Lørdag 16.12.2017 - Uke 50

logo

Samarbeidspartnere

I 2012 og 2013 presenterte norske geologer en ny modell for hvordan enkelte sandkropper i Nordsjøen ble dannet i kvartær. To forskere er uenig i teorien.


IndreværFigur 1: Klikk for større bilde. Paleogeografisk rekonstruksjon av Nord-Europa og Nordsjøen for ca. 15 millioner år siden. En hypotetisk landbro etter Løseth & Henriksen (2005) og Løseth et al. (2015) er inntegnet i figuren til venstre. En slik landbro ville ha avsnørt Nordsjøen i perioden fra ca. 15 til 5 millioner år før nåtid, det vil si i 10 millioner år. Beliggenhet til brønnene og borehullene med Bolboforma-plankton er også tegnet inn (se figur 2). Figuren til høyre er en paleogeografisk rekonstruksjon i samme tidsrom slik Rundberg og Eidvin (2015) har oppfattet det. Illustrasjon: modifisert etter Rasmussen et al. (2008), Knox et al. (2010) og Eidvin & Riis (in prep.)

Dette er en utvidet versjon av artikkelen. For kortversjonen, klikk her.

I 2012 og 2013 publiserte Helge Løseth, geolog ved Statoils forskningssenter i Trondheim sammen med flere medforfattere to artikler om sandinjeksjon i Nordsjøen.

I artiklene foreslo de blant annet at enorme mengder sand ble presset opp til havbunnen fra underliggende lag under trykket av glasiale avsetninger i kvartær.

Les mer om denne teorien her

Men nylig publiserte de to norske geologene Yngve Rundberg (tidligere Svenska Petroleum Exploration) og Tor Eidvin i Oljedirektoratet sine argumenter mot denne teorien i en artikkel som heter «Discussion on Late Cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion», publisert i tidsskriftet Journal of the Geological Society.

Rundberg og Eidvin er svært uenig i Løseth et al. sin teori og anser den som meget usannsynlig.

Her følger deres begrunnelse:

Løseth et al. har i flere artikler fremsatt en teori om en omfattende intrusjonsaktivitet og sandvulkanisme i tidlig pleistocen som vi mener er urealistisk.

De underbygger teorien med 1) modellforsøk (Rodrigues et al., 2009) som i seg selv er positivt, men som blir en overforenkling og neppe kan gjenskape de kompliserte forholdene in-situ i Nordsjøen; 2) detaljerte studier av seismikk og brønndata i Tampenområdet (Løseth et al. 2012, 2013, 2015), samt 3) studier av injeksjonssander i felt og forskningskonsortium (Løseth et al., 2015).

Injeksjonssander er et vanlig fenomen i Rogaland- og Hordalandgruppen og er kjent fra flere områder/felter i nordlige Nordsjøen. Prosessen er velkjent og godt dokumentert.

Vi er ikke skeptiske til at remobilisering og sandinjeksjon har forekommet i dette området, men har en helt annen tolkning enn Løseth et al.

De viktigste årsakene til at vi kaller Løseth et als teori for «highly speculative» er:

Mangel på kilde for sandene. Løseth et al. (2012, 2013,2015) hevder at kildesanden («parent sand») er av paleocen alder. I denne delen av Nordsjøen er det imidlertid bare tynne sander av en slik alder.

Altså må kildesanden, ifølge deres modell, ha blitt fullstendig blåst ut og inn i overliggende sedimenter og opp til havbunnen.  Dette hevder Løseth et al. skjedde i et kort tidsrom under den glasiale fasen i pleistocen.

Størrelsen på dette fenomenet slik Løseth et al. beskriver det, er urealistisk.
I følge deres modell er enorme volumer blåst ut på havbunnen i Snorrefelt-området. Samtidig er det også avsatt enorme volumer som intruditter (i oligocen), ca. 150 meter under havbunnen.

Løseth et al. hevder at dette ikke bare skjedde i Snorreområdet, men også i Visund- og Gullfaksområdet hvor mer enn 100 meter tykke sander i oligocen forklares som intrusiver.

Til sammen utgjør intrusjons- og ekstrusjonssandene svært store volumer. Disse blir forklart med en gigantisk hendelse i tidlig pleistocen.

Konflikt med brønndata (sandtype og fossilinnhold). Vi mener deres modell ikke understøttes av brønndata. Vi har utført omfattende undersøkelser av borkaks og sideveggskjerner, men finner ikke innslag av eldre fossiler i de aktuelle sandene.

Når vi nevner at den umodne sammensetningen ikke er representativ for en paleogen kildesand (Rundberg & Eidvin, 2015), hevder de (Løseth et al., 2015) at den er blandet sammen («inter-mixed») med pleistocene, glasiale avsetninger.

Slike avsetninger er imidlertid dominert av leire og har mindre mengder med sand og grus (såkalt glasialt diamikton, se Eidvin et al., 2013). Den eneste mekanismen som kan ha sortert ut sand i et dypmarint basseng er turbidittstrømmer.

Løseth et al. hevder imidlertid at turbiditter ikke finnes i området.

Alternativ tolkning av den geologiske utviklingen

Vi har arbeidet med den post-eocene lagrekken i nordlige Nordsjøen i en årrekke. Løseth et als teorier er i stor konflikt med vår tolkning og forståelse av post-eocene sandavsetninger, samt den paleogeografiske utviklingen av Nordsjøbassenget i miocen.

Det er fire hovedpunkter vi er uenige i:

  1. Pleistocen sand. Vi mener at pleistocensandene tilhører det prograderende Naust-systemet og er avsatt som turbiditter (Eidvin & Rundberg, 2001; Rundberg & Eidvin, 2015), ikke som ekstrusiver slik Løseth et al. hevder.
  2. Oligocen sand. Vi tolker de oligocene sandene mellom 60 – 62°N som gravitative avsetninger avsatt fra vest som et resultat av hevning av Shetlandsplatformen (Rundberg & Eidvin, 2005).

Disse er tolket som amalgamerte kanalsander (turbiditter) og er eldre enn avsetningene i Skadeformasjonen. Vi mener sandene som Løseth og medforfatterne beskriver som intrusjoner i Snorre- og Visundområdet, tilhører dette systemet (foreslått benevnt Ullformasjonen i Eidvin et al., 2013).

Disse sandene har senere trolig blitt deformert og remobilisert, men vi mener at disse deformasjonene skjedde mest sannsynlig i miocen, ikke i pleistocen.

3. Opprinnelsen til haugene på inkonformiteten  (‘Top Hordand Group Unconformity’ (THGU) eller 'Mid Miocene Unconformity').

Løseth et al. forklarer «haugene» på inkonformiteten i Snorre- og Visundområdet som resultat av sandintrusjon i oligocene avsetninger, såkalt «forced folding».

De hevder dette skjedde i pleistocen samtidig med utblåsning av sand på havbunnen.

Vi har en annen tolkning av haugene i dette området. Kartbildet av inkonformiteten gir et relieff som i stor grad avspeiler sammenhengende rygger fra Visundområdet og sørvestover mot britisk sektor.

Det er derfor nærliggende å anta at de representerer et relieff som primært ble dannet ved differensiell kompaksjon over oligocene kanalsystemer. Slik differensiell kompaksjon er kartlagt rundt lignende kanalsystemer i Hordaland- og Rogalandgruppen.

Det er imidlertid viktig å påpeke at «haugene» flere steder danner et betydelig relieff, som ikke kan forklares av differensiell kompaksjon alene.

Vi tror de kan være modifisert av prosesser forårsaket av migrasjon/lekkasje av hydrokarboner fra underliggende kildebergarter/reservoarer mot havbunnen, og trolig også utstrakt karbonatsementering som kan ha forsterket «haugene».

Det er viktig å understreke at en slik modell ikke uten videre kan overføres til andre områder i nordlige Nordsjøen. Lenger sør, i Friggfeltområdet, er det trolig andre prosesser som virker inn, for eksempel tror vi klassisk leirdiapirisme foran tykke prograderende deltasystemer kan være en aktuell forklaring i enkelte områder.

Andre steder kan ryggene trolig forklares som resultat av kompresjon og storskala deformasjon.

En slik modell ble presentert på NGFs Vinterkonferanse i 1999 (Rundberg & Nystuen, 1999) for kaotiske oligocene soner og rygger langs den østlige delen av Nordsjøen og Mørebassenget, hvor den oligocene lagpakken gled på topp eocen-flaten og ble sterkt deformert av kompresjon og folding.

Denne modellen var basert på tolkning av 2D seismiske data, men kan synes aktuell på ny 3D-seismikk.

Haugstrukturene i Snorreområdet er imidlertid komplekse og det kan være andre mulige teorier for deres dannelse.


4. Miocen paleogeografi og dannelse av erosjonsstrukturer.

Vi er også uenig med Løseth et al. i den paleogeografiske rekonstruksjonen for sen-miocen i nordlige Nordsjøen.

Løseth & Henriksen (2005) hevdet at nordlige deler av Nordsjøen hevet seg over havnivå for ca. 15 - 14 millioner år siden, og at det ble dannet en stor landbro fra området ved dagens Shetlandsøyene til dagens Sør-Norge (deres figur 15; se figur 1a).

Dette ville ha ført til at Nordsjøen ville ha blitt helt avsnørt mot åpent hav, siden Nordsjøen på den tiden var en havbukt med åpning bare mot nord. De mener å ha grunnlag for en slik hypotese ved at de har kartlagt en erosjonsflate i området ved Tampen.

På deler av denne flaten har de kartlagt utbredelsen av erosjonsstrukturer («escarpments»), og de sammenlikner disse med skrentene/klippene langs østkysten av England.

Etter deres mening har de samme prosessene vært virksomme her som langs kysten av dagens England. Løseth & Henriksen (2005) hevder at denne landbroen eksisterte og avsnørte Nordsjøen i ca. 10 millioner år, mens Løseth et al. (2015) modererte dette bildet noe ved å åpne for muligheten om at litt havvann kan ha kommet over terskelen og inn i den avsnørte bukten.

Vi tror imidlertid at erosjonen i Tampenområdet er forårsaket av sterke havstrømmer over terskelområdet i nordlige Nordsjøen (se nedenfor).    

Vi mener å ha sterke bevis for at sandene i Naustformasjonen er glasiale, gravitative avsetninger. De viktigste er:

Mineralinnhold og sammensetning. Sanden har en tydelig umoden karakter (kantete korn og høyt innhold av bergartsfragmenter) som er typisk for ekvivalente glasiale avsetninger. Den skiller seg klart ut fra sander i Rogaland-/Hordalandgruppen.

Fossilinnhold. Det er bare pleistocen fauna assosiert med denne sanden. Den er også ganske rik. Det er ikke spor av eocen/paleocen mikrofauna.

Pleistocen paleogeografi. Kartlegging av avsetningsflaten for den aktuelle sandavsetningen viser at den finnes i brønner mot sør betydelig grunnere (minimum 100 meter) enn i Snorre-området (hvor Løseth et al. hevder den strømmet ut på havbunnen).

Selv om en liten tektonisk hevning må korrigeres for, er det vanskelig å forestille seg at sanden har beveget seg oppoverbakke.

Den paleogeografiske rekonstruksjonen gir et tydelig bilde av en «paleovalley» som blir dypere mot nord (Mørebassenget).

Sanden kan også deles inn i flere enheter adskilt av tynne leirlag som kan korreleres mellom flere brønner.

Flere lignende sandavsetninger. Det finnes flere lignende sandavsetninger i det prograderende Naustsystemet, i samme stratigrafiske posisjon foran klinoformene («toe-of-foreset sands»).

Den aktuelle sandavsetningen har en seismisk signatur lik andre sander i dette systemet (for eksempel i blokk 34/2).

Indrevær

Figur 2: Klikk for større bilde. Forekomst av Bolboforma-plankton i brønner fra Nordsjøen og borehull på Vøringplatået (Norskehavet) i sedimenter som er ca. 14 - 8 millioner år gamle (se oversikt i kartet på figur 1b). Illustasjon: modifisert etter Eidvin & Riis (in prep.)

Hvorfor Løseth et als paleogeografiske rekonstruksjon er feil

En helt eller delvis avsnøring av Nordsjøen, slik Løseth & Henriksen (2005) og Løseth et al. (2015) beskriver det, ville ha ført til ekstreme miljøforandringer for plante- og dyrelivet.

En rekke forskere fra de fleste land rundt Nordsjøen har i mange tiår studert den marine, fossile mikro- og makro-faunaen og -floraen, og disse studiene viser også helt klart at slike forhold ikke kan ha eksistert.

Vi kan illustrere dette ved hjelp av forekomsten av Bolboforma, som er en av mange typer fossilt plankton som har forekommet i Nordsjøen.

Slekten Bolboforma, som var en oseanisk organisme med opphav i Nord-Atlanteren og Norskehavet, fantes det også flere arter av i Nordsjøen. Det nøyaktige tidsrommet (soner) som hver art eksisterte er datert i vitenskapelige dyphavsboringer.

Søylen til høyre på figur 2 (over) angir det nøyaktige tidsrommet disse artene forekom på Vøringplatået i Norskehavet. Søylene til venstre på figur 2 og figur 1b viser at disse formene ble ført av havstrømmer inn i Nordsjøen helt sør til dagens sørlige Danmark (som også var hav på den tiden).

Ryggen som ble dannet i midt-miocen må altså ha ligget på vanndyp som gjorde at plankton kunne strømme fritt inn i Nordsjøen.

Scenariet med en avsnøring av Nordsjøen, som beskrevet av Løseth & Henriksen (2005) og Løseth et al. (2015), kan likne noe på en reell, delvis avsnøring av Middelhavet som skjedde under den såkalte messinske salinitetskrisen for ca. seks millioner år siden.

Selv om denne avsnøringen varte bare ca. en halv million år, førte det til ekstreme forandringer av Middelhavet.

Blant annet dampet havvannet inn, og siden det i perioder kom litt havvann over Gibraltarstredet ble det etter hvert avsatt så store menger salt på bunnen av Middelhavet at det var tilstrekkelig til å redusere saltinnholdet i verdenshavene med én promille.

Et lavere saltinnhold førte til et lettere havvann som igjen førte til økt avdampning og nedbør, blant annet over Antarktis. Økt nedbør over Antarktis gjorde at innlandsisen vokste og det globale havnivået sank så mye som 60 meter.

Eidvin & Riis (in prep.) antar at det var denne globale havnivåsenkningen som førte til dannelsen av erosjonsflaten som Løseth & Henriksen (2005) har kartlagt på Tampen. De tror imidlertid ikke at erosjonsflaten ble dannet over havnivå.

Eidvin & Riis (in prep.) antar at en senkning av det globale havnivået ville ha snevret inn og grunnet opp terskelområdet mellom Nordsjøen og Norskehavet og at tidevann som strømmet gjennom åpningen ville få større kraft til å erodere havbunnen.

De antar dette fordi mineralet glaukonitt, som utgjør den største bestanddelen av sedimentene som ligger umiddelbart over erosjonsflaten, vanligvis dannes på 100 - 300 meter vanndyp.

I disse sedimentene finner vi også oseaniske mikrofossiler. Eidvin & Rundberg (2001) og Eidvin et al. (2013) har datert disse sedimentene til å være mellom 5,7 og 5,1 millioner år gamle, og det passer med alderen på perioden med havnivåhevning (transgresjon) etter perioden med det lave havnivået for ca. seks millioner år siden.

Det idealiserte paleogeografiske kartet til Løseth & Henriksen (2005; deres figur 15), med den hypotetiske landbroen, viser bare den nordlige delen av Nordsjøen.

Et kart over hele Nordsjøen ville ha synligjort at landbroen ville ha lukket Nordsjøen slik som vår figur 1a.

530x408 Bolboforma badenensis 02Bildet viser et fossilt plankton som på latin heter Bolboforma badenensis, og er funnet på 1 040 meter nede i brønn 15/9-13 (øvre del av midtmiocen, se også søylen til høyre på Fig. 2). Diameteren er ca. 0,12 mm. Et slikt fossilt plankton skulle ikke ha vært tilstede i sentrale Nordsjøen hvis Løseth et als teori er riktig ifølge Rundberg og Eidvin. Foto: Robert Williams og Tone Tjelta Hansen (Oljedirektoratet)

Referanser

Eidvin, T. & Rundberg, Y. 2001. Late Cainozoic stratigraphy of the Tampen area (Snorre and Visund fields) in the northern North Sea, with emphasis on the chronology of early Neogene sands. Norwegian Journal of Geology, 81, 119-160. Available from internet: http://www.npd.no/Global/Norsk/3-Publikasjoner/Forskningsartikler/Eidvin_and_Rundberg_2001.pdf

Eidvin, T., Riis, F., Rasmussen, E. S. & Rundberg, Y., 2013. Investigation of Oligocene to Lower Pliocene deposits in the Nordic area. NPD Bulletin No 10. Available from the internet: http://www.npd.no/engelsk/cwi/pbl/NPD_papers/Hyperlink-NPD-Bulletin-10.pdf. Accessed January 24, 2014.

Eidvin, T. & Riis, F., in prep. Correlation of Upper Oligocene – Miocene detaic succession onshore Denmark to similar deposits in the in the northern North Sea based on analyses of 87Sr/86Sr ratios, foraminifera and Bolboforma. To be submitted to Marine and Petroleum Geology.

Knox, R., Bosch, A., Slodkowska, B., Standke, G., Vandenberghe, N., 2010. Cenozoic. in: Doornenbal, J. C. and Stevenson, A. G. (Eds.), Petroleum Geological Atlas of the Southern Permian Basin Area, 211-223, Houten EAGE Publications b.v.

Løseth, H. & Henriksen, 2005. A Middle to Late Miocene compression phase along the Norwegian passive margin. In Doré, A. G., Vining, B. A. (Eds.), Petroleum Geology: North-West Europe and Global Perspectives – proceedings of the 6th Petroleum Geology Conference, pp. 845-859.

Løseth, H., Nygård, A. and Raulline, B., 2013. Late Cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion. Journal of the Geological Society, 170, 133-145. Journal of the Geological society.

Løseth, H., Rodrigues, N, and Cobbold, P. R. 2012. World’s largest extrusive body of sand? Geology 40, 467-470, doi:10.1130/G33117.1.  

Løseth, H., Øygarden, B., Nygård, A. & Raulline, B., 2015. Reply to Discussion on “Late Cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion”. Journal of the Geological Society, 170, 133-145. Journal of the Geological society. Available from internet as online first: http://jgs.lyellcollection.org/content/early/2015/11/22/jgs2015-104.full.pdf+html.

Rasmussen, E. S., Heilmann-Clausen, Waagstein, R. and Eidvin, T., 2008. The Tertiary of Norden. Episones Vol. 21, No. 1, 66-72.

Rodrigues, N., Cobbold, P.R. & Løseth, H. 2009. Physical modeling of sand injectites: Tectonophysics, 474, 610–632.

Rundberg, Y & Eidvin, T., 2015. Discussion on Late Cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion Journal, Vol 170, 133-144. Journal of the Geological Society. Available from internet as online first: http://jgs.lyellcollection.org/content/early/2015/10/29/jgs2014-023.full.pdf+html.

Rundberg, Y. & Nystuen, J.P. 1999. Large scale slumping, sliding and soft sediment deformation of Oligocene strata in the northern North Sea and Møre Basin; a giant collapse in response to tectonic uplift. NGF Vinterkonferansen 1999 (abstract).

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

50


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: