1981 12 1330 ØRNULF I OMRADENE NORD FOR ISFJORDEN_, SVALBARD UNDERSØKELSER I DE SULFATFØRENDE SEDIMENTENE FRA UNDERPERM

t .

UNDERSØKELSER _I DE SULFATFØRENDE SEDIMENTENE

FRA UNDERPERM _I OMRADENE NORD FOR ISFJORDEN_, _SVALBARD

av

ØRNULF

^LAURITZEN Norsk Polarinstitutt

· Rdlfstangveien

12 1330

Oslo Lufthavn

Norsk Polarinstitutt Oslo

1981

INNHOLD

Summary ^{. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .} Innledning . . . . .. . .. . . . ^{. . . . . . . . . . . . . . .} Systematisk beskrivelse

Sulfatene ^{. . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .} Karbonatbergartene

Diskusjon Sammendrag Litteratur

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Side

3

4

6

8

1 4

1 9

20

21

-3^-

SUMMARY

An unusually well exposed 162 m thick continuous section through most of the Gipshuken Formation is seen at Trollfuglfjella north of Isfjorden. This formation consists of interbedded eva­

porites and dolomites, the evaporites showing highly varied modes of occurrence. Sulphatic beds tend to dominate the lower part of the section, passing up into a dolomite dominated unit. The sedi­

ments found represent deposition in arid lagoonal to supratidal environments, best compared with recent sabkhas. The petrography of the carbonate rocks is presented, based on thin-section studies;

algae and algal lamination are important constituents of these carbonates throughout the succession. Even though dolomitization is extensive in most horizons sampled, primary structures can still be studied.

INNLEDNING

De sulfatførende sedimentene nord for Isfjorden finnes hovedsakelig i to stratigrafisk vel adskilte nivåer. Det underste nivået ble av GEE, HARLAND og McWHAE

(1953)

kalt "Lower Gypsiferous Series" og det øverste for "Upper Gypsiferous Series", men da strati­

grafien for området ble revidert av CUTBILL og CHALLI­

NOR

(1965),

ble det underste nivået plassert i Ebbadalen­

formasjonen og delvis i Minkinfjellet-le ddet (med andre ord, i mellomkarbon, i Bashkir og eldste del av Moscov).

Det øverste nivået ble da til Gipshuken-formasjonen og tilhØrer underperm (Artinsk).

Det har alltid knyttet seg en viss Økonomisk inter­

esse til disse �ulfatførende sedimentene, og det har

vært de underpermiske sulfatene fra Gipshuken-formasjonen som har vært mest ettertraktet. Det ble for eksempel g

j

ort forsøk på gruvedrift i Skansbukta (Fig.

1)

ⁱ

19 18,

og forsøk ble også gjort i Tempelfjord-området på samme tid, da overflatemasser ble skrapt av for å nyttiggjøre seg gipsen. Det er imidlertid hevet over enhver tvil at disse su1fatene hovedsakelig er anhydritt og at gips bare er å finne som en tynn skorpe på overflaten eller i sprekke­

fyllinger og lignende. Dette ble da også bekreftet i gruven i Skansbukta, hvor anhydritten ble renere etter som massene ble drevet ut av fjellet.

De undersØkelser som her blir presentert er kun knyttet til Gipshuken-formasjonen, en formasjon som sedimentologisk er dårlig undersøkt. Årsakene til dette kan være mange, men mangel på fossiler og dårlig kjennskap til dannelse av eva­

poritter må nok ta sin del av ansvaret. En annen viktig årsak er også at Gipshuken-formasjonen er dårlig blottet

LOCATION

^MAP

D

o 50

•

• • .

.

•

lOOKI\11

l

'---�---'

KVITØYA

O

t>

Fig. 1. Oversiktskart med angivelse av viktige lokaliteter i

teksten.

-5-

der den er tilgjengelig, noe som har gjort at den ikke er så attraktiv som for eksempel den underliggende Nor­

denskioldbreen-formasjonen og den overliggende Kapp Starostin-formasjonen.

De undersøkelser vi har å støtte oss til i denne sammenheng er GEE et a l.

( ¹ 9 53)

, BATES og SCHWARZACHER

(1958)

og CUTBILL og CHALLINOR

(1965),

og disse arbeidene er av en mer generell stratigrafisk karakter enn egentlig sedimentologisk. HOLLIDAY

(1966)

tok for seg gips/anhydritt­

bergartene i Billefjord-området, men mesteparten av hans observasjonsmateriale var knyttet til de mellomkarbonske sulfatene i Ebbadalen-formasjonen. HOLLIDAY var imidler-

tiil innom Skansbukta for å gjøre sammenligninger mellom sulfatene i de to formasjonene. Ut fra dette bakgrunns­

materialet, ble det min oppgave å se litt nærmere på Gipshuken-formasjonen. LAURITZEN

(1977)

presenterte et klassifikasjonssystem for gips/anhydrittdannelser som skulle danne grunnlag for en videre beskrivelse av Gips­

huken-formasjonens sulfater, selv om arbeidet den gang bare trakk generelle konklusjoner om avsetningsmiljØ og diagenese.

Det som n å har skjedd senere er at flere opplysninger har blitt samlet inn om denne delen av lagrekken, for om mulig å danne seg et bedre bilde av avsetningsforhold, pa­

leomiljØ og sedimenttyper, og det ble ganske klart dt:�ette ikke kunne bli gjort ut fra sulfatene alene. Karbonatene som er en meget viktig del av denne sedimentlagpakken, inne­

holder elementer som skal gi svar p å noe av dette og ut fra en slik sammensatt undersøkelse av lagpakken, blir det nå

(LAURITZEN in prep.) presentert en tolkning basert p å dette materialet. I denne rapporten vil jeg imidlertid legge mer vekt på den geografiske utbredelsen i tillegg til mektig­

heter og sedimentologiske modeller, samt en del beregninger av sulfatinnhold, etc.

SYSTEMATISK BESKRIVELSE

Som nevnt innledningsvis er deler av Gipshuken­

formasjonen dårlig blottet i store områder nord for Isfjorden, og bare på meget få steder kan en hevde å ha gode tilgjenge­

lige profiler (snitt). Slike snitt finner vi for eksempel i Skansbukta, men der er det bare en meget begrenset del av

lagrekken som er blottet. I Trollfuglfjella ved Dickson­

fjorden (Fig.

2)

finner vi imidlertid et usedvanlig godt blottet profil som LAURITZEN (in prep.) velger å fremme

-7-

Fig. 2. Skjæringen gjennom de underste 162 meterne av Gipshuken­

formasjonen, slik den finnes i Trollfuglfjella. Vi får her tydeJig demonstrert de vekslende lagene av anhydritt og de mørkere lagene av dolomitt.

som et ''typeprofil". Det egentlige typeprofilet for formasjonen er lansert av CUTBILL og CHALLINOR

(1965)

til å være i den sørvestlige delen av Cowantoppen.

I den samme publikasjonen sier CUTBILL og CHALLINOR (1965) at tykkelsen av Gipshuken-formasjonen varierer fra 211 ^til 353 ^meter. Egne observasjoner fra disse områdene viser imidlertid at tykkelsen ligger meget nær det fØrste tallet, så dersom en vil sette opp et gjennomsnitt for området, skulle jeg tro at det ville ligge på omkring

200-210

meter. For profilet ved Trollfuglfjella, blir mektigheten for formasjonen satt til

210

meter.

Ved en gjennomgåelse av Gipshuken-formasjonen kan

vi raskt fastslå at den kan deles i to nesten like store deler. Den underste delen blir dominert av tykke sulfat­

lag hvor vi finner dolomitt mellom sulfatlagene, og den

øvre delen domineres av dolomitt, men hvor sulfat inngår

som knoller og spredte, tynnere lag.

I Trollfuglfjella finner vi de underste 16 2 ^meterne av Gipshuken-formasjonen blottet i et godt snitt, og ut fra de observasjoner som der er gjort, kan vi også be­

regne fordelingen av massen i profilet. Det viser seg jo at de to hovedkomponentene i profilet, dolomitt og anhydritt, viser en tilnærmet syklisitet i sin opptreden, og andre bergarter som for eksempel mørke skifre, inngår bare som spredte og helt underordnede lag. Profilet

gjennom lagpakken i Trollfuglfjella er her presentert som figurene 3-7.

SuZfatene

Sulfatene vi finner i Gipshuken-formasjonen i prøver fra Trollfuglfjella, er

i

alt vesentlig anhydritt og gips, men røntgenopptak (XRD) viser at det finnes mindre mengder av bassanitt (Caso4

^·

� H20)

^og

cØlestin (Srso4) . Bereg­

ninger som er gjort på hele profilet (162 meter), viser at sulfatene utgjØr omtrent 45%

av

massen. Dersom vi holder oss til de underste 70 meter av profilet, utgjØr sulfatene hele 60% av massen. I disse tallene er imidlertid ikke den del av sulfatene som vi finner finfordelt eller spredt i dolomitten tatt med, en del som vanskelig lar seg beregne nøyaktig. Det er imidlertid 'hevet over enhver tvil at også denne massen er betydelig.

Den i alt overveiende del av sulfatene finner vi i

sammenhengende lag av forskjellig tykkelse. De individuelle lagene varierer fra mindre enn 1

^mm

tynne laminasjoner opp til

5.5

meter tykke, massive benker. I lagpakken er det andre steder påvist tykkere lag enn dette, og LAURITZEN

(1977) rapporterte opp til

15

meter tykke lag. Slike lag er imidlertid ikke gjenfunnet i profilet ved Trollfuglfjella.

Årsaken kan være at så tykke lag ikke finnes der, eller at de på de observerte stedene inneholder tynne lag med dolomitt, lag som ikke lar seg observere på grunn av blottingens kva­

litet.

m

30

20

1 o

-

9

^-

bedded to laminated; miner dm.

r-

�

hickly bedded with doming top surface.

_J Ch.w. within the gypsum bodies. Brecciated towards the bottom.

/1/V.yellowish brown shale, folded and brecciated.

O.B

-

ch.w.,elongated, small scale folding. Variation -�---�-in colour.

1.6 ₌

15.3 1 ^• o

1".11.3 ⁼⁼

r-�E3/��/�/�E§� -�l--

massive ch.w.; contorted in both upper and lower part.

/'1/v..-

thickly bedded; dm. lens 1m thick disappears laterally.

massive, very competent horizon with ch.w.

Alternating light and dark colours. Sharp upper boundary with a pure, white bed.

prominent zone with folding in the lowermost 25 ^cm.

/1/V---

thickly bedded, dark grey. Competent. Gypsum insignificant.

massive with cih.w.; more shaly in lower part.

some variation in colour from

horizon with ch.w., more dm. rich in upper part

____ where bedded.

____ thinly bedded dm. interbedded with ch.w.gypsum.

massive-bed with ch.w., relicts of dm. as elon­

gated nodules.

finely lam1nated to bedded dm.,

s

^haly in the middle part.

massive bed with continuous ch.w., markedly smaller than above.

Fig. 3. Stratigrafisk søyle gjennom de underste 35 meterne i profilet gjennom Gipshuken-formasjonen i Trollfuglfjella.

Tegnforklaring finnes på Fig. 7.

6 o ^60.3

50

40

lenses of upper part.

thin to medium bedded.

massive bed w^{ith ch.w.}

F==t�����---shaly dm.

ch.w. prominent, but dm. common in parts.

medium to thinly bedded, stylolites.

Gypsum most common in upper part. Eroded top with intraformational cgl. (?)

ch.w. � alternating dark and light ^{gypsum .}

bedded� shaly in upper part, shale on beddi^ng planes further down.

•

^{-y-== >r} ----alternating beds with impurities. Ch.w.

X prominent in gypsum, dm.finely laminated ----to porous.

large scale ch.w. � pure,

rrc������---

^__ f-thickly bedded, with bedding plane no-

�

-0-0-

^{-; __} dules in upper part.

/"V'V

massive with ch. w. Shale as distinct fol­

ded bed in gypsum.

�--finely laminated, eroded.

alternating, interbedded dm. and gypsum.

Dm. finely laminated, gypsum with ch.w.

::::medium th'ck bed; no gypsum.

massive ch.w.; ^{changing amounts of} dm./shale.

competent, with ch.w. in upper and lower part, more bedded in middle part. Minor beds of dm. disappear laterally.

�3�����---

----·porous dm. ,shaly in lower part. Doming

�

^{-v- X} upper sur face.

-�---

^----ch.w. in the upper part and bedded in the lower. Variation in colour from light to dark.

Fi=::::l�����"--·.::::-.--/7.o1,:yellowish green shale, folded.

Fig. 4. Stratigrafisk søyle gjennom lagrekken mellom 35 og 70

meter over basis av Gipshuken-formasjonen i Trollfuglfjella.

Tegnforklaring finnes på Fig. 7.

m

100.5

100

95.6

90

84.7

80

1.4 o.

4.3

1.3 o.

4.6

0.4

3.6

V V V V v'\

1 �.·v v v v v

o 7l,V V _lv, V V V V V V V V V V ^V V V.\

- 1 1-

:�-_-_:-:::::undulating bed.

= O

=o -v

bedded dm., gypsum prominent in parts.

massive with lenses of bedded dm.

medium to thinly bedded dm.

:=·:.::::::pure, resting on a thin shale.

=o

��

o�

bedded, in parts porous. Gypsum bodies prominent and well developed.

-�--_-_-_- _--_-_-_-shaly, gypsiferous dm.

massive with ch.w.,. some shale in upper part.

massive with ch.w., dome-like top surfa ce.

thickly bedded in upper part, thinly lami­

nated in lower. Gypsum most prominent in upper part.

massive with ch.w. in upper part, dark and massive in lower part.

79. 2 1 ^• 5

- = 0 �-dark and shaly in upper and lower part with -v ./Ø' gypsum in ripples. f•liddle part cross-bedded 77.7

Fig. 5.

0. V V V V V V

4 .4

� with big gypsum nodules.

:�:::::::massive with ch.w.

-v ?<: ./Ø'

=o

o o o

?<-v-

medium to thinly bedded in lower and upper part, middle part more massive. Cross-bedding in upper part.

�massive with ch.w. in upper part, lower part lower part bedded with �qme dm. shale.

bedded dm., dark bed with shale in lower part.

Stratigrafisk søyle gjennom lagrekken mellom 70 og 105

meter over i'J·asis av Gipshuken-formasjonen i Trollfuglfjella.

Tegnforklaring finnes på Fig. 7.

m

140 ^140.0

130

120

11 o 139.1 138.5

132.0

128.0

119. 5

118. o 0.4 0.7

7.1

1.6 0.4

7.2

2.7

8.2

1.4 0.9 108. 9 1. 4

�-··j

1.9

,.-.,-, . "..--

v vv v v

r;::::dark shale.

-�-� thinly laminated dm.

-

= ?<

o o

'it

'p

��-21--

�e li

bedded, rich in gypsum bodies. Silicified mm small (mm size} nodules in upper part. Hori­

zons with bioclastic material.

x=

-v-

IJ

bedded dm.

-x-0- ---dark, thick bed. Gypsum bodies prominent.

-0--y--- ---

XI"\

=-y-

=o

'it =o

-v­

ox

bedded to thinly laminated dm. Stylolites pro­

minent. Gypsum often on bedding planes with shale material.

massive bed, with some gypsum.

thicly to thinly bedded dm. Gypsum common as 1-5 cm thick continuous beds on bedding planes.

---thinly to medium bedded dm., thinly laminated in the middle part. Beds with coarser material

_____ above the laminated part.

thinly bedded dm.

medium to thinly bedded dm. with some shale. -�---·massive bed.

:�:: � : : :::shaly, gypsiferous dm., some silicification.

=o thinly laminated. ^{' ·}

thickly to medium bedded dm., scattered bodies of gypsum.

Fig. 6. Stratigrafisk søyle gjennom-lagrekken mellom 105 og 140 meter over basis av Gipshuken-formasjonen i Trollfuglfjella.

Tegnforklaring finnes på Fig. 7.

m

160

150

147.8

X X )( ^{)( X}

[X X

-

1

^3-

dolerite

partly covered; gypsiferous dm. up to the do­

dolerite.

-.:::::.::: .::thinly laminated with gypsum on bedding ?lanes.

o O shaly dm.

-=---thinly bedded, appears shaly due to gypsum on. -- bedding planes.

--- --massive bed with shaly lower part.

---=---thinly bedded, appears shaly due to gypsum on

',v:, -=---:._,�_bedding planes.

O ---� '�_continuous bed.

1 1 ' ,v"

�<

^"v ,v, = '�_thinly laminated dm., gypsum in middle part.

·v·v:v·v_�v _ _ _:::::: ^_______ continuous bed, appears nodular.

19 '8

-- =

=C>

?<= o

O-v-

gypsiferous dm., partly dominated by gypsum, partly by dm. Gypsum is common in laminated horizons_

bedded, light dm_, thinly laminated in lower part.

bedded dm., cross-cutting nodules up to 0.5 . thick.

Dm. often thinly laminated.

KEY TO THE SY�\BOLS USED IN THE MEASURED SECTION Rock types:

�

^dolomite ?< I a veins

Organisms and organic activity:

)

⁾ bioturbation

ty�:�:j

anhydrite/gypsum

�

gypsiferous dolomit^e

•

^shale

W

^dolerite

Sedimentary structures etc.:

horizons with or slumpin<J cross-bedding erosive surface ripples

!"'\

=

==

C>

� o

-y-

/}

Ib I c Id Ie IIa IIb IIc I Id IIIb

stylolites

cJ

gastropods

undulat ing be ds e bivalvc;

regular be ds algae :. see ^comments laminated be ^ds an^{d T}ab^{le 1} bedding plane nodules ch.w.: chicken ^wi^re

cross-^cutting ^nodules tubes

wa^lls

small shale cracks

Fig. 7. Stratigrafisk søyle gjennom den øverste delen av

Gipshuken-formasjonen som er blottet i Tr ollfuglfjella, begrenset oppad av en intrusiv. Dannelsesformer av gips/ anhydri tt refererer til LAURITZEN ( 1977) •

I tillegg til de mektige anhydrittlagene, finnes det en rekke dannelsesformer i dolomittisk materiale.

Slike former kan være knoller og linser, sprekkeinnfyllinger og lignende, noe som er forsøkt standardisert av LAURITZEN

(1977).

Ut fra denne systematiske inndelingen, har profilene (Figs.

3-7)

fått en egen kolonne hvor de forskjellige dan­

nelsesformene av sulfater er satt opp.

Sulfatenes farge varierer sterkt fra lag til lag, fra hvite, homogene lag, gjennom alle grader av grått til nesten svarte. Dette skyldes et varierende innhold av dolomitt som har forblitt i sulfatene som "forurensninger ". Tydeligst kan vi se denne dolomitten i den såkalte hØnsenettingstruktur

(chicken wire).

Selv om vi idag finner en blanding av anhydritt og gips som overflatemineral, er det anhydritt som dominerer.

Gips er i de fleste tilfeller å finne som en skorpe som kan variere både i tykkelse og renhet. Det er imidlertid anhydritt som er hovedmineralet, og dette kommer godt frem i friske prøver. Det er videre klart at det foregår en gipsifiseringsprosess også i dag, men da områdene det her er snakk om har permafrost, vil enhver form for sirkulasjon av vann bli sterkt begrenset, og en kan stort sett si at gipsifisering i dag foregår på overflaten eller meget nær denne.

Det er

^derfor

vanskelig

^{å sa}

m

^men

l

ⁱ

g

^ne

med modeller

av gipsifisering fra andre steder som normalt befinner seg i tempererte strøk.

Karbonatbergartene

Karbonatbergartene er totalt dominert av dolomitt hva karbonat angår, og de fleste prøvene inneholder da heller ikke noe annet karbonatmineral. Vi finner imidlertid små mengder av kalkspat i den øvre delen av profilet, men bare tre prøver inneholder mer enn ubetydelige mengder kalkspat

(Tabell

1).

Sample ØL 77/ TFF 147.8 140.0 139. 1 138.5 132.0 128.0 119.5 118. o 108.9 100.5 95.6 84.7 79.2 77.7 70.7 67.8 60.3 54. 1 48.0 37.2 33.1 28.5 22.3 17.8 17.5 15.3 10.9 1. 1 Textural cantXJnents (%) F«:x::k type dolomite skeletal grains Conments quartz anhy. calc. or pc res total micr. sp/rh grains �hert qyps. otal aloae li_ndet * dolamitized biamicrite 92 92 < 1 2 4 *) Microcodium polamitized intra-algal micrite 90 90 9 1 62 62 calc. as sparry cement

po

lomitized algal micrite 97 97 2 < 1 42

l

40 2 sparry calc. in cracks *

po

lamitized part.silic.biomicrite 72 72 2 26 28 28 *) most fossils silicified

�

olomitized algal micrite 90 90 25 25 10 dolomoldic porosity * �rt. dolomitized biomicrite 74 23 3 30 7 23 *)mostly Microcodium dolomitized algal micrite 91 91 4 5 * *)algae as micrite dolomicrite 99 97 2 < 1 sane bi turnen dolomite 78 ! 78 9 5 4 3 dolomicrite 99 99

l

< 1 l f:lolamicr i te 97 97

l

3 < 1 < 1 *

pa

rt.gyp. dolomitized oosparite 61 61 36 3 *) mostly ooids and grains part.gyp. dolomitized oosparite 50 27 23 l 50 cross-bedded *

l pa.

rt.gyp. dolamitized oosparite 26 25 74 *) mostly micro-spar part.gyp. dolomicrite 70 70

l

30 poikilitic anhydrite dolomicrite 88 88 < 1 < 1 9 2 poikilitic anhydrite part.gyp. dolamitized oosparite 48

48* l

52 *) mostly grains �rt.gyp. dolomicrite 74 74 < 1 25 pcikilitic anhydrite

pa.

rt.gyp. dolamicrite 69 69 8 20 3 3 part.gyp. dolomicrite 40 40 55 5 part.gyp. dolomicrite 54 54 < 1 43 2 fracture porosity part.gyp. dolamitized biomicrite 89 86 3 i 10

l

13 3 10 part.gyp. silty dolomicrite 62 62 10 28 part.gyp. dolamicrite 48 48 1 51 *

jolomitized

part.silic. biomicrite 77 77 < 1 22 22 22 *) sane are gastropods part.gyp.silty dolamicrite 70 70 20 10 part.gyp.silty

dolamicrite

54 54 21 25 *

l

*)mostly ooids and gra

i

ns

pa

rt.gyp.

dolamitized

oosparite 79 54 26 21 TABELL 1: Teksturelle komponenter i karbonatbergartene, slik de fremtrer i tynnslip.

_. Ul l

De fleste av bergartene er av en mikrittisk type, og sparitter er sjeldne. Mikrittene vi finner her klassi­

fiseres nå som dolomikritter, og de blir tolket til pri­

mært å ha vært biomikritter eller rene mikritter. Vi finner imidlertid et visst innhold av alger og algestruk­

turer i disse sedimentene, noe som har ført til at enkelte prøver har blitt klassifisert som alge-mikritter. Ser vi på innhold av dolomitt i de såkalte dolomittbergartene, ligger dette på gjennomsnittlig 73%, men varierer fra 26%

til 99%.

De viktigste ikke-karbonatmineralene i dolomittberg­

artene er imidlertid sulfater, både anhydritt

og

gips, men da disse ofte vanskelig lar seg skille, fØres de her opp samlet. Anhydritt dominerer. Atten prøver av tjueåtte inneholder gjennomsnittlig 30% evaporittmineraler, vari­

erende fra 4% til

74%

^(Tabell

1).

Vi finner mest evapo­

rittmineraler i dolomittene i den underste delen av lag­

pakken, det vil si i samme del av lagpakken som domineres av tykke anhydrittlag.

Kvarts finner vi i de fleste prøver, men det er bare i tre av dem at kvartsinnholdet er 10% eller mer. Kvarts­

kornene er i alt vesentlig av silt-størrelse, og er tydelig mer vanlig i den nedre delen av formasjonen. Det finnes imidlertid en del av profilet som tilsynelatende er kvarts­

fritt, mellom

70 og

⁸⁵ meter over basis.

Til tross for at karbonatene er

gjennom-dolomittisert, og

mange av de primære st·rukturene utvilsomt har gått til

g

^runne, er det en del teksturelle elementer som er bevart.

Det er blant. annet disse som legges til grunn for en inn­

deling av karbonatbergartene i hovedtyper, eller litofacies.

FØlgende typer må regnes som litofacies:

-17-

Litofacies

A:

doZomikritt (Pl. 1,

A)

Mikro- til crypto-kornet slam, ofte med mikrokuler av anhydritt. Disse mikrokulene kan lett bli feiltolket som ooider i felt. De poikilittiske anhydritt-kulene inne­

holder mikro-kornet dolomitt, slik som i hovedbergarten.

Rundt hver kule kan vi noen steder finne en skorpe av gips, og denne gipsen er i krystallografisk kontinuitet med anhy­

dritten, Slike mikrokuler av anhydritt finnes spredt enkelt­

vis i bergarten, men også samlet i "klynger'' (Pl. 1,

E).

Litofacies B: siltig dolomikritt (Pl. 1, B)

Mikro- til crypto-kornet slam, nå gjennomdolomittisert.

Kvarts-silt fordelt i hele bergarten, ofte med noe større tetthet på enkelte lagflater (også med bitumen). Sulfat kan forekomme i små knoller og i sprekker.

Litofacies

C:

dolomittiser>t alge mikritt (Pl. 1,

C)

Mikro- til crypto-kornet, men med finlaminerte alge­

strukturer, nå totalt replassert av dolomitt. Noe "grovere"

korn kan finnes mellom alge-laminasjonene. Alger kan også finnes som klumper. Sulfat er vanlig.

Litofacies D: dolomittiser>t oospar>itt (Pl. 1, D)

Ooider, såvel som bioklastiske korn nå fullstendig dolomittisert. Den interpartikulære og oomoldiske porø­

sitet er ofte fylt av sulfat. Den ytre flaten på ooidene er dekket av en skorpe små dolomittkrystaller, replasserte aragonittnåler. Dette er den eneste "grain-stone'' i pro­

filet, og den kan være meget sulfatisert, slik at primære strukturer bare kan sees som ghosts (P l. 1, F). Funn av strømrifler og krysslaminasjon viser hØy energi under av­

setningen.

Skallbærende fossiler er ikke vanlige i Gipshuken­

formasjonen, men de finnes. I prøver fra Trollfuglfjella finner vi gastropoder i TFF 17.5, og makrofossiler finner vi i nivåene mellom 132 og 139 meter over basis. Bioturba­

sjon er også observert i enkelte nivåer, men det er ikke vanlig.

Det vi med sikkerhet kan si er at alger er vanlig, men igjen mer vanlig i øvre enn i nedre del av profilet.

En

A B

c D

E F

0.5 MM

PLATE 1: De fire litofacies, A, B, C og D, er her avbildet i samme rekke­

følge som angitt i teksten. De to nederste bildene viser diage­

netisk omvandlede bergarter. E viser litofacies A med mikrokuler av anhydritt samlet i "klynger", mens F er litofacies D sterkt sulfatisert.

-19-

annen viktig observasjon er tilstedeværelsen av koraller i den øvre delen av formasjonen (som ikke er blottet i

Trollfuglfjella), noe som tyder på normale marine (grunne) forhold under avsetningen av disse lagene.

DISKUSJON

Tidligere arbeider med Gipshuken-formasjonen, og de over- og underliggende formasjoner, har vært av en gene- rell stratigrafisk karakter, og det har aldri vært hentet inn nok informasjoner til å kunne gå i dybden. Dette fordi diagenesen er meget komplisert, men også fordi vi har manglet relevant litteratur til å kunne forstå problemene.

I de senere år har imidlertid arbeidet med evaporitter fått et oppsving, i og med at det blant annet ble oppdaget primær anhydritt på de såkalte sabkha-flatene ved den

Persiske Gulf. Undersøkelsene av disse flate kystområdene umiddelbart over tidevanns-sonen, med ørkenklima og stor fordampning, har også fØrt til Øket forståelse for "gamle11 evaporitter, deriblant også dem vi finner på Svalbard i

Gipshuken-formasjonen.

Betegnelsen Sabkha har blant geologer blitt brukt om Gipshuken-formasjonens ·sulfater i flere år, men hittil har det aldri blitt publisert. Vi sitter imidlertid nå inne med. så mye nytt materiale om dette, at betegnelsen bØr innføres.

Syklisiteten i lagrekken er meget iØyne fallende, og med denne som utgangspunkt er det skilt ut ca.

30

^såkalte

sabkha-sykluser i den undre del av Gipshuken-formasjonen.

Slike sabkha-sykluser er beskrevet ved at de begynner med en karbonat-enhet. Denne overleires av en ny karbonat-enhet som inneholder knoller av anhydritt. Øverst i syklusen

finner vi så et sammenhengende anhydrittlag, gjerne med hønsenettingstruktur, og oppad er enheten begrenset av en erosjonsflate (se KENDALL

1979).

Tilstedeværelsen av slike sabkha-sykluser

gjør

^at

miljøet under avsetningen av evaporittene blir greit å tolke, og innslag av for eksempel ooider viser bare at oversvømmelser med friskt, marint vann har funnet sted, slik vi også finner det i resente sabkha-miljøer.

Det viser seg også at karbonatene i denne delen av lag­

rekRen er så godt som gjennom-dolomittisert. Dette er sannsynligvis produktet av en tidlig diagenetisk for­

andring, en forandring som er typisk for slike kyst­

nære sabkha-områder ifØlge KINSMAN

(1969).

Dolomittise­

ringen er imidlertid ikke av en slik type at alle pri­

mære strukturer i sedimentet har gått tapt, og derfor kan karbonatene brukes til å understøtte en tolkning av miljØet som en kystnær sabkha.

SAMMENDRAG

Den underste halvdelen av Gipshuken-formasjonen re­

presenterer i området nord for Isfjorden et kystnært sabkha-miljØ, så som evaporitter i form av sulfater i veksling med dolomitter. Det er i den undre delen av for­

masjonen vi finner de tykke sulfatlagene,

og

i de underste 70 meterne av formasjonen

utgjør sulfatene hele

^60%

av

massen. Sulfatene er i alt overveiende grad anhydritt, og gips finner vi bare som skorper og sprekkefyllinger, gjerne som et overflatefenomen. Området i dag har

permafrost,noe som gjØr at gipsifisering normalt ikke finner sted. Dette er noe vi må ta i betraktning når vi skal vurdere sulfatene i en større økonomisk sammen­

heng.

-2

1

^-

LITTERATUR

BATES, D.E.B. and W. SCHWARZACHER, 1958: The Geology of the Land between Ekmanfjorden and Dicksonfjorden in Central Vestspitsbergen. Geol. Mag. 95 :219-233.

CUTBILL, J.L. and A. CHALLINOR, 1965: Revision of the Strati­

graphical Scheme for the Carboniferous and Permian Rocks of Spitsbergen and BjØrnøya. Geo!. Mag. 102 ^:418-439.

GEE, E.R., W.B.HARLAND, and J.R.H. McWHAE, 1953: Geology of Central Vestspitsbergen. Part I.: Review of the Geology of Spitsbergen with Special Reference to Central Vestspits­

bergen. Part II.: Carboniferous and r.ower Permian of Billefjorden. Trans. R.Soc. Edinb. 63 :299-356.

HOLLIDAY, ^{D.W., 1966:} Nodu1ar gypsum and anhydrite rocks in the Billefjorden region, Spitsbergen. Norsk Polarinstitutt Årbok 1965 :65-73.

KENPJ\LL, A.C., 1979: Continental and Supratidal (Sabkha) Eva­

porites. IN: Facies Mode1s (Ed. R.G. WALKER). Geoscience Canada, Reprint Series 1.

KINSMAN, D.J.J., 1969: Modes of formation, sedimentary associations, and diagnostic features of shal1ow-water and supratidal eva­

porites. Bull. Am. Ass. Petrol. Geol. 53 :830-840.

Ll\URITZEN, Ø., ^1977: Development patterns of gypsum/anhydrite in Lower Permian sediments of central Spitsbergen - a suggested classification. Norsk Polarinstitutt Årbok 1976 ^:21-41.

(in prep.) The development of the Gipshuken Formation (Lower Parmian) at Trollfuglfjella in Central Spitsbergen, Svalbard.