt og deformasjon. Slik var det også på Svalbard, der både en fjellkjede og et sentralt basseng ble dannet til omtrent samme tid.
Spesielt i de vestlige delene av Spitsbergen førte forkastningsaktivitetene til «plassproblemer», og resultatet ble en forkortelse av lagrekken og en gedigen fold. Mot øst klatret skyveforkastninger opp i lagrekken og dannet lagparallelle forkastninger, fortrinnsvis langs de svake gips- og skiferlagene.
Også lagene over gips- og skiferlagene viser tegn på omfattende folding med tilhørende skyveforkastninger.
Den beste blotningen som viser disse hendelsene finner vi på nordsiden av Isfjorden, på Oskar II land. Her kan vi se omfattende folding og skyvning av den permiske Kapp Starostinformasjonen og trias-krittsekvensen.
Mediumfjell-massivet (Oscar II Land) nord for Isfjorden. Fjellene viser folding på kilometerskala og repetisjon av lagrekka forårsaket av tidlig tertiær skyvetektonikk. Permiske lag i Kapp Starostinformasjonen står fram som svarte linjer i snø, mens trias lag er fullt snødekt. Den permiske lagrekka kommer to ganger i fjellsiden i sør (venstre), adskilt av en skyveforkastning som følger toppen av trias lagrekke, det vil si toppen av det snødekte feltet. Foto: Alvar Braathen
«Skjulte» forkastninger øst for Longyearbyen
Lagrekka øst for Longyearbyen ser tilsynelatende flat og «uberørt» ut, men tar du en nærmere titt, finner du også her spor etter «skilsmissen» mellom Grønland og Svalbard. Langs skiferlagene av trias og jura alder kan vi for eksempel observere en rekke deformasjonsstrukturer.
Disse strukturene gir seg til kjenne i form av små folder og skyveforkastninger som kan spores hele veien til Storfjorden i vest.
Det er ikke bare på overflaten vi kan bevitne forkastningene. De er godt dokumentert under bakken i Adventdalen gjennom arbeidet ved Longyearbyen CO2-lab. Gjennomboring av strukturene har skapt en del hodebry knyttet til borehullstabilitet, men har samtidig gitt oss bedre forståelse for utbredelsen av dem.
Underjordiske væskestrømmer
Ettersom folde- og skyvestrukturer er godt eksponert på Svalbard, er de godt egnet for studier som også kan være til nytte utenfor Svalbard.
For eksempel utgjør tilsvarende folder i andre deler av verden betydelige petroleumsfelt. Iran og Irak er to land som har en omfattende produksjon fra feller i slike strukturer.
Viktige spørsmål som må besvares, enten vi er på Svalbard eller i Iran, er knyttet til hvordan foldene har blitt dannet i samspill med skyveforkastningene.
Skyveforkastningene kan fungere som underjordiske «bekker» som olje og gass kan migrere langs. Det innebærer også at forkastningene kan bidra til lekkasjer fra eksisterende feller.
Videre kan vi lære mer om geometrien til strukturene i undergrunnen, og utbedre metodene for hvordan disse kan avbildes og tolkes med seismikk.
Vi vet at folder kan sprekke opp stive bergarter, og sprekkedannelsen kan være avgjørende for strømning av væsker i undergrunnen. Med petroleumsfelter som eksempel, kan dette ha betydning for både potensiell migrasjon og lekkasje av olje og gass.
Kunnskap rundt væskestrømning i undergrunnen er også viktig for forståelsen av grunnvannsressurser.
Ved Longyearbyen CO2-lab fikk vi selv erfare betydningen av underjordiske sprekkesoner da vi injiserte vann under bakken i Adventdalen. Store mengder vann «forsvant» inn i sprekkene i sandsteinene på 700 til 970 meters dyp.
