Norges tunnelgeologi Emneord: engineering geology, cavern, geology, tunnelling Opplag: 1000 ex. Norges Geotekniske Institutt (NGI) 2006 Omslagsfoto: Lærdalstunnelen, Olav Handeland, Statens Vegvesen/Scanpix Kapittelfoto: Lærdalstunnelen, Stein J. Bjørge/Scanpix Illustrasjoner og fotos der andre ikke er nevnt: NGI Sats og produksjon: Kirsten Helness, NGI Repro og trykk: PDC Tangen as ISBN 82 546 0193 3 Norge er utvilsomt et tunnelland. Totalt er det ca 1m tunnel for hver innbygger, og dette er trolig på topp i verden. En av grunnene til dette er at terrenget her i landet gjør det nødvendig med mange tunneler. En annen viktig faktor er at den norske berggrunnen egner seg godt for tunneldrift, og det er derfor relativt billig å bygge tunneler. Selv om de norske bergartene er godt egnet for tunnelbygging, betyr ikke det at alle tunneler kan drives uten problemer, og disse problemene henger som regel sammen med de geologiske forhold. Det er derfor viktig å kjenne geologien før en går i gang med et tunnelprosjekt. Dette har stor betydning ved plassering og utforming av en tunnel, og i forbindelse med beregning av kostnader. ske undersøkelser er derfor viktig under planlegging av en tunnel. Det vil imidlertid aldri være praktisk og økonomisk å gjøre så grundige forundersøkelser at en kjenner de geologiske forhold fullt ut. Det kan derfor være av stor verdi å benytte seg av erfaringsdata fra eksisterende tunneler. I denne boka er det samlet slike erfaringsdata fra de forskjellige geologiske regionene her i landet. De forskjellige regionene har forskjellig geologisk utviklingshistorie, og denne utviklingshistorien er avgjørende for hvordan berggrunnen oppfører seg i forhold til tunneldriving. Første del av boka beskriver de geologiske forhold i Norge og ulike problemer som kan oppstå i forbindelse med tunneldrift. Landet blir delt inn i geologiske regioner som blir beskrevet med hensyn til geologi, og de ingeniørgeologiske forhold innenfor hver region blir bl.a. belyst ved hjelp av eksempler fra eksisterende tunnelanlegg. I vedleggene er de forskjellige tunneler og bergrom innenfor hver region satt opp i tabellform, og det blir gitt referanser til artikler og rapporter som beskriver forskjellige anlegg. Referanser til rent geologiske artikler blir bare gitt unntaksvis, siden en stor del av disse finnes i NGUs database. Odd Nilsen, UiO har gjennomgått den geologiske delen og kommet med gode råd. Ellers er hele materialet gjennomgått av Anette Wold Magnussen og Vidar Kveldsvik, NGI. Til tross for en nøye gjennomgang så vil det nok være feil og mangler, og alle som har kommentarer og supplerende opplysninger er velkomne med disse. Det er ellers grunn til å rette en takk til flere som har bidratt med data: Johan Mykland, Jernbaneverket, Alf Kveen, Vegdirektoratet, Jørn Grøndal, Oslo VAV, Øystein Nordgulen, NGU, Bjørn Buen og selvfølgelig NGI som har stått for finansieringen. En spesiell takk rettes til Kirsten Helness for layout og sekretærarbeid. Fredrik Løset iii
iv Innledning 1 Generelt 1 ingeniørgeologi 1 ske data 2 Tunneloversikt 4 Norges geologi 7 Generelt 7 Sammendrag av Norges geologiske historie 7 ske regioner 9 ens innvirkning ved tunneldriving 13 Defekter i bergmassene 13 Generelt Sprekker Svakhetssoner Stabilitet 15 Q-metoden Stabilitet avhengig av bergartstypen Svelleleire Bergspenninger 18 Vannlekkasjer 20 Generelt Lekkasjer avhengig av bergart Oppsprekkingsgrad og sprekkekarakter Spenningssituasjon og permeabilitet ske strukturer og permeabilitet Jordskjelv 24 Borbarhet 24 Forskjellige mineraler/bergarters betydning 27 Generelt 27 Mineraler 27 Sedimentære bergarter 30 Klastiske sedimenter Organiske sedimenter Kjemiske sedimenter Størkningsbergarter 33 Generelt Dypbergarter Lavabergarter Gangbergarter (Eruptivganger) Pyroklastiske bergarter 36 Metamorfe bergarter 37 Steinkvalitet 40 v
Innholdsfortegnelse Innholdsfortegnelse vi side Tunneler og bergrom 43 Generelt 43 Vanntunneler 43 Samferdselstunneler 44 Gruver 45 Kjøle- og fryselager 45 Olje- og gasslager 46 Avfallsdeponier 46 Lagerrom 46 Idretts- og parkeringshaller 48 Kraftstasjonshaller 48 Tilfluktsrom 48 Region 1 Grunnfjellsbergarter i Nord-Norge 49 1a) Finnmark 49 1b) Troms og Nordland 51 Region 2 Grunnfjellsbergarter i Sør-Norge 55 Generelt 55 2a) Området øst for Oslofeltet 55 2b) Kongsbergfeltet 57 2c) Telemarkfeltet 59 2d) Hardangervidda Setesdalsheiene 61 2e) Sørlandet 62 Region 3 Det nordvestre gneisområdet 67 Generell geologi 67 3a) Namsos Grong 68 3b) Nordmøre Ytre Sør-Trøndelag 69 3c) Romsdal Sunnmøre 70 side 3d) Sogn og Fjordane Nord-Hordaland 72 Region 4 Sparagmittbergarter i Finnmark 75 75 Region 5 Sparagmittområdet i Sør-Norge 77 77 Region 6 Den kaledonske fjellkjeden i Nord Norge 81 Generelt 81 6a) Troms Vest-Finnmark 81 6b) Nordland + Grongfeltet 83 Region 7 Trondheimsfeltet 87 87 Region 8 Den kaledonske fjellkjeden i Sør-Norge 91 Generelt 91 8a) Jotundekkene 91 8b) Hardanger Ryfylke Stavanger 93 8c) Bergensområdet 96 Region 9 Oslofeltet 99 sk og ingeniør-geologisk oppsummering 99 Kambrosiluriske sedimentbergarter Asker-gruppen (Sedimenter fra øvre karbon) Permiske lavabergarter Permiske dypbergarter Erfaringer fra anlegg 105 Region 10 Devonske bergarter 109 109 Litteratur 111 Vedlegg 1 - Tunneloversikt 113 Vedlegg 2 - TBM-tunneler 165 Vedlegg 3 - Undersjøiske tunneler 169 Vedlegg 4 - Luftputekammer og trykktunneler 173 vii
Innholdsfortegnelse Generelt Tunnelbygging har lange tradisjoner i Norge. Allerede på 1500-tallet ble det laget underjordiske ganger i forbindelse med gruvedrift. Senere kom de store jernbaneutbyggingene på slutten av 1800-tallet og utover på 1900-tallet, da det ble sprengt ut en rekke jernbanetunneler. Etter hvert ble det også mer og mer vanlig med vegtunneler, og i perioden 1945 1990 var det en storstilt vannkraftutbygging, og mange hundre kilometer med vanntunneler ble da sprengt ut. Etter at vannkraftutbyggingen stort sett er avsluttet, har det meste av aktiviteten vært konsentrert om jernbane- og vegtunneler, og i løpet av de siste par tiårene er det f.eks. bygget en rekke undersjøiske vegtunneler. Det blir mer og mer vanlig å utnytte bergrom til forskjellige formål. Dette har tidligere særlig vært aktuelt i forbindelse med kraftstasjoner inne i fjellet, forsvarsanlegg og tilfluktsrom, men bergrom blir nå stadig mer benyttet til lagerrom, bl.a. for olje og gass. Ellers er også underjordiske parkeringsanlegg, idrettshaller og fryselager blitt vanlige. Et høydepunkt når det gjelder idrettsanlegg, var byggingen av fjellhallen på Gjøvik i forbindelse med de olympiske vinterlekene på Lillehammer i 1994. Med en spennvidde på 61 m er denne hallen den største i sitt slag i verden. viii ingeniørgeologi Selv om norske bergmasser generelt er av god kvalitet og egner seg godt til undergrunnsanlegg, kan en ikke regne med at all tunnelbygging skal foregå uten vanskeligheter. Problemene kan bestå i dårlig stabilitet og vannlekkasjer, og dette kan medføre betydelige ekstrakostnader. Hvis de geologiske forhold er godt kjent på forhånd, kan en forutsi eventuelle problemer. En vil dermed ikke unngå alle vansker, men det vil være mulig å planlegge hvordan de enkelte problemene skal løses, eventuelt kan en flytte tunnelen til et annet og bedre sted. Det er alltid enklere å takle et problem når en vet om det på forhånd, enn når det kommer uventet. Tunnelbygging er sterkt knyttet til geologi, og selv om ingeniørgeologi som eget fag er av forholdsvis ung alder, har geologer blitt benyttet ved planlegging av tunnelanlegg i lang tid. Ved planleggingen av Bergensbanen ble det således i 1890-årene satt ned en kommisjon: Til Undersøgelse af de teknisk-geologiske Forholde ved Bergensbanens vestenfjeldske Alternativer, som det het. I denne kommisjonen satt bl.a. W.C. Brøgger og J.H.L. Vogt, to av landets fremste geologer. De gjennomførte et imponerende arbeid sett på 1
Innledning bakgrunn av de mangelfulle geologiske dataene som på den tiden fantes om de aktuelle områdene. Flere alternativer for banen ble vurdert, og Tabell 1 viser et eksempel fra rapporten som kommisjonen utarbeidet. Det ble bl.a. satt opp prognoser for tunnelsikring langs forskjellige alternativer. Fra tabellen ser vi at utmuring i tunnelene er regnet ut på nærmeste tiendedels prosent. For Gravehalsen ble det f. eks angitt 3,3% utmuring, som var sikringsmetoden som ble benyttet på den tiden, se figur 1. Sammenligner vi med resultatene fra anleggsarbeidene, så viser det seg at prognosene var ganske pålitelige. For Gravehalsen ble det for eksempel 1% utmuring, altså i samme størrelsesorden som prognosen. Her må en imidlertid nevne at den endelige traseen og lengden av tunnelen ble noe endret i forhold til det som de opererte med i prognosen. Innledning Tabell 1 Prognose for tunnelsikring for Rundal-Tungevannslinjens tunneler på Bergensbanen (Fra stortingsproposisjon nr. 58, 1892) Strekning Rundalen Gravehalsen Hagaberget Hagaberget-Seltuftvand Seltuftvand-Grøndalsvand Grøndalsvand-Taugevand Sum Antal af Tunneler 6 1 2 13 9 15 46 Samlet Længde m 786 4215 630 2125 1360 2346 11462 Prosent af Udmuring 3 3,3 6 5 3 3 3,7 Længde af Udmuring m 24 141 38 106 41 70 420 ske data I løpet av de siste 100 år har mengden av tilgjengelige geologiske data økt enormt. NGU har opprettet en database som kan nås via Internett. I denne databasen kan en søke på fylke og kommune, og en kan da få en oversikt over hva som er publisert om geologien innenfor det området som er av interesse. Minst like viktig som generelle geologiske opplysninger, er data fra eksisterende tunneler og bergrom. Her fins det ikke noen database, og det kan i mange tilfeller være vanskelig å få tak i slike data. Dataene er som regel heller ikke systematisert og fins gjerne bortgjemt i arkiver som få har kjennskap til. Det er imidlertid publisert mange artikler om tunneler og bergrom, gjerne i forbindelse med kongresser og seminarer, og disse artiklene er som regel lett tilgjengelige, og kan i mange tilfeller være til stor nytte. 2 I vedleggene til denne boka er det gitt en oversikt over tunneler og bergrom. De er systematisert slik at de er fordelt på forskjellige regioner. Landet er i den forbindelse delt inn i 10 geologiske hovedregioner, en inndeling som er basert på den geologiske utviklingshistorien. De forskjellige regionene har sine særtrekk, og dette kan være nyttig å kjenne til ved planleggingen av undergrunnsanlegg. 3 Innenfor hver geologisk region er de forskjellige anleggene lokalisert med hensyn til fylke og kommune. Ved hjelp av geologiske kart eller opplysninger fra annet hold er bergarten på de enkelte anleggene angitt. For hvert anlegg er det også oppgitt hvilket berggrunnskart i NGUs serie med målestokk 1:250 000 som dekker området. Videre er det gitt henvisninger til artikler i tidsskrifter og andre publikasjoner hvor de forskjellige anleggene blir beskrevet. Problemene som oppstår ved tunnelbygging, kan ha forbindelse med flere faktorer innenfor geologien. I noen tilfeller kan det være selve bergarten som er problematisk, f.eks. er alunskifer i Oslofeltet svært aggressiv overfor stål og betong. Stabilitetsproblemer er i stor grad knyttet til sprekker og forkastninger, noe som kan være mer eller mindre uavhengig av selve bergartstypen, men som heller er Fig. 1 Tverrsnitt og sikring av en jernbanetunnel anno 1892 (fra stortingsproposisjon nr. 53, 1893 Angaaende nye Jernbaneanlæg og Jernbaneundersøgelser )
Innledning Innledning knyttet til den spesielle geologiske utviklingshistorien i området. I Oslofeltet kan f.eks. de store permiske forkastningssonene medføre betydelige stabilitetsproblemer. Noen steder kan høye spenninger i berggrunnen være et problem, noe som kan være avhengig av både topografi og den geologiske utviklingshistorien. Bore- og ladevansker og borslitasje er gjerne problemer av mindre omfang, men kan lokalt være alvorlige nok. Sprengsteinen fra tunnelen kan være en ressurs, men det avhenger både av bergartstypen og lokaliseringen av tunnelen. ninger om. De fleste større gruver er tatt med, men tunnellengdene i forbindelse med disse er svært usikre og det er bare delvis gjort forsøk på å vurdere dette. Tabell 2 gir en oppsummering av tunnelene i Vedlegg 1. Tunneloversikt Oversikt over de tunnelene det er opplysninger om, er gitt i Vedlegg I. Tunnelene er der fordelt på de forskjellige geologiske regionene, og i tabellene er de satt opp alfabetisk etter navnet på tunnelen eller anlegget. Det er opplysninger fra over 2000 forskjellige anlegg med til sammen mer enn 4000 km tunnel. Oversikten er selvsagt ikke komplett slik at tallene i virkeligheten er større. Når det gjelder vegtunneler bygger oversikten vesentlig på opplysninger fra Vegdirektoratet slik at for denne typen tunneler bør det være tilnærmet komplett med unntak av de aller nyeste tunnelene. I Vegdirektoratets oversikt er det imidlertid ikke skilt mellom fjelltunneler og betongtunneler slik at en liten del av tunnelengden kan være andre typer tunneler enn fjelltunneler. Fra Jernbaneverket er det mottatt en liste over jernbanetunneler slik at oversikten her skulle være så godt som komplett. Når det gjelder kraftverk er det meste kommet med, men siden det ikke foreligger noen samlet oversikt over kraftverkstunneler, mangler det opplysninger fra en del anlegg, og for mange av anleggene er tunnellengdene noe usikre. Når det gjelder andre anlegg, kan det være mer tilfeldig hva som har kommet med; f.eks. har forsvaret en rekke anlegg som det er vanskelig å få sikre opplys- Waldemar Christopher Brøgger, som deltok ved de geologiske forundersøkelsene for Bergensbanen, var i sin tid en av verdens fremste geologer. Det som kanskje ikke er så godt kjent, er at han også drev en aktiv politisk virksomhet. Ved unionsoppløsningen i 1905 spilte han således en viktig rolle. Han hadde tidligere arbeidet i Sverige i mange år, og hadde kontakter på høyeste hold der. I 1905 benyttet han seg av disse kontaktene og førte uoffisielle forhandlinger som visstnok skal ha hatt stor betydning for å hindre krig mellom Norge og Sverige. Tabell 2 Antall tunneler og tunnelmeter i forskjellige regioner. (Datainnsamling avsluttet i 2003) 4 5 Region Vegtunneler Jernbanet. Kraftverk Andre Sum ant m ant m ant m ant m ant m Grunnfjell Finnmark 1 2 765 5 15 575 2 8 18 340 Grunnfjell Troms-Nordland 42 50 108 21 6 435 11 116 915 1 2 700 75 176 158 Grunnfjell Sørøst- Norge 18 27 999 22 21 344 9 3 180 27 23 489 76 76 212 Kongsbergfeltet 43 13 256 11 20793 6 60 34049 Telemarksfeltet 11 4 023 43 4 921 28 347 820 3 2000 85 358 764 Grunnfjell Hardanger- Setesdal 5 12 360 38 19 126 6 74 185 49 105 671 Sørlandet 75 31 615 174 64 327 35 168 009 12 27 850 296 310301 Namsos-Grong 7 1 044 14 3 599 1 1 500 4 26 6 143 Nordmøre-Ytre Sør-Trøndelag 21 23 729 7 65 696 4 1000 32 102 425 Romsdal-Sunnmøre 63 72 179 4 1 968 12 97150 4 200 83 171497 Sogn og Fjordane- Nord Hordaland 186 140 343 20 33 048 17 121020 2 225 292 411 Sparagmitt Finnmark 2 2 688 2 5 750 4 8 438 Sparagmitt Sør-Norge 7 873 9 795 10 167150 1 200 27 169018 Kaledonsk Finnmark-Troms 26 49 985 6 566 16 77 700 6 10 700 54 138 951 Kaledonsk Nordland 79 85 490 124 40 124 28 3317995 12 5750 243 449359 Trondheimsfeltet 13 9 998 55 15 679 23 147 790 36 7 990 127 181 457 Jotundekkene 86 126 227 68 44 649 29 656 560 183 997 436 Kaledonsk Hardanger- Ryfylke-Stavanger 121 88 116 1 117 14 370 223 14 21 030 150 479 486 Bergensområdet 58 47 616 19 20 297 12 49 500 9 25632 98 143045 Oslofeltet 51 61 579 39 21 063 7 10 512 46 103 152 143 196 306 Devonområdene 9 4 585 3 43 000 12 47585 Sum 881 843 322 700 316 314 286 3073623 189 231793 2056 4 465052
Innledning Generelt For hundre år siden var det nærmest en konkurranse mellom geologer om å beskrive og navngi nye bergarter. I ettertid har det vist seg at mange av disse navnene er unødvendige. W.C. Brøgger var en av de som lå aller fremst når det gjaldt å navngi bergarter. En annen kjent geolog på den tiden, K.O. Bjørlykke, syntes dette gikk litt for vidt. Han drev med geologisk kartlegging i Oslo sentrum, og på et sted som ble kalt Nattmannhaugen, fant han en litt spesiell gangbergart. Nærmest for spøk kalte han denne bergarten for nattmannhaugitt. Nattmannhaugen hadde forresten navnet sitt etter en liten hytte som sto der i gamle dager. Denne hytten ble brukt av nattmennene som var datidens renovasjonsarbeidere. Bergarter og tektonikk bestemmer de ingeniørgeologiske egenskapene. For å utrede de ingeniørgeologiske forhold, må en derfor starte med den generelle geologien. Norge har en variert berggrunn. På NGUs berggrunnskart over hele landet i målestokk 1:1 000 000 er det således en inndeling med 267 forskjellige bergartstyper (Sigmond o. a. 1984). Går en inn på geologiske kart i større målestokk, vil en finne en langt mer detaljert inndeling. De eldste bergartene finnes i Lofoten og har trolig en alder på nærmere 3000 millioner år. De yngste bergartene på land finnes på Andøya og har en alder på ca 130 millioner år. Dette betyr at vi på fastlandet i Norge mangler unge bergarter i geologisk forstand. Dette medfører også at de norske bergartene generelt er harde og stive og hører derfor til gruppen hard rock, mens såkalt soft rock stort sett bare finnes på kontinentalsokkelen. En annen ting av betydning er at det under de kvartære istidene skjedde en omfattende erosjon, slik at den øvre, overflateforvitrete delen av berggrunnen for en stor del ble fjernet. Det er derfor som regel en skarp grense mellom bergmassene og de overliggende kvartære jordmassene, og den såkalte dagfjellsonen er derfor oftest begrenset til bare noen få meter. Sammendrag av Norges geologiske historie Omtrent 70% av bergartene i Norge er av prekambrisk alder, dvs de er eldre enn ca 600 millioner år. På norsk blir disse bergartene ofte be- 6 tegnet som grunnfjell fordi de mange steder danner et underlag for 7 Når man skal lage en tunnel i Norge, må man oftest benytte fjellsprengning. Når ingeniørgeologene skal vurdere stabiliteten av tunnelen, benytter de seg av bergmekanikk. På norsk bruker vi altså to ord, både fjell og berg, om materialet som bygger opp undergrunnen. Det synes ikke å være noen klare regler for når man bruker fjell og når man bruker berg, men det miljøet man kommer fra, spiller nok litt inn. de yngre, og gjerne mindre omvandlete bergartene. Prekambrium var et uhyre langt tidsrom som strakte seg fra jordens dannelse og fram til kambrisk tid, en periode på ca 4 milliarder år. I prekambrisk tid foregikk det geologiske prosesser omtrent som i dag dvs vulkanisme, sedimentasjon og fjellkjededannelse. I en betydelig del av denne perioden var det lite oksygen i atmosfæren, og dyre- og plantelivet var svært sparsomt. De prekambriske bergartene er som regel omvandlet i større eller mindre grad, og storparten kan klassifiseres som gneis, granitt og amfibolitt. Fra den eldste perioden i prekambrium, arkeikum, fins det bergarter i Finnmark og Lofoten. De har en alder på 2000 3000 millioner år. Størsteparten av de prekambriske bergartene i Sør- Norge er fra perioden proterozoikum med en alder på omkring 1700 millioner år. På det tidspunktet var det stor aktivitet med hensyn til fjellkjededannelse i Skandinavia. Det forekommer også
Norges geologi Norges geologi yngre, prekambriske bergarter, spesielt granitter som kan ha en alder på 800 1000 millioner år. I senprekambrisk tid, dvs for 600 700 millioner år siden, ble det i forsenkninger i overflaten avsatt store mengder sand og grus. Denne perioden ble tidligere ofte betegnet som eokambrium. På den tiden var det også en istid, og store morenemasser ble avsatt. De senprekambriske avsetningene kan vi finne igjen som de såkalte sparagmittbergartene som har stor utbredelse i Østerdalen og i Øst-Finnmark. Dette er særlig konglomerat og sandstein, men i Øst-Finnmark finner en også typiske tillitter som er forsteinet morene. Ved inngangen til kambrium, for ca 600 millioner år siden, var de prekambriske fjellkjedene erodert ned, og Norge var på den tiden for en stor del et lavtliggende flatland. Dette blir benevnt som det subkambriske peneplanet, som f.eks. er bevart på Hardangervidda. I løpet av kambrisk tid trengte havet innover storparten av det som er Norge i dag, og det ble avsatt sedimenter i form av leire og sand. Dyre- og plantelivet blomstret nå opp, og det dannet seg store ansamlinger av kalkskall som senere er blitt til kalksteinslag. Denne sedimentasjonen fortsatte også gjennom ordovicium og silur, men i disse periodene var det også omfattende vulkansk virksomhet både på Vestlandet, Trøndelag og i Nord-Norge. Store mengder av lava og tuff ble avsatt, og dypbergarter i form av f.eks. granitt, trondhjemitt og gabbro trengte også inn. Ved slutten av silur og utover i devon foregikk den kaledonske fjellkjedefoldingen. Det skjedde ved en kollisjon mellom det amerikanskeog det europeiske kontinent, og bergartene ble foldet sammen og omvandlet i de sentrale delene av Sør-Norge og i Nord-Norge. De vulkanske- og sedimentære bergartene gikk dermed over til metamorfe bergarter. Store skyveflak ble skjøvet opp fra vest, og de finnes i dag bl.a. i form av de såkalte Jotundekkene. Skyvedekkene består dels av prekambriske bergarter som nå kan ligge over yngre Tabell 4 Fordeling av bergarter i Norge i % av overfl ateareal (etter Oftedahl 1981) Tabell 3 Kronologisk oversikt over Norges berggrunn (dels etter Oftedahl 1981) Mill. år Æra Periode Typiske bergarter 0,01-2,5 Kvartær Moreneavsetninger 5 23 Cenozoikum 36 Tertiær 57 66 144 Kritt 208 Mesozoikum Jura 245 Trias 286 Perm Ingen avsetninger på fastlandet (Erosjon) Sedimenter på Andøya Vulkanske bergarter i Oslofeltet 360 Karbon Sedimenter i Oslofeltet (Askergruppen) 408 Devon Sandstein, konglomerat Paleozoikum 438 Silur Sedimenter (fjellkjedefolding) 505 Ordovicium Sedimenter, vulkanitter 570 Kambrium Sedimenter 650 Vendisk Sparagmitt i Sør-Norge 950 Overrifeisk Sparagmitt i Nord-Norge, granitter 1150 Mellom-rifeisk Kvartsitt og metarhyolitt i Telemark Proterozoikum 1600 Metamorfe bergarter i Kongsbergfeltet 1700 Underrifeisk Gneiser Bergen, Møre-Trøndelag 1800 Eruptiver i Lofoten 2500 Jernmalm i Sør-Varanger 2800 Arkeikum Arkeikum Gneser på Finnmarksvidda 3000 Mulige bergarter Lofoten bergarter. Hele det store prekambriske området på Nordvestlandet (det såkalte nordvestre gneisområdet) ble kraftig omvandlet, slik at det her kan være vanskelig å skille mellom prekambriske- og eventuelle yngre bergarter. Det skjedde også etter hvert en landhevning, slik at sedimentasjonen stoppet opp, og erosjon ble den viktigste geologiske prosessen. Ved begynnende kollaps av den unge fjellkjeden ble det dannet forsenkninger der det i devontiden ble avsatt store mengder med sand og grus. Disse avsetningene finner vi igjen som devonske sandsteiner og konglomerater, særlig i flere områder i Sogn og Fjordane. Erosjonen tærte etter hvert ned den kaledonske fjellkjeden, og i slutten av karbon var det i Oslo-området en flatt lavland, det såkalte subpermiske peneplan. På denne flaten ble det avsatt litt sedimenter, den såkalte Askergruppen. I permtiden revnet jordskorpen i Oslofeltet, og langs store sprekker skjedde det store forskyvninger. Den såkalte Oslograbenen ble dannet ved at sentrale deler av Oslo-området sank inn mer enn tusen meter langs de store forkastningene. Det strømmet opp store lavamasser som størknet i form av basalt og rombeporfyr, og omtrent samtidig ble det dannet store massiver med dypbergarter under overflaten, f.eks. granitt og larvikitt. Resten av Norge ble bare i mindre grad berørt av disse dramatiske hendelsene. I periodene trias, jura og kritt skjedde det stort sett bare erosjon på fastlandet i Norge. Kun i et mindre område på Andøya finner en sedimenter fra denne tiden. Ute i Nordsjøen ble det derimot avsatt tykke sedimentpakker. Erosjonen på land fortsatte også i tertiær, og landet ble stort sett erodert ned til ett flatt lavland. Det skjedde nå en stor landhevning, enkelte steder trolig på mer enn 2000 m. Denne hevningen var størst i vest slik at landet på en måte ble stilt på kant, og dette er noe av forklaringen på at elvene på Østlandet ofte har sitt utspring langt mot vest. I tertiærperioden var det trolig betydelig forkastningsaktivitet langs vestkysten, og enkelte diabasganger i Sør-Norge stammer også fra denne tiden. 8 9 Alder Bergartstype Bergart % % % Vulkanitter Basalt, rombe-porfyr 0,4 Perm Syenitt, granitt 1,0 1,9 Monzonitt 0,5 Devon Sedimenter Sandstein og konglomerat 0,4 Sedimenter og vulkanitter 23,4 Gabbro, dioritt 1,9 Kambrosilur Intrusiver Ultrabasitter 0,1 Tonalitt etc. 0,9 5,2 29,8 Granitt 2,3 Gneis i Nord-Norge 1,2 Lofoten-eruptiver Granitt, syenitt, Monzonitt 0,9 Gneiser i Vest-Norge og Trøndelag 14 Granitter, Nord-Norge 3,0 Paragneiser 0,6 Prekambrium i den kaledonske fjellkjeden Sure eruptiver 1,2 Jotuneruptiver 4,2 Basiske eruptiver 1,5 36,9 Anortositt m.v. 0,9 Metasandstein 12,7 Sen-prekambriske Gneis, N-Norge 1,8 bergarter Kalk, dolomitt 0,1 14,6 Gneis 28,9 Prekambrium (grunnfjell) Kvartsitt 1,3 Trysilsandstein 0,3 31 Gabbro, amfi bolitt 0,5 Det har vist seg at grensene mellom de geologiske regionene av og til må forandres. På det geologiske norgeskartet fra 1960 var det en bergartsgruppe som ble kalt valdressparagmitten. Dette er sandsteiner som man antok var dannet i forbindelse med den kaledonske fjellkjedefoldingen for ca 400 mill. år siden. Nærmere kartlegging i dette området på 1960-tallet antydet at disse bergartene var langt eldre, og av samme alder som de andre sparagmittbergartene. Akkurat på den tiden da dette ble oppdaget, holdt de på å gi ut en stor bok om de norske kaledonidene, og denne boka ble i all hast tilbakekalt fra trykkeriet slik at de kunne foreta en oppdatering. Petrologi er læren om bergartene. Ordet kommer fra gresk petros som betyr stein eller klippe. Apostelen Peter ble som kjent kalt klippen. Petros har vi også i andre sammenhenger som f.eks. petroleum der siste ledd kommer fra latin oleum som betyr olje. Den kaledonske fjellkjeden går langsetter en stor del av Norge. Navnet kommer av Kaledonia som er et gammelt navn på Skottland, hvor denne fjellkjeden også finnes. På grunn av landhevningen ble det fornyet erosjon, og dannelsen av de dalsystemene vi kjenner i dag, begynte. Mot slutten av tertiær ble klimaet kaldere, og istiden satte inn. Det foregikk da en omfattende erosjon, og det norske landskapet fikk sin utforming. Landet ble presset ned av isen, og etter at isen forsvant for ca 10 000 år siden, har det foregått en landhevning som enkelte steder er mer enn 200 m. ske regioner Norge kan deles inn i geologiske regioner på flere måter. En vanlig måte er å basere seg på den geologiske historien, dvs etter bergartenes alder og tektoniske utvikling. Det er imidlertid ikke så lett å sette klare grenser mellom regionene. Det vil som regel være slik at noen områder like gjerne kunne høre til den ene som den andre
Norges geologi Norges geologi regionen. Uansett inndeling, så vil også noen av regionene inneholde bergarter av forskjellig alder, siden vidt forskjellige bergarter ofte kan ligge i en intim blanding. I denne boka er det med visse tillempninger tatt utgangspunkt i den inndelingen som benyttes i Oftedahl: Norges geologi, 1981. På det grunnlaget er det foretatt en inndeling i 10 hovedregioner. Noen av de største regionene har fått en finere inndeling som blir betegnet med a,b,c osv. Inndelingen er følgende: 5. Sparagmittområdene i Sør-Norge En stor del av området mellom Gudbrandsdalen og svenskegrensa 6. Den kaledonske fjellkjeden i Nord-Norge 6a) Troms og Vest-Finnmark (fra Ofoten og nordover) 6b) Nordland (fra Grong til Ofoten) 10. Devon 7. Trondheimsfeltet Storparten av Sør-Trøndelag og Nord-Trøndelag øst for Trondheimsfjorden nordover til Namdalen 8. Den kaledonske fjellkjeden i det sentrale Sør-Norge 8a) Jotundekkene (Gudbrandsdalen Jotunheimen) 8b) Hardanger øst Ryfylke Stavanger 8c) Bergensområdet Flere områder vesentlig i Sogn og Fjordane Oversiktskart som viser regioninndelingen er vist på figur 2, se også figur 3 som er et forenklet kart som viser berggrunnen i Norge. 9. Oslofeltet 1. Grunnfjellsområdene i Nord-Norge 1a) Finnmark (Finnmarksvidda, Sør-Varanger, Alta) 1b) Troms Nordland ( Lofoten + flere adskilte områder av forskjellig størrelse) 2. Grunnfjellsområdene i Sør-Norge 2a) Sørøst-Norge (Området øst for Oslofeltet) 2b) Kongsbergfeltet 2c) Telemarkfeltet 2d) Hardanger Setesdalsheiene 2e) Sørlandet 3. Det nordvestre gneisområdet 3a) Nord-Trøndelag (Namsos Grong) 3b) Nordmøre Ytre Sør-Trøndelag 3c) Romsdal Sunnmøre 3d) Sogn og Fjordane Nord-Hordaland 4. Sparagmittområdene i Finnmark Tana Varangerhalvøya 10 11 Fig. 2 ske regioner Fig. 3 Beggrunnskart. NGU
Fredrik Løset er født i Rindal i 1942. Han studerte ved Universitetet i Oslo 1963 1969 og tok Cand real. grad med geologi som hovedfag. I perioden 1970 2004 arbeidet han på NGI innen fagområdet ingeniørgeologi, da spesielt i forbindelse med tunnelbygging og stabilitet av fjellskråninger. I perioden 1985 2003 underviste han i ingeniørgeologi ved Universitetet i Oslo. Norges Geotekniske Institutt Sognsveien 72, 0855 Oslo Postboks 3930 Ullevaal Stadion N-0806 Oslo Tlf: 22 02 30 00 Fax: 22 23 04 48 E-mail: ngi@ngi.no www.ngi.no