Beskrivning Till Regional Berggrundskarta Över Gotlands Län

SGU K 221 K SGU K 221

Beskrivning till regional berggrundskarta över Gotlands län

Mikael Erlström, Lena Persson, Ulf Sivhed & Linda Wickström Beskrivning till regional berggrundskarta över Gotlands län Gotlands över berggrundskarta regional till Beskrivning

K 221

Beskrivning till regional berggrundskarta över Gotlands län

Mikael Erlström, Lena Persson, Ulf Sivhed & Linda Wickström

Sveriges geologiska undersökning 2009 ISSN 1652-8336 ISBN 978-91-7158-957-6

Omslagsbild: Raukar vid Langhammarshammar, Fårö. Foto: Mikael Erlström. Cover: Sea stacks at Langhammarshammar, Fårö.

Layout: Agneta Ek, SGU Tryck: Lenanders Grafiska, 38025, 2009 Innehåll

Inledning ...... 5 Tidigare kartläggningar och berggrundsgeologiska arbeten ...... 5 Genomförandet ...... 8

Geofysiska mätningar ...... 8 Geofysiska flygmätningar ...... 8 Tyngdkraftsmätningar ...... 13 Petrofysiska undersökningar ...... 13 Hällmätningar ...... 13 Mätningar på borrkärnor ...... 14 Profilmätningar ...... 15

Berggrundens strukturella uppbyggnad ...... 18 Topografi ...... 18 Lagring och bildningsmiljö ...... 20 Tektonik (sprickor, förkastningar, lineament) ...... 20 Karst ...... 21 Raukar ...... 23

Urberget ...... 24

Den sedimentära berggrunden ...... 25 Kambrium ...... 25 Ordovicium ...... 25 Silur ...... 27

Bergartsbeskrivning ...... 31 Klassifikation ...... 31 Märgel och märgelsten ...... 31 Stromatoporoidékalksten, kalcirudit, kalkarenit, kalcilutit ...... 34 Oosparit, oomikrit, oolit, pisolit ...... 36 Algkalksten ...... 36 Revkalksten och revartad kalksten ...... 37 Sandsten och siltsten ...... 38

Bergarternas kemiska uppbyggnad ...... 41

Industrimineral och täktverksamhet ...... 43 Täktverksamhet ...... 43 Kalksten ...... 43 Bränd kalk ...... 44 Krossberg ...... 44 Byggnadssten ...... 45 Cement ...... 45 Sandsten ...... 45 Kolväteproduktion ...... 45 sgu ...... 45 opab ...... 46 Gotlandsolja AB m.m...... 46

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 3 Kolväteförekomst ...... 46 Reservoarkaraktär ...... 46 Oljans ursprung ...... 46

Berggrundens uppbyggnad och koppling till grundvatten, radon, sårbarhet och bergkvalitet .... 47 Grundvatten och sårbarhet ...... 47 Uran och radon ...... 47 Bergkvalitet ...... 48

Summary ...... 49

Referenser ...... 50

Appendix 1. Stratigrafisk beskrivning ...... 54

4 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Inledning

Inom ramen för SGUs anslagsverksamhet påbörjades gäller berggrundens ålder, bildningsförhållanden och under 2006 arbetet med insamling av regional berg- korrelation med andra siluriska berggrundsområden grundsinformation för Gotlands län. Projektets syfte och händelser. Tillsammans med den nya berggrunds- har varit att ta fram geologisk information över Got- kartan som presenteras här utgör de en viktig bas för lands berggrund som ett planerings- och resurshus- förståelsen av uppbyggnaden av Gotlands berggrund. hållningsunderlag för bl.a. länsstyrelse och kommun. Projektets huvudmål har varit att presentera regional TIDIGARE KARTLÄGGNINGAR OCH digital berggrundsinformation i skalan 1:200 000 samt BERGGRUNDSGEOLOGISKA ARBETEN tillhörande beskrivning. Arbetet har varit inriktat på att sammanställa en Gotlands geologi beskrevs redan under 1700-talet av karta som visar förekomsten av olika bergartstyper och Carl von Linné som under sin gotländska resa 1741 inte som brukligt är en karta som visar berggrundens noterade den rika förekomsten av välbevarade fossil. inbördes åldersförhållande, dvs. en kronostratigrafisk Under 1800-talet och 1900-talets inledning gjordes presentation av berggrunden. En karta som visar ut- omfattande paleontologiska undersökningar av Got- bredningen av olika bergarter ger en bättre koppling lands fossila fauna. Successivt ökades kunskapen om till skillnader i berggrundens fysikaliska, kemiska och den stratigrafiska uppbyggnaden. tekniska egenskaper. Därigenom förenklas även an- Under perioden 1920–1942 gjordes en första sam- vändningen av kartan som ett planerings- och resurs- manhållande stratigrafisk indelning av lagerföljden av hushållningsunderlag. Hede och hans medarbetare i SGUs kartserie rörande För Gotlands del är förutsättningarna goda för att Gotland (serie Aa, Hede 1921, 1925a, 1925b, 1927, kunna göra en karta som visar förekomsten av olika 1928, 1929, 1936, 1940, 1942, 1960). Hedes indelning bergartstyper eftersom berggrunden representerar en i 13 stratigrafiska enheter (dvs. undre Visby, övre Vis- åldersmässigt kort geologisk tidperiod (ca 10 Ma) samt by, Högklint, Tofta, Slite, Halla, Mulde, Klinteberg, domineras av endast ett tiotal olika bergartstyper. Hemse, Eke, Burgsvik, Hamra och Sundre) utgör än Tidigare kartor över den gotländska berggrunden vi- i dag stommen till den stratigrafiska indelningen av sar stratigrafiskt avgränsade berggrundsområden (fig. 1) Gotlands berggrund. som oftast inte överensstämmer med utbredningen av Förutom dessa äldre arbeten finns det över 3 000 olika bergarter. I dessa kartor baseras indelningen av vetenskapliga publikationer som på ett eller annat sätt berggrunden först och främst på förekomsten av olika behandlar berggrunden på Gotland. Flertalet av dessa fossil som kan relateras till berggrundens ålder. Ett antal presenterar framför allt information om den fossila fau- geologiska namn, t.ex. Visbyformationen, Högklintfor- nan och innehåller mycket begränsad information om mationen m.fl., har sedan länge kommit att representera berggrundens uppbyggnad. berggrundsområden som ofta inte sammanfaller med Revkalkstenarnas uppbyggnad, bildning och före- en litologisk gräns, t.ex. märgelsten som övergår i rev- komst har relativt väl beskrivits i olika sammanhang. kalksten. Denna typ av indelning av berggrunden kal�- Hadding (1941) var en av de första att ingående stu- las en topostratigrafisk indelning (Jaanusson 1976), där dera revkalkstenarnas uppbyggnad. Mantén (1971) berggrundsindelningen baseras på både biostratigrafiska gjorde en större sammanställning och kartläggning och litostratigrafiska data. Blandningen av stratigrafiska av de siluriska reven på Gotland. Senare arbeten har klassificeringar resulterar i en topostratigrafisk kartbild mer handlat om revens bildningssätt, bildningsmiljö (jfr fig. 1) som skiljer sig från den som presenteras här. och ekologiska frågeställningar kring de revbyggan- Grundläggande för en geologisk karta är att kartbil- de organismerna (t.ex. Kano 1989, 1990, Riding & den ska representera enheter som är karteringsbara i fält Watts 1991, Kershaw & Keeling 1994, Watts & Ri- och som kan särskiljas genom sina speciella karaktärer, ding 2000, Sandström 2000, Sandström & Kershaw t.ex. bergart, struktur, textur, färg m.m. Målsättningen 2002, 2008). med kartläggningen på Gotland har varit att ta fram en Andra arbeten som gett värdefull information om sådan produkt som tillsammans med den stratigrafiska berggrunden är bl.a. Calner (1999) som beskriver Frö- indelningen kan öka förståelsen av Gotlands berggrund jelformationens uppbyggnad. Cherns (1982), Fryk- och dess uppbyggnad. man (1985), Calner (2002) och Eriksson (2004) ger Det ska poängteras att den topostratigrafiska kar- värdefull information om förekomsten av paleokarst tan (fig. 1) har ett stort geovetenskapligt värde när det på Gotland.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 5 Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik Klintehamn

Stratigrafi Lilla Karlsö Stratigraphy Sundreformationen Stora Karlsö Hamraformationen Hemse Burgsvikformationen w Ekeformationen Ludlo Hemsegruppen Klintebergformationen Hallaformationen Fröjelformationen

k Slitegruppen Burgsvik Hangvarformationen enloc

W Kopparsvikformationen Högklintformationen N Visbyformationen

10 km

Fig. 1. Karta som visar en stratigrafisk indelning av Gotlands berggrund. Kartan baseras på en kombination av biostratigrafiska och litostratigrafiska data (modifierad efter Eriksson & Calner 2005). Stratigraphic map of Gotland (modified after Eriksson & Calner 2005).

Calner & Säll (1999) och Groves & Calner (2004) behandlar förekomsten av en silurisk skiffer på centrala beskriver ooliter på Gotland. Bentoniterna i den silu- mellersta Gotland. Berggrundens uppbyggnad på södra riska lagerföljden har beskrivits av bl.a. Snäll (1977) Gotland, inkluderande Burgsviksandstenen beskrivs i och Barchelor & Jeppsson (1994, 1999). Andra arbeten Eriksson & Calner (2008). med bergartsinformation är Calner m.fl. (2008) som

6 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. GOTLANDS STRATIGRAFI Stratigraphy of Gotland ÅLDER KONODONTZON GRAPTOLITZON Grupp, formation Led Age Conodont zone Graptolite zone Group, formation Member 418,7 O. crispa ±2,7 Sundreformationen O. snajdri M. formosus Hamraformationen Burgsvikoolit M. lat./M. balt. Burgsvikformationen Burgsviksandsten

Ekeformationen Sudretgruppen

P.siluricus Botvideledet Närformationen Millklintledet N. kozlowskii S. leintwardinensis ordian W ludf Etelhemformationen* A. ploeckensis B. b. tenuis

LUDLO K. cf. sardoa C. a. aversus Hemsemärgel K. v. variabilis Petesformationen* Hemsegruppen 'O. ex.' hamata 421,3 ±2,6 post-O. ex. n. ssp. S L. scanicus O. excavata L. progenitor Levideformationen* K. crassa N. nilssoni C.? gerhardi C. murchisoni C.? ludensis C.? deubeli Klintebergformationen gorstian C.? praedeu.

K. o. absidata Djupviksledet G. nassa Hallaformationen Muldeledet 423,2 O. bohemica longa ±2,3 P. d. parvus Baraledet Gannarveledet (”Slitesiltsten”)

SILUR T. testis Fröjelformationen Svarvareledet

Lännaformationen* Ryssnäskalksten O. s. sagitta C. lundgreni Slite märgelsten Eskelhemformationen* ian K. o. ortus C. perneri Kalbjergakalksten homer

M. K. walliseri Slitegruppen Broskogsformationen* C. rigidus Katrinelundkalksten 426,2 Fleringeformationen* ±2,4 L. K. walliseri

WENLOCK M. belophorus Hangvarformationen Stajnkrogsledet Gutevägsledet O. s. rhenana Plåganledet Halsjärnsledet ? Kopparsvikformationen Visborgsledet Käringenledet Korpklintsledet

sheinwoodian Ireviksledet M. antennularius Millingsklintledet Högklintformationen Brissundsledet U. K. ranuliformis M. riccartonensis Hallshuksledet Domkyrkaledet L. K. ranuliformis M. firmus Kappelhamnsviksledet Högklintreven U. P. procerus C. murchisoni ? Ygneledet L. P. procerus C. centrifugus Visbyformationen U. Ps. bicornis 428,0 C. insectus ±2,3 L. Ps. bicornis Rövar Liljaledet

RY C. lapworthi ely- VE T chian LLANDO-

Fig. 2. Stratigrafisk schema över Gotlands siluriska berggrund (baserad på information från Riding & Watts 1991, Jeppsson m.fl. 2006, 2008). Stratigraphic scheme of the Silurian of Gotland (based on information from Riding & Watts 1991, Jeppsson el al. 2006, 2008).

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 7 Under de senaste decennierna har fördjupade stra- Gotlands berggrund är mycket väl dokumenterad tigrafiska och sedimentologiska studier resulterat i en i form av vetenskapliga publikationer, rapporter (bl.a. förfinad stratigrafisk indelning (Jeppsson m.fl. 2006) från Oljeprospekterings AB, förkortat OPAB, som har (se fig. 2) och ökad kunskap om bildningsförhållanden utfört omfattande kolväteprospekteringar) och äldre för den siluriska karbonatberggrunden (se bl.a. Mun- kartläggningar. En stor del av arbetet i projektet har necke & Samtleben 1996, Samtleben m.fl. 1996, 2000, avsatts för en sammanställning av dessa data. Baarli m.fl. 2003). Omfattningen av den geologiska informationen Ovan nämnda arbeten är ett urval av sådana som rörande Gotlands berggrund är så pass stor att det använts vid framtagandet av denna beskrivning. Det inom ramen för detta projekt inte funnits möjlighet finns många fler studier som ger samma typ av informa- till fördjupade analyser och undersökningar av olika tion om berggrundens uppbyggnad varför dessa läm- geovetenskapliga frågeställningar som framkommit. nats därhän. En bra sammanfattning av Gotlands geo Som exempel kan nämnas geokemiska frågeställningar vetenskapliga arbeten ges i Eriksson & Calner (2005). som berör förekomst av uran och klorid i kalksten och koppling av dessa till kalkstenstyp, kopplingen mellan GENOMFÖRANDET radon och karst, bor i grundvattnet på Gotland, den siluriska berggrundens uppbyggnad på djupet, den pre- Undersökningsområdet är totalt ca 3 000 km2 stort. kambiska berggrundens (urbergets) utbildning, m.m. Projektet genomfördes under perioden 2006–2008. Flera av dessa frågeställningar är ur ett geovetenskap- Under 2006 inventerades ett befintligt omfattande ligt perspektiv väl motiverade men ligger oftast på det underlagsmaterial (äldre kartläggning, publikationer, forskningsmässiga planet och behandlas därför inte i rapporter m.m.). Fältarbetena startade hösten 2006 på denna beskrivning. norra Gotland. Merparten av fältarbetet för resterande De geologiska fältarbetena har utförts av statsgeolo- del av Gotland utfördes under våren och hösten 2007. gerna Mikael Erlström, Ulf Sivhed, Linda Wickström Under 2008 avslutades fältinsamlingen. Totalt har ca och extrageolog Karin Rasmussen. De geofysiska arbe- 1 300 hällobservationer gjorts. Bearbetning och sam- tena har utförts av statsgeofysiker Lena Persson. manställning av insamlade data har skett fortlöpande.

Geofysiska mätningar

Det geofysiska arbetet har bl.a. innefattat tolkning tion om den ytliga siluriska berggrundens uppbyggnad, av flygdata som insamlades av SGU under sommaren t.ex. kalkstens- och märgelområdenas utbredning och 2006. uppbyggnad. Magnetfältet över Gotland ger, tillsam- Det geofysiska fältarbetet har syftat till att kontrol- mans med tyngdkraftsfältet, information om djupare lera flyggeofysiskt indikerade anomalier. Fältmätningar delar av Gotlands berggrund, dvs. urbergets uppbygg- har omfattat hällmätningar av gammastrålning samt nad och sammansättning på >300 m djup. profilmätningar med elektriska och elektromagnetiska Figur 3 visar resultat från de flygradiometriska mät metoder. ningarna över Gotland presenterad som en komposit- karta över kalium, uran och torium. Gammastrålning- GEOFYSISKA FLYGMÄTNINGAR en är generellt låg över hela Gotland men över vissa delar finns en relativ förhöjning av uran. De urananomala Inom SGUs flyggeofysiska verksamhet utfördes geo- stråken sammanfaller med kalkstensområden och fö- fysiska flygmätningar över Gotland under sommaren rekommer i två stråk, dels ett stråk med östnordöstlig 2006. Undersökningarna omfattade mätningar av gam- riktning i den centrala delen av Gotland, från Klin- mastrålningen (flygradiometriska mätningar), magnet- tehamn (56C 2–3 i) ut mot Östergarn (56D 3–4 g), fältet och det elektromagnetiska fältet. Mätningarna samt ett nordöstligt strykande stråk mellan Visby (66A utfördes i nord–sydlig riktning på ca 60 m höjd, med 7–9 a, j) och Fårösund (66D 3–5 i–j). 400 m linjeavstånd och ett mätpunktsavstånd på ca Figur 4 visar resistivitetskartan över Gotland beräk- 16 m. Flygmätningarna av gammastrålningen och det nad från flygelektromagnetiska (VLF) data. Områden elektromagnetiska fältet (VLF) ger värdefull informa- med ren kalksten har hög resistivitet vilket tydligt

8 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik

Klintehamn

Hemse 10 km

Uran Uranium

Burgsvik

Kalium Torium Potassium Thorium

Fig. 3. Flygmätt radiometrisk karta över Gotland som visar fördelningen av kalium, uran och torium i den översta delen av berggrunden och jordarterna. Halterna visas i form av en färgkomposit, där områden med relativt förhöjd uranhalt domineras av röda färgnyanser, relativt förhöjd toriumhalt av blå och relativt förhöjd kaliumhalt av gröna färgnyanser. Gråskalan från mörkt till ljust indikerar variationerna i totala halter, från låg till hög. Aerogeophysical radiometric map of Gotland illustrating the potassium, uranium and thorium relationship in the uppermost parts of the soil and bedrock. Areas with relatively higher content of uranium are displayed in reddish colours, thorium in blue and potassium in green.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 9 framgår av resistivitetskartan. Inblandning av lermi- sammanfaller med urananomalierna i figur 3. Kryssen neral sänker resistiviteten varför områden med märgel markerar de punkter där en uranhalt som överstiger har relativt lägre resistivitet. Tydliga strukturer i nord- 2,5 ppm uppmätts på häll (se avsnittet nedan om geo- östlig och ost–nordostlig riktning på resistivitetskartan fysiska markmätningar).

Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik

Klintehamn N

10 km Hemse

Uranhalt >2,5 ppm Uranium content >2.5 ppm

RMT profil (se fig. 8) RMT profile (cf. fig. 8)

Burgsvik Resistivitet (Ωm) Resistivity max. 1587

min. 297

Fig. 4. Skenbar resistivitet beräknad från flygmätta elektromagnetiska data (VLF) över Gotland. Läget för den uppmätta RMT-profilen (fig. 8) är markerad i figuren. Apparent resistivity map of Gotland based on airborne elektromagnetic data (VLF). Position of the measured RMT-profile (fig. 8) on the ground is marked.

10 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Figur 5 visar resultat från den flygmagnetiska mät- susceptibilitet (<10–4 SI-enheter), vilket innebär att de ningen över Gotland. Magnetfältet varierar mellan kraftiga variationer som framkommer på den magne- ca 49 000 och 52 000 nanoTesla (nT). Den sedimen- tiska anomalikartan härrör från urberget som ligger på tära ytliga berggrunden har mycket låg magnetisk ett djup av ca 300 m i norr och nästan 800 m i söder

Magnetiska totalfältet (nT) Total magnetic field (nT) 52230 50780 Fårö " 50480 VERKEGARD-1 50320 STENSTUGU-1 50220 SKYMNINGS-1 AUDUNGS-1

50100 SANDVIKEN-1

50020

49920 "

49820

49720 SlSSliteite 49560 SKÄGGS-1

49439 Visbsby

" KKatthammaatthammarrssvivikk

Klintehamn

" N HeHemsemse

" "

10 kmkm "

" Borrhål där densitet och magnetisk Burgsviksvik susceptibilitet bestämts på kärnprover från urberget (jfr tabell 2) Borehole where density and magnetic susceptibility have been analysed on " KVARNE-1 cores from the Precambrian basement (cf. table 2)

" Borrhål som når urberget Borehole reaching the " Precambrian basement

Fig. 5. Flygmagnetisk totalfältskarta över Gotland. Punkterna markerar borrhål ned till urberget. För de namngivna borrhålen har densitet och magnetiska egenskaper uppmätts på borrkärnan av det kristallina urberget. Aeromagnetic map of Gotland. Marked points illustrate the position of boreholes reaching the basement rocks. Densities and magnetic prop- erties of the basement have been measured on core material from the named boreholes.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 11 (jfr fig. 16). Den högsta anomalin (>52 000 nT) påträf- magnetisk markmätning (Gyllencreutz 1998). Denna fas ca 10 km rakt öster om Klintehamn (56C 2–3 a). anomali sammanfaller även med ett tyngdkraftsöver- Denna har tidigare identifierats i samband med en skott (fig. 6).

mGal 33 21,0 Fårö 5,0

0,0

–2,0

–4,0

–6,0

–8,0

–10

–12,0 Slite –14,0

–16,0

Visby –18,0

–21,0

–25,0

–29,0

–34,0

–40,0 Katthammarsvik –53,9

Klintehamn

Hemse

10 km Burgsvik

Fig. 6. Tyngdkraftskarta–residualfält över Gotland. Residual Bouguer anomaly map of Gotland.

12 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. TYNGDKRAFTSMÄTNINGAR hela Gotland (förutom Fårö) och mätning har utförts på de olika förekommande bergarterna som kalksten, Gotland är även relativt väl täckt med tyngdkraftsmät- märgel och märgelsten samt sandsten. En uppföljning ningar som till merparten är utförda av Lantmäteriet. har skett av de urananomalier som identifierades genom Kompletterande mätningar har utförts där data sak- flygmätningen av gammastrålningen. nats för att förtäta data samt inom områden med flera I figur 7 har resultaten från gammastrålningsmät- anomalier. En tydlig långsträckt zon med tyngdkrafts ningarna plottats. Kalksten uppvisar generellt mycket underskott i nordväst–sydostlig riktning förekommer låga halter av torium och kalium, medan uranhalterna vid Fårösund i norr, (66D 3–5 i–j) samt en zon vid har en betydligt större spridning. Inom de uranano- Hemse i södra delen av Gotland (56B 9 a–b, fig. 6). Den mala stråken (fig. 3) har ca 2–8 ppm uran uppmätts. södra zonen har en fortsättning mot nordväst in över Vid en lokal ute på Östergarn (56D 3–4 g) uppmättes fastlandet och motsvarar Linköping–Loftahammar- uranhalter på 32 och 78 ppm. Kemisk analys av ett deformationszonen (LLDZ). Modellberäkningar av kalkstensprov från Östergarn visar att den innehåller tyngdkraftsdata har visat att LLDZ har ett djupgående 23 ppm uran. Ler- och märgelsten uppvisar på grund av minst tio kilometer och en brant lutning åt sydväst av sitt lermineralinnehåll något högre kalium- och to- (Wik m.fl. 2005). I anslutning till den norra zonen vid riumhalter. Även sandsten har högre halt av kalium och Fårösund finns uppgifter från borrhål på omfattande torium än kalksten. Inga förhöjda uranhalter har upp- brecciering av den äldre sedimentära berggrunden vil- mätts i märgel, märgelsten och sandsten. ket tyder på deformationsrörelser längs zonen under Den magnetiska susceptibiliteten är mycket låg tidig kambrisk tid. över hela Gotland, men det finns ändå en viss skillnad mellan olika bergarter. Kalksten har lägst magnetisk PETROFYSISKA UNDERSÖKNINGAR susceptibilitet, medan märgel, märgelsten och sandsten har något högre värden. På flera lokaler uppvisar kalk- Hällmätningar sten en negativ magnetisk susceptibilitet. Detta beror på att mineralet kalcit är diamagnetiskt, dvs. det uppvisar En del av det geofysiska fältarbetet har bestått av mät- (i likhet med kvarts) en magnetisk susceptibilitet som är ning av gammastrålning och magnetisk susceptibilitet negativ (–0,8 till –3,8 × 10–5 SI-enheter). Inblandning på berghällar samt provtagning av parameterprov för av paramagnetiska mineral (mineral som uppvisar en laboratoriemätning av bergarternas densitet och mag- svag attraktion för magnetfält, t.ex. hematit) som har en netiska egenskaper. Mätpunkterna är placerade över positiv nettosusceptibilitet medför att susceptibiliteten

A B 12 10 Kalksten Limestone 10 8 Märgel och märgelsten Marl and marlstone Sandsten 8 Sandstone

) 6

iu m 6 Thor Uranium

Uran (ppm 4 ri um (ppm) To 4

2 2

0 0 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 Kalium (%) Kalium (%) Potassium Potassium

Fig. 7. Sammanställning av resultaten från gammastrålningsmätningar för olika bergarter, uppmätta på berghällar. A. Förhållandet mellan kalium och torium. B. Förhållandet mellan kalium och uran. Presentation of the results from the spectrometer measurements on different rock types.A. Diagram showing the relationship between potassium and thorium. B. Diagram showing the relationship between potassium and uranium.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 13 ökar. Tabell 1 visar en sammanställning av kalium-, Audungs-1, 66D 3 i; Skymnings-1, 66D 4 h samt Sand- uran- och toriumhalter samt magnetisk susceptibilitet viken-1, 66D 3 i). I sammanställningen som redovisas och densitet för de olika bergarterna. i tabell 2 inkluderas även resultaten från analyserna av 4 borrkärnor: Stenstugu-1, Grötlingbo-1 (56B 7 i), Mätningar på borrkärnor Kvarne-1 (56A 3 j) och Skäggs-1 (66A 9 b), som utförts vid Luleå tekniska universitet (LTU; Elming, opublice- Av de 241 borrningar som OPAB utfört på Gotland rade data). Läget för samtliga borrningar som nått ned når 34 ned till urberget. Från flera av dessa finns även till urberget finns markerade i figur 5. Fem av kärnorna kärnor bevarade i SGUs borrkärnearkiv. Inom detta kommer från Fårösundsområdet (66D 3–5 i–j) och de projekt har totalt sju stycken prov från fem kärnor ana- låga densiteterna som uppmätts (2 526–2 681 kg/m3, lyserats med avseende på densitet och magnetiska egen- medelvärde 2 600 kg/m3) korrelerar med tyngdkrafts- skaper (Verkegard-1, 56B 7 b; Stenstugu-1 ,66D 4 h; underskottet i området, se figur 6.

Tabell 1. Sammanställning av kalium-, uran- och toriumhalter samt magnetisk susceptibilitet uppmätt på berghällar för kalksten, märgel och märgelsten samt sandsten. Compilation of potassium, uranium and thorium contents in limestone, marl and sandstone together with magnetic susceptibility and average density. Kalium (%) Uran (ppm) Torium (ppm) Magnetisk susceptibilitet Densitet (kg/m3) Potassium Uranium Thorium (x 10–5) Density Magnetic susceptibility min. max. medel min. max. medel min. max. medel min. max. medel medelvärde min. max. mean min. max. mean min. max. mean min. max. mean mean Kalksten 0,0 0,4 0,1 0,0 78,3 3,3 0,0 1,1 0,1 -1,0 5,4 0,3 2660 Limestone Märgel och märgelsten 1,1 3,5 1,9 0,5 2,8 1,4 3,6 11,4 6,3 3,6 16,5 9,6 2560 Marl and marlstone Sandsten 1,7 1,9 1,8 1,0 1,4 1,2 3,6 5,0 4,2 3,8 7,4 5,6 2330 Sandstone

Tabell 2. Sammanställning av resultat från mätning av magnetisk susceptibilitet och densitet på urbergsmaterial från borrhål. Compilation of results from measurements of magnetic susceptibility and density on core material from drillings into the crystalline basement. Borrhålsnamn Idnr* Institut** Bergart Magnetisk susceptibilitet (x 10–5) Densitet (kg/m3) Borehole Idno. Institute Rock type Magnetic susceptibility Density Kvarne-1 3 LTU Amfibolit 1833 2859 Amphibolite Kvarne-1 3 LTU Granit 19,3 2653 Granite Skäggs-1 8 LTU Vittrad gnejs 31,6 2435 Weathered gneiss Verkegard-1 158 SGU Granit 5,0 2610 Granite Skymnings-1 198 SGU Granit 8,0 2616 Granite Audungs-1 205 SGU Gnejs 17,0 2570 Gneiss Sandviken-1 208 SGU Granit 622,0 2610 Granite Stenstugu-1 212 LTU Gnejs 27,3 2610 Gneiss Stenstugu-1 212 SGU Gnejs 26,0 2687 Gneiss Stenstugu-1 212 SGU Granit 28,0 2526 Granite * Nummer i OPABs borrhålsregister för Gotland Number in the OPAB borehole register for Gotland ** Institut eller organisation som utfört mätningarna. LTU: Luleå tekniska universitet, SGU: Sveriges geologiska undersökning Institute or organisation that has performed the measurements. LTU: Luleå University of Technology, SGU: Geological Survey of Sweden

14 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. PROFILMÄTNINGAR där U är uppmätt potentialskillnad, I motsvaras av den utsända strömmen och K är en geometrisk faktor som Elektriska och elektromagnetiska markmätningar har är beroende av elektrodernas inbördes läge. Genom utförts för att få mer information om ett urval av ano- att öka avståndet mellan strömelektroderna erhålls en malier som indikerats i data från de flygelektromag- större djupkänning. Vid mätningen användes ett multi- netiska mätningarna. Två metoder har använts: RMT elektrodsystem, ABEM Lund Imaging System (Dahlin (radiomagnetotellurik) och resistivitetsmätning med 1996), där 64 elektroder placerades ut längs profillin- multielektrodsystem. En drygt fyra km lång profil har jen med automatisk registrering av mätdata för olika uppmätts i nord–sydlig riktning över kontakten mellan elektrodkonfigurationer. Ett elektrodavstånd på 5 m revkalksten i norr och märgel samt märgelsten i söder. användes för samtliga profiler. Läget för profilen visas i figur 4. Vid tolkningen av data har tvådimensionella model- Termen resistivitet beskriver ett materials oförmåga att leringsprogram använts. För RMT-data används inver- leda elektrisk ström och uppmäts i enheten Ohmmeter sionsprogrammet Rebocc (Siripunvaraporn & Egbert (Ωm). Tidigare geofysiska undersökningar på Gotland 2000, Pedersen & Engels 2005) och för resistivitetsdata (Linde & Pedersen 2004) visar att kalksten uppvisar en programmet Res2Dinv (Loke 2004). Vid inversion ska- relativt hög resistivitet (>1 000 Ωm) medan märgel och pas en modell med celler av okänd resistivitet. Program- märgelsten har betydligt lägre resistivitet (<300 Ωm). met anpassar resistiviteten i varje cell så att responsen Eftersom vattenmättad lera generellt uppvisar en från modellen överensstämmer med uppmätta data. mycket låg resistivitet (<30 Ωm) förväntas att resisti- Resultatet presenteras som djupsektioner över resistiviteten på märgel och märgelsten minskar med ökad viteten längs den uppmätta profilen. lerhalt. Även vattenhalten och förekomst av eventuellt Figur 8 visar resultat från den 4,3 km långa RMT- salthaltigt vatten i berggrunden påverkar den elektriska profilen. Som jämförelse har ett utsnitt ur flygresisti- ledningsförmågan. vitetskartan över samma område lagts in över profilen. Grundvattnets konduktivitet (ledningsförmåga) i Observera att djupskalan är kraftigt förstorad i jämfö- bergborrade brunnar på Gotland varierar mellan ca relse med längdskalan. Områden med hög resistivitet 40 och 660 milliSievert per meter (mS/m), medelvärde (>1 000 Ωm, röd färg) motsvaras av revkalksten som 80 mS/m (Karlquist m.fl. 1982) vilket motsvarar en elek- förekommer främst i den norra delen, men även i den trisk resistivitet på 1,5–25 Ωm (medelvärde 12 Ωm). södra delen av profilen. Kalkstenens mäktighet kan RMT är en elektromagnetisk metod där signalen relativt väl bestämmas ur resistivitetsmodellen och från befintliga radiosändare i frekvensområdet 10– varierar från omkring 60 m i den norra delen till en 250 kHz (VLF + LF-bandet) används. Instrumentet, betydligt mindre mäktighet på ca 30 m i den södra EnviroMT är utvecklat vid Uppsala universitet (Bastani delen. Modellen visar även att revkalkstenen har en 2001). Vid mätning registreras det elektriska fältet i två märkbart större mäktighet i kontakten mellan lagrad mot varandra vinkelräta riktningar och det magnetiska kalksten och området med märgel och märgelsten fältet i tre vinkelräta riktningar. Markens resistivitet (dvs. vid koordinat 400 m och 3 500 m). Områden kan därefter bestämmas. med låg resistivitet (<30 Ωm, blå färg) motsvaras av I Sverige kan man uttnyttja signalerna från ca 12–40 märgel och märgelsten. Skillnaden mellan märgel och radiosändare. Antalet tillgängliga sändare är beroende märgelsten är att märgel är mjuk eller mycket dåligt av var i landet man befinner sig. På Gotland har antalet konsoliderad medan märgelstenen, som innehåller en tillgängliga sändare varierat mellan 35 och 40. Att antalet betydande andel finkristallin karbonat, är hård. I de sändare varit högt innebär även att datakvaliteten är hög. centrala delarna av profilen visar modellen tydligt två RMT-metodens djupkänning är beroende av markens lager med märgel: ett ytligt på ca 20 m djup och ett resistivitet samt signalens frekvens. Lägre frekvenser till- annat på ca 50 m djup. för information från djupare nivåer medan de höga frek- RMT-metoden är speciellt bra på att detektera elek- venserna ger detaljerad ytnära information. Vid RMT- triska ledare, som märgel och märgelsten i det här fal- mätningen användes ett mätpunktavstånd på 10 m. let. Det innebär att djupgåendet av den högresistiva Vid elektrisk resistivitetsmätning utsänds en ström i revkalkstenen är relativt väl bestämd samt överytan på marken via två strömelektroder och potentialskillnaden de två lågresistiva lagren med märgel och märgelsten. registreras med två potentialelektroder. Markens sken- Djupgåendet av det undre lagret kan inte bestämmas bara resistivitet kan sedan beräknas enligt: ur modellen. Djupkänningen hos metoden är förutom U frekvens, även beroende av markens resistivitet där låg r = K . resistivitet medför en mindre djupkänning. Det inne- a I bär att djupkänningen inom de högresistiva kalkstens-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 15 North

4000 m

3000

South 2000

1000

1000 0 0 300 40 revkalksten 100 reef limestone 80 märgel och märgelsten 30 marl and marlstone 120 lagrad kalksten Resistivitet ( m) bedded limestone Resitivity ( m) revkalksten djup (m) reef limestone depth (m)

Fig. 8. Resistivitetsmodell från RMT-mätningen. Profilen är 4,3 km lång och går från söder mot norr. Profilens läge är markerad i figur 4. Ett utsnitt av resistivitetskartan, baserad på flygdata, över samma område som profilen ligger överst i figuren. Measured RMT-profile. The profile is 4.3 km long and extends in a north–south direction. The position of the profile is shown i figure 4. A part of the airborne data covering the area with the profile is presented.

områdena är betydligt större (>100 m) i jämförelse med längs ett 500 m långt avsnitt av profilen (mellan 1 700 märgel- och märgelstensområdena (<60 m). och 2 200 m). Som jämförelse har även samma utsnitt Figur 8 visar även att överensstämmelsen mellan från RMT-modellen lags in. I den övre modellen från resistivitetskartan baserad på flygmätningar med VLF resistivitetsdata framträder den resistiva strukturen och den markmätta RMT-profilen är mycket god. De (revkalksten) mycket tydligt. Profilen startar i ett torrt båda högresistiva kalkstensområdena kan även identi- hällområde (1 700–1 800 m) och går sedan över i ett fieras från flygdata. RMT-data tillför dock betydligt område med vattenfyllda diken (1 900–2 000 m). Detta mer detaljerad information och ger en bild av hur resis- återspeglas i den ytligaste delen (ca 0–5 m) i den övre tiviteten varierar med djupet. modellen. I jämförelse med RMT-mätningen är inte Figur 9 visar resultat från resistivitetsmätning med resistivitetsmätning lika effektiv för att identifiera de multielektrodsystem (ABEM Lund Imaging System) lågresistiva lagren med märgel och märgelsten.

16 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. ABEM- Lund Imaging System 0

40 Djup (m ) Deptn (m ) 60 1700 1800 1900 2000 2100 2200 profillängd (m) 73 97 129 189 277 405 593 869 profile length (m) kalksten märgel och märgelsten Resistivitet (Wm) Resistivity limestone marl and marlstone

HRMT 0

40 Djup (m) Deptn (m) 60 1700 1800 1900 2000 2100 2200 25 50 100 200 400 profillängd (m) profile length (m) Resistivitet (Wm) Resistivity

Fig. 9. Resitivitetsprofil mätt med ett multielektrodsystem (ABEM Lund Imaging System) längs ett 500 m långt avsnitt, motsvarande avsnittet 1700–2200 m på RMT-profilen (se fig. 8). Resistivity profile using a multi-electrode system (Lund Imaging System) along a 500 m long section corresponding to the interval between 1700–2200 m on the RMT-profile in figure 8.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 17 Berggrundens strukturella uppbyggnad

TOPOGRAFI vilket bl.a. framkommer av det stora antalet berghäl- lar. Inom två större sammanhängande höjdområden Berggrundens uppbyggnad återspeglas till stora delar påträffas berggrunden på ca 60 m ö.h. Det ena området i landskapets topografi (fig. 10). Områden med hår- sammanfaller i stort med Sliteformationens revartade dare och mindre erosionsbenägna bergarter framträder kalkstenar och sträcker sig från Tofta, Stenkumla (66A tydligt som höjdryggar. Här är jorddjupen oftast små 5–6 i–j, 66C 1 e), ca 10 km sydsydost om Visby, i nord-

Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik

Klintehamn

Höjd, i meter över havsytans nivå Elevation in metres above sea-level Hemse 80,1–81,8 75,1–80 70,1–75 65,1–70 60,1–65 55,1–60 50,1–55 45,1–50 40,1–45 35,1–40 Burgsvik 30,1–35 25,1–30 N 20,1–25 15,1–20 10,1–15 5,1–10 10 km 1,2–5

Fig. 10. Höjdreliefkarta över Gotland baserad på höjddata från Lantmäteriet. Relief map of Gotland based on data from the National Land Survey of Sweden.

18 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. ostlig riktning upp mot Othem (66C 1 e). Ett liknande komst av grottor som kan ha ett preglacialt ursprung höjdområde finns tvärs över mellersta Gotland mellan även om de till stora delar omformats av kvartära nedis- Fröjel (56C 1 i) och Torsburgen 56C 2–3 i). Även inom ningar och postglacial erosion kopplad till havsnivåför- detta höjdområde påträffas berggrunden som högst på ändringar i östersjöområdet, bl.a. under Ancylus- och ca 60 m ö.h. och domineras av hårda kalkstenar. I fi- Littorinatid. gur 11 visas områden som ligger över 25 m ö.h. Utmed Höjdområdena (>25 m ö.h.) domineras av hårdare denna nivå är det vanligt med klintbildningar och före kalkstensberggrund, medan mellanliggande låglänta

Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik

Klintehamn

Höjd, i meter över havsytans nivå Elevation in metres Hemse above sea-level

>80 75–80 70–75 65–70 60–65 55–60 50–55 Burgsvik 45–50 N 40–45 35–40 30–35 25–30 10 km <20

Fig. 11. Höjdreliefkarta över Gotland som visar områden som är högre än 25 meter över havsytans nivå. Kartan är baserad på höjddata från Lantmäteriet. Relief map of Gotland displaying areas higher than 25 metres above mean sea level. The map is based on data from the National Land Survey of Sweden.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 19 delar av Gotland domineras av bergarter som är min- rat i mer homogent lagrade kalkstensenheter. Ofta är dre motståndskraftiga för erosion, t.ex. märgel och växellagringen mellan lerigare lager (märgel och mär- växellagring med märgel, märgelsten och kalksten. gelsten) och kalksten mycket påtaglig. Enskilda lager är Inom områden där den mjukare märgeln förekommer oftast mellan 5 och 20 cm tjocka och lateralt uthålliga. är berggrunden dåligt blottad och syns främst i diken Hällområden med dessa typer av berggrund uppvisar och tillfälliga skärningar. Typiska märgelområden finns tydligt plana lagringsplan (fig. 12 b). De enskilda lagren kring Hablingbo–Hemse–Havdhem (56B 8–9, j, a–g) har också en mycket större lateral utbredning. på södra Gotland där berggrunden domineras av mär- gel och märgelsten tillhörande den s.k. Hemsemärgeln. TEKTONIK (SPRICKOR, FÖRKASTNINGAR, Ett annat märgelområde finns mellan Västergarn (56C LINEAMENT) 4 i) och Slite (66D 0 f) där berggrunden domineras av lerigare och mjukare kalkstenar (märgel och märgel- Området som idag utgör centrala–södra Östersjön ka- sten) som ofta växellagrar med hårdare kalksten. Detta raktäriserades under kambrisk tid av en långsam ner- område sammanfaller med den s.k. Slitemärgeln. sjunkning efter en svag fas med ediacarisk tension och uppsprickning (riftbildning) av den baltiska plattan. LAGRING OCH BILDNINGSMILJÖ Uppsprickningen hade i huvudsak en nordnordostlig till sydsydvästlig riktning lokaliserad till området söder Generellt stupar Gotlands berggrund 0,2–0,4° åt syd- och sydost om Gotland. Kambrium var inte enbart en sydost. Den siluriska berggrundsytan uppvisar lokalt period med långsam nersjunkning, vilket är verifierat av mycket varierande stupningsriktningar och lagring som att det i området kring Fårösund och Fårö (66E 4–6 i–j, härrör från den avsättningsmiljö som bergarterna har a–b) förekommer stora skillnader i de kambriska lag- sitt ursprung i. Under silurisk tid täckte ett grunt hav rens mäktighet och uppbyggnad. I OPAB-borrhålet Gotland. Kusten låg inte långt bort och merparten av Verkegard-1 (56B 7 b) på Fårö är de kambriska lagren sedimenten avsattes på en kustnära grund shelf. Insla- ställvis uppkrossade (breccierade), vilket tillsammans get av terrigent material (lermineral, kvarts m.m.) var med gravimetriska och flygmagetiska data indikerar en mestadels litet vilket gjorde att sedimenten som bilda- tektonisk zon som har en nordnordvästlig rikting som i des och avsattes i denna miljö kom att domineras av stort sammanfaller med Fårösund (66D 3–5 i–j). karbonatpartiklar från de skalbärande organismer som I samband med den kaledoniska orogenesen föränd- levde i havet. Periodvis rådde gynnsamma villkor för rades sedimentationsmönstret successivt. Mäktigheter- revbildning. Dessa siluriska rev var inte lika komplexa na på de ordoviciska lagren i området varierar till följd och väl utvecklade som dagens rev utan dominerades av av tektoniska rörelser som orsakat t.ex. bildningen av svampdjur (stromatoporoidéer) som tillsammans med lokala höjdområden och sänkor. Under silur ökade sedi- tabulata koraller byggde upp den rigida, oregelbundet mentationshastigheten kraftigt till följd av insjunkning lagrade struktur som vi idag kan se. Hällarna inom framför den kaledoniska deformationsfronten i söder. områden med revkalksten har ofta en knölig och små- Under yngsta silur ökade inslaget av terriklastiskt ma- bruten morfologi (fig. 12a). Reven varierar från någon terial med bildningen av Burgsviksandsten på Gotland meter till tiotals meter höga strukturer som har en ut- och motsvarande Övedsandsten i Skåne. Dessa marke- bredning från några få kvadratmeter till flera kvadrat rar slutfasen av den äldre paleozoiska sedimentationen i kilometer. Runt reven förekommer talrika talusforma- området. Under devon och perm kom stora delar av den de lager med grova fragmentkalkstenar som består av baltiska plattan att utsättas för omfattande erosion av lösrivet material som rasat ner utmed revsidorna, ofta i upphöjda områden där stora mängder kambrosilurisk samband med stormar. Dessa lager har en linsformad berggrund avlägsnats. utbredning och stupar bort från revkärnan. Runt större Den siluriska berggrundsytan på Gotland är förhål- rev kan därför lagerstupningen vara mycket varierande. landevis lite påverkad av större tektoniska störningar. Ett annat lagringsfenomen i anslutning till större rev- Mindre förkastningar, sprickzoner och lineament före kroppar är s.k. ”Philipstrukturer” som är ringformade kommer dock frekvent. Huvudriktningarna för dessa lagringsstrukturer bildade på grund av kompaktion av är 270–310° och 40–60° (fig. 12 c–d). underliggande berggrund (Eriksson & Laufeld 1978). Lineament som markerats på kartan har tolkats från Dessa syns tydligt utmed den nordvästra kusten där höjddata, resistivitetsdata samt magnetiska data. De li- rev tillhörande Högklintformationen överlagrar märgel neament som tolkats från höjddata och resistivitetsdata och märgelsten tillhörande Visbyformationen. indikerar relativt ytnära sprickzoner och förkastning- Utanför reven, i något djupare vatten, har avsätt- ar medan de lineament som tolkats från magnetiska ningsförhållandena varit mer enhetliga vilket resulte- data visar djupare strukturer och deformationszoner

20 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. A B

Fig. 12. A. Massformig oregelbundet lagrad revkalksten överlag- rande horisontellt lagrad kalkarenit, Husken (6410107/1688776). B. Stora flacka hällytor med tunnlagrad kalkarenit strax nordöst om Lansaholm (6424825/1692143). C. Kalcitfyllda sprickor vid Norra Gattet, Fårö (6427010/1692120) D. Uppsprucken kalkarenit vid Ar, norra Gotland (6426490/1685040). Foto: M. Erlström. A. Irregularly and undulating outcrops of reef limestone overlying horisontally layered calcarenite at Husken. B. Extensive smooth and flat outcrops of thin-bedded calcarenite, north-east of Lansaholm. C C. Fractures filled with calcite at Norra Gattet, Fårö.D. Fractured outcrops of calcarenite at Ar, northern Gotland.

i det kristallina urberget. Några huvudriktningar kan (CaCO3) som utgör huvudbeståndsdel i kalkstenen. urskiljas på kartan; en i nordnordväst som tydligast Denna kemiska process kan vidga sprickor till gångar framträder på höjddata, en annan i nordost–sydväst och kanaler i kalkstensberggrunden. som framträder på både höjd- och resistivitetsdata och Karst är vanligtvis något som man förknippar med en tredje i nordväst–sydost som framträder tydligast sydligare breddgrader. I Sverige har småskalig karst på magnetiska data. påvisats inom områden som domineras av kalkstensberggrund, t.ex. Öland, Gotland, delar av Skåne och i KARST fjällkedjan (Engh 1980). I dessa områden förekommer karst mestadels som urlakning och vidgning av sprickor Med karst avses bildningar som uppkommit genom ke- som under gynnsamma betingelser kan leda till bild- misk upplösning (korrosion) av kalkstensberggrunden. ningen av underjordiska gångar (slukhål och mindre Denna process är ett kemiskt vittringsfenomen där den grottsystem), t.ex. Lummelundagrottan (66C 0 a–b) svaga kolsyran i markvattnet angriper mineralet kalcit som är Sveriges tredje största grotta (Engh 1980).

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 21 A B

Fig. 13. A. Sprickkarren i hällområdet med kalksten tillhörande Slitegruppen vid Langs Hage, Visby, (1649040/6388740). B. Slukhål i Hemse- kalksten vid Sigsarve (1688350/6362080). Foto: M. Erlström. A. Karstification in limestone of the Slite Group at Langs Hage, Visby.B. Sink hole in Hemse limestone at Sigsarve.

Fårö

Slite

Visby

Katthammarsvik

Klintehamn

Lilla Karlsö

Stora Karlsö

Hemse

Områden med frekvent förekomst av karst Areas where karstification of the bedrock is common

Burgsvik Områden med lokal förekomst av karts Fig. 14. Översiktlig karta Areas with locally occurring karstification som visar områden med karst på Gotland. N Schematic map showing 10 km main areas of karstification on Gotland.

22 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. På Gotland är karstifierade sprickor vanligt förekom- s.k. paleokarst. Dessa strukturer har bildats under mande i kalksten med hög karbonathalt som är relativt silurisk tid i samband med tillfälliga regressioner då homogen i sin uppbyggnad, dvs. utan inlagring av le- kalkstensberggrunden blivit exponerad och utsatt för rigare kalksten. Dessa benämns sprickkarren (fig. 13 a) kemisk korrosion. Dessa karststrukturer är kända från och är den vanligaste karsttypen på Gotland. Sprick- olika nivåer i ludlow och wenlock på Gotland (Cherns orna kan vara uppemot 20 cm breda nära ytan. Omfatt- 1982, Eriksson 2004, Calner m.fl. 2004). Paleokarst- ningen av kartsvittringen på djupet i dessa sprickkarren nivåerna tycks ställvis vara knutna till en förhöjning är osäker, eftersom de på djupet vanligtvis är fyllda med av magnesium- och kloridhalterna i dessa kalkstens barr, löv, grenar, mossa m.m. Som mest är den öppna, lager till följd av indunstning och inflöde av meteoriskt ytnära delen ca 60–100 cm djup. grundvatten. Slukhål (fig. 13b) är en annan relativt vanligt före kommande karststruktur på Gotland. Med slukhål RAUKAR menas en punkt eller plats där ytvatten försvinner ner i marken, t.ex. kan en bäck sluta abrupt i anslutning till Platser som Lergrav (66D 2h), Digershuvud (66E 6 i–j), ett slukhål. Stora mängder ytvatten kan dräneras ner Langhammarshammar (66E 6–7 j, a), Folhammar i berggrundens karstvittrade spricksystem och grottor (56D 2 f) och Holmhällar (56A 2 a) är förknippat med via slukhål. Öppna källor i lägre liggande terräng har kända raukområden (fig. 15 a–c). Raukar finns dock på ofta en koppling till högre liggande slukhål. Kartlägg- flera platser utmed kuststräckor där det finns en klint ningen som genomförts visar att karst förekommer i och där berggrunden domineras av revkalksten. Rauk huvudsak inom homogena kalkstensplatåer som ligger är en abrasionsform som bildas genom kusterosion av högre än ca 25 m ö.h. (fig. 14). Förekomsten av karst har kalkstenslager med varierande hårdhet. Ofta består rau- mycket stor betydelse för bedömning av grundvattnets karna av revartade mer homogena, orgelbundet lagrade sårbarhet. Det har även visat sig att förekomsten av karst partier med kalksten som varit mer motståndskraftiga har betydelse för radonrisken i bostäder på Gotland. mot vågornas erosion till skillnad från omgivande mer Förutom karststrukturer som bildats efter senaste lagrade bergarter. På flera platser finner man raukar istiden (Littorinatid), eller möjligtvis under intergla- långt inåt land, t.ex. vid Boge (66B 9 f). Dessa åter- cial tid, finns det mycket gammal karst på Gotland, speglar äldre, högre havsytenivåer, t.ex. Littorinahavet

A B

Fig. 15. A. Raukområdet Langshammarshammar (6435330/1699561). B. Raukområdet vid Lergrav med den s.k. Lergravsporten. (6411900/1689200). Foto: M. Erlström. C. Raukområdet vid Holm- hällar (6314249/1651490). Foto: L. Persson. C Examples of sea-stacks. A. Langhammarshammar. B. Lergrav. C. Holmhällar.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 23 och Ancylussjön. Merparten av de kustnära raukarna ett äldre ursprung. Det är påvisat att det redan under bildades under postglacial tid. Sannolikt har en del av silurisk tid periodvis fanns raukar som bildats på mot- raukstrukturerna som finns bevarade i högre terräng svarande sätt, t.ex. vid Bara (66B 7 d).

Urberget

Urbergets uppbyggnad under Gotland är dåligt känd 34 borrhål som nått ner till de allra översta metrarna av eftersom det täcks av mäktiga lager med yngre sedi- urberget (fig. 16) som tolkats vara svekokareliskt med mentär berggrund. Befintlig information härrör från en granitisk sammansättning (Flodén 1980). Djupet

433

288 300 333

322 253 248 463 307 333 478 300

472 435 415 Slite

Visby

500

400

440 509 636 Katthammarsvik

Klintehamn 654 600

Lilla Karlsö 638

Stora Karlsö 652 662 Hemse 601 635

435 Borrhål med djupinformation 602 664 om urbergsytans läge uppmätt i meter under havsytans nivå 696 Boreholes with depth in metres below sea-level to the top of the Precambrian basement 650 Isolinjer för djupet till urbergsytan 700 600 i meter under havsytans nivå Burgsvik 742 Isochron for the top of the Precambrian basement in metres below sea-level 721 789 N 791 733 10 km

Fig. 16. Översiktlig karta som visar djupet till urberget mätt i meter uner havsytan. Kartan är baserad på information från OPABs och SGUs borrhål. Schematic depth map of the basement in metres below mean sea level. Based on information from OPAB and SGU boreholes.

24 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. till urberget tilltar söderut. I norr ligger urberget på ca uppbyggnad än vad som redovisas i borrhålsdokumen- 300 m djup medan det i söder ligger på nästan 800 m tationen. Proverna visar att urberget på många ställen djup. Urbergsytan utgörs av det s.k. subkambriska pene- är kaolinvittrat. Brecciering och förekomst av mörka planet, som ställvis bryts av lokala höjdområden. Dessa basiska bergarter samt mineraliseringar beskrivs i höjder tycks till viss del ha styrt sedimentationsmönst- borrhålsdokumentationen från borrhål kring Fårö- ret i den överliggande sedimentära berggrunden. sund, Audungs-1 (66D 3 i) och Verkegard-1 (56B 7 b). Borrkax och få kärnprover indikerar en berggrund Dessa störningar i urberget är sannolikt kopplade till dominerad av bandad, rödgrå, biotitrik gnejs och röd förkastningsrörelser knutna till den s.k. Fårösunds- granit. Flygmagnetiska mätningar och tyngdkrafts- ryggen som även påverkat den kambriska berggrunden mätningar visar att urberget har en mer varierande i området.

Den sedimentära berggrunden

KAMBRIUM Faludden- och Äleklintaleden. Det sistnämnda saknas på Gotland. Merparten av formationen har en mel- Kambrisk berggrund påträffas på Gotland på flera lankambrisk ålder. Grötlingboledet och delar av Moss hundra meters djup under ordoviciska och siluriska bergaledet förs till yngsta delen av äldre kambrium berggrundslager (fig. 17). Den kambriska lagerföljden (Nielsen & Schovsbo 2007). består delvis av porösa och permeabla sandstenslager Flertalet av leden i Borgholmformationen består vilket gör dem intressanta som oljereservoarer och för av växellagrade enheter med siltsten och lersten med geotermisk energiproduktion. Även om endast spår av underordnat inslag av sandsten. Faluddenledet där olja hittats i lagren under Gotland har större utvin- emot består huvudsakligen av sandsten. Denna enhet ningsbara förekomster påvisats på den baltiska sidan är avsevärt mäktigare på södra Gotland (ca 40–50 m) av Östersjön. jämfört med observationer på norra Gotland (t.ex. File Den kambriska berggrunden i södra Östersjön, Got- Haidarborrningen (66C 0 e, Ahlberg 1989) där den en- land och Öland delas in i tre delar, dvs. File Haidar-, dast är ca 5 m mäktig. Borgholm- och Alunskifferformationerna (fig. 18). På Övre kambrium är mycket dåligt representerad på Gotland ökar mäktigheten på den kambriska lagerfölj- Gotland och utgörs av endast några få metrar med den i sydostlig riktning, från ca 140 m i kärnborrhålet mörkgrå skiffer och kalksten tillhörande Alunskif- Visby-1 (66A 8 j, Hedström 1923) till ca 200 m i Gröt- ferformationen som tycks finnas endast på den södra lingbo-1 (56B 7 i, Ahlberg 1989). Söder om Gotland delen av Gotland. I borrhålet När-1 (56D 0 e) påträffas är den kambriska lagerserien uppemot 300 m mäktig en ca 2 m mäktig lagerserie tillhörande Alunskiffer- (Flodén 1980). Variationen beror till merparten på en formationen på 470 m djup. Lagren består av mörkgrå tilltagande mäktighet av mellersta kambrium, dvs. Fal skiffer och kalksten med inslag av tunna sandstensskikt uddensandsten. (Ahlberg 1989). Undre kambrium utgörs till största delen av File Hai- darformationen som är beskriven av bl.a. Thorslund & ORDOVICIUM Westergård (1938), Bergström & Gee (1985), Hagen- feldt (1994), Ahlberg (1989) och Nielsen & Schovsbo Precis som den kambriska berggrunden påträffas or- (2007). Formationen är ca 100 m mäktig och indelas doviciska lager endast i borrningar som djupt liggande i Viklausandsten, Närskiffer och Närsandsten. Domi- berggrundslager (fig. 19). Den ordoviciska berggrunden nerande litologier är fin- och medelkornig sandsten, är framför allt känd från OPABs och Gotlandsolja ABs siltsten och lersten. kolväteprospektering. Lagerserien är totalt uppemot Borgholmformationen är 70 m tjock i norr och 150 m och har av OPAB delats in i tre enheter. Denna 127 m på södra Gotland (Hagenfeldt 1994). Forma- indelning följer inte strikt indelningen för motsvarande tionen delas in i Grötlingbo-, Mossberga-, Bårstad-, lager på fastlandet. OPABs indelning baseras på geo-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 25 288

249

270 262

249 264 306 287 277 311

314

263 278 Slite

Visby

300

346

290 443 Katthammarsvik

Klintehamn 461

400

Lilla Karlsö 440

Stora Karlsö 473 422 459 Hemse

Borrhål med information om djupet till 471 461 den kambriska berggrundens överyta uppmätt i meter under havsytans nivå 478 Boreholes with depth in metres below 494 sea-level to the top of the Cambrian

447 Isolinjer för djupet till den kambriska berggrundens överyta i meter under 400 520 havsytans nivå Burgsvik Isochron for the top of the Cambrian in metres below sea-level 500 562 507 N

565 10 km 509

Fig. 17. Översiktlig karta som visar djupet till kambriums överyta mätt i meter under havsytan. Kartan baserad på information från OPABs och SGUs borrhål. Schematic depth map of the top of the Cambrian in metres below mean sea level. Based on information from OPAB and SGU boreholes.

26 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Biostratigrafi Trilobitzon Litostratigrafi Norra Gotland Södra Gotland Biostratigraphy trilobite zones Lithostratigraphy Northern Gotland Southern Gotland

Ptychagnostus gibbus TIONEN ium ian

Ptychagnostus Faludden- 10 m praecurrens sandsten

Middle Cambr 55 m

mellersta kambr Eccaparadoxides Oelandicus- 40 m insularis lager 15 m BORGHOLMFORMA 5 m

Hawke Bay Event Grötlingbo- 20 m siltsten 5 m Proampyx Linnarssoni Närsandsten 30 m 25 m TIOEN ian iu m

Holmia kjerulfi 25 m group Närskiffer 10 m ARFORMA wer Cambr wer undre kambr Lo Holmia Viklau- 50 m inusitata sandsten 50 m FILE HAID

Schmidtiellus mickwitzi

Sandsten Lersten och skiffer Siltsten och skiffer Sandstone Claystone and shale Siltstone and shale

Fig. 18. Stratigrafiskt schema för den kambriska berggrunden i södra Östersjön. Schemat baseras på data från Nielsen & Schovsbo (2007). Stratigraphic scheme of the Cambrian in the southern Baltic. Based on data from Nilesen & Schovsbo (2007).

fysiska borrhålsloggar, kaxprover och seismiska data. SILUR Biostratigrafisk information finns i mycket begränsad omfattning. OPABs indelning består i en undre bento- Den siluriska ytberggrunden på Gotland omfattar ca nitförande kalkstensenhet samt två överliggande kalk- 10 miljoner år (428–418 Ma) motsvarande tidsavsnitten stensenheter som benämns Kvaerneformationen och wenlock och ludlow. Den siluriska lagerföljdens upp- Klasenkalksten (fig. 20). byggnad på djupet är dåligt känd eftersom det oftast Den undre bentonitförande lagerserien är ca 30– saknas djupinformation (borrkax och geofysiska loggar) 60 m mäktig och består av lersten och lerig kalksten över det siluriska intervallet i OPABs borrningar. Före med inslag av tunna bentonitlager vars antal ökar högre komsten av berggrund tillhörande äldsta silur (äldre upp i lagerserien. På denna lagerserie följer en 5–10 m llandovery) är inte påvisad men sannolikt förekommer mäktig sekvens med lerstenar som av OPAB benämns den på djupet, överlagrande den ordoviciska Klasen- Kvaerneformationen. Övre delen av den ordoviciska la- kalkstenen. Den siluriska djupberggrunden domineras gerföljden består av Klasenkalksten som är en 25–75 m av leriga kalkstenar, märgel och lersten till skillnad från mäktig enhet uppbyggd av lerig kalksten med tunna den ytnära berggrunden som till större andel består av skifferlager samt ett tydligt inslag av revliknande struk- olika kalkstenslitologier. turer, ”mounds” (Sivhed m.fl. 2004). Dessa revliknande Den siluriska lagerföljden har en sammanlagd mäk- strukturer, som kan vara uppemot 50 m höga och 2 km tighet på 500–750 m och stupar svagt åt sydsydost i diameter, har varit huvudmålet för den oljeprospekte- (0,2–0,4°). Ursprungssedimenten avsattes på en grund ring och oljeproduktion som skett på Gotland. shelf som täckte stora delar av centrala Östersjöbäck-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 27 189 158 169 160 182

210 160 199 185 216

219 173 154 Slite

Visby

200

179 235 344 Katthammarsvik

Klintehamn 362

300

Lilla Karlsö 349

Stora Karlsö 378 319 351

Hemse

Borrhål med information om djupet till 173 den ordoviciska berggrundens överyta 374 uppmätt i meter under havsytans nivå Boreholes with depth in metres below 384 403 sea-level to the top of the Ordovician

357 Isolinjer för djupet till den ordoviciska berggrundens överyta i meter under 400 400 Burgsvik 429 havsytans nivå Isochron for the top of the Ordovician in metres below sea-level

395 484 N

478 10 km

425

Fig. 19. Översiktlig karta som visar djupet till ordoviciums överyta (topp Klasenkalksten) mätt i meter under havsytan. Baserad på information från OPABs och SGUs borrhål. Schematic depth map of the uppermost Ordovician (Klasen Limestone) in metres below mean sea-level. Based on information from OPAB and SGU borrholes.

28 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Stratigrafi Norra Gotland Södra Gotland Stratigraphy Northern Gotland Southern Gotland

Ospec. silur Märgelsten

silur 150–300 m 300–490 m Marlstone

Kalksten Limestone Klasenkalksten 25–75 m 35–70 m

Lersten och skiffer Claystone and shale vicium Kvaernekalksten 2–10 m 2–10 m ordo

Lerig kalksten Bentonitförande 30–50 m 50–60 m Argillaceous limestone kalksten

ö. kambrium 1–5 m Alunskiffer u. ordovicium Alunskiffer Alum shale

Fig. 20. Stratigrafiskt schema för den ordoviciska berggrunden i södra Östersjön, baserat på information från Sivhed m.fl. (2004). Stratigraphic scheme of the Ordovician i the southern Baltic region. Based on information from Sivhed et al. (2004).

enet under silurisk tid. Uppemot 10 cykler med avsätt- traditionella stratigrafiska indelningen finns det även en ning har dokumenterats (Calner m.fl. 2004). Mellan klassificering som bygger på en s.k. ”event”-stratigrafi cyklerna förekom perioder med erosion då Gotland låg där berggrunden indelas i relation till klimatändringar ovanför erosionsbas (Eriksson 2004, 2007). Inom varje och variationer av havsytans nivå (se bl.a. Jeppsson enhet som motsvarar en cykel är bergarterna generellt 1993, 1998, 1997, 2005, Aldridge m.fl. 1993, Jeppsson grövre och mer karbonatrika i nordost jämfört med m.fl. 1995, Jeppsson & Aldridge 2000, Calner & Jepps- i sydväst där inslag av märgel och märgelsten är mer son 2003, Calner m.fl. 2004). påtagligt; detta till följd av successivt djupare marina Gränserna för de stratigrafiskt definierade enheter- avsättningsförhållanden i sydvästlig riktning. Under de na sammanfaller ofta inte med någon tydlig litologisk senaste decennierna har fördjupade stratigrafiska och gräns vilket försvårar den praktiska användningen av en sedimentologiska studier (Samtleben m.fl. 1996, Baarli karta som bygger på nämnda stratigrafiska indelningar m.fl. 2003, Eriksson & Calner 2005, Jeppsson m.fl. (jfr fig. 1). Däremot har den stratigrafiska indelningen 2006) resulterat i en förfinad stratigrafisk indelning ett stort geovetenskapligt värde, speciellt vad beträffar (fig. 2 & 21) och ökad kunskap om bildningsförhål- den klimatologiska utvecklingen under silur. landen och litofacies. Många av Hedes ursprungliga enheter används fort- Den stratigrafiska indelningen av den siluriska berg- farande för beskrivning av olika avgränsade berggrunds- grunden på Gotland är en reviderad version av Hedes områden på Gotland. I appendix 1 ges en sammanfat- (1960) indelning och nya formationer och led som tande beskrivning av den stratigrafiska indelningen av bygger på både litostratigrafiska och biostratigrafiska Gotlands berggrund som anges i bl.a. Hede (1960), Ri- data (Jeppsson m.fl. 2006). Begreppet topostratigrafi ding & Watts (1991) och Jeppsson m.fl. (2006). Grän- introducerades av Jaanusson (1976) och är en kombi- serna för de olika enheterna visas i figurerna 1 & 2. nation av litologiska och biologiska data. Förutom den

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 29 Stratigrafi knes s SV NO Relativt vattendjup Stratigraphy SW Gotland NE Relative water depth

klek/ Thic Grunt Djupt Shallow Deep Tjoc PRIDOL I 10 Sundrefm.

Hamra- 40 formationen ordian ludf Burgsvik- 50 formationen Ekeformationen 15 LUDL OW Hemse- formationen 100 gorstian

Klinteberg- formationen 70 SILUR Hallafm 15 home ri an Fröjelfm. 10

Slitegruppen 100 WENLOCK

Hangvar- 20 formationen Kopparsvikfm. 8

Högklint- 35 formationen sheinwoodian 30 Visbyforma- tionen Y telychia n VER 150 LLANDO

Märgel och märgelsten Oolit och pisolit Marl and marlstone Oolite and pisolite Stromatoporoidékalksten, kalkarenit, kalcirudit Siltsten Stromatoporoid limestone, calcarenite, calcirudite Siltstone Kalcilutit Sandsten Calcilutite Sandstone Stromatoporoidékalksten och algkalksten Hiatus, sedimentationsavbrott Stromatoporoid limestone and algal limestone Hiatus, sedimentatation break Revkalksten Reef limestone

Fig. 21. Stratigrafisk indelning av Gotlands siluriska berggrund och huvsakliga litologier från nordost till sydväst samt generell havsnivå- kurva. Baserad på information från Shaikh m.fl. (1990), Samtleben m.fl. (1996) och Baarli m.fl. (2003). Stratigraphic scheme of the Silurian rocks on Gotland and the main lithofacies from the north-east to the south-west. Based on information from Shaikh et al. (1990), Samtleben et al. (1996) and Baarli et al. (2003).

30 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Bergartsbeskrivning

Nedan följder en beskrivning av de olika bergarter som wackestone, packstone, grainstone och boundstone som redovisas på kartan. Gränserna för bergartsområdena inte är lätta att använda i det svenska språket. Embry & sammanfaller ofta inte med gränserna för de stratigra- Klovan (1971) förfinade indelningen avboundstone och fiska enheterna eftersom kartan enbart baseras på lito- införde begrepp som alloktona (bafflestone, bindstone logiska skillnader (jfr fig. 1). och framestone) och autoktona revkalkstenar (floatstone Förutom geofysiska data, borrhålsinformation, pu- och rudstone). blikationer och äldre karteringsinformation baseras Förutom Folks och Dunhams klassificeringar an- kartan på drygt 1 300 nya hällobservationer. En överre- vänds fortfarande en äldre, rent deskriptiv klassificering presentation av observationer finns inom hårdare kalk- som till stora delar bygger på storleken på de partiklar stensområden där blottningsgraden är högre jämfört som bygger upp bergarten: kalcilutit (<0,063 mm), kalk med i märgel- och märgelstensområdena. arenit (0,063–2 mm) och kalcirudit (>2 mm). Denna Inom respektive område på kartan redovisas domine- klassificering utgår från antagandet att karbonater till rande bergartstyp. Eftersom berggrunden på Gotland, stora delar kan föras till gruppen siliciklastiska sediment- speciellt inom kalkstensdominerade områden, uppvisar bergarter där bl.a. sandsten, siltsten och lersten ingår. en stor lateral och vertikal variation i uppbyggnad kan Samtliga klassificeringar har sina för- och nackdelar det lokalt inom vissa områden förekomma fler berg- och när det gäller Gotlands berggrund skulle det ur ett artstyper än de dominerande som beskrivs på kartan. rent geovetenskapligt hänseende vara bäst att använda Kartskalan (1:200 000) medför även begränsningar i sig av Dunhams klassificeringssystem. Det är dock inte storleken på de ytor som kan åskådliggöras. Generellt alltid lätt att enbart utifrån observationer i fält avgöra visas inte bergartsområden som är mindre än 0,2 km2 hur bergarten ska klassas i Dunhams system. För detta på kartan. krävs ofta kompletterande mikroskopering av tunnslip på respektive bergart. Dessutom är nomenklaturen inte KLASSIFIKATION anpassad för det svenska språket. SGU har därför an- vänt en rent deskriptiv klassificering och terminologi Klassifikation av karbonatbergarter kan göras på flera som är bäst lämpad för att särskilja bergarterna i fält. I olika sätt. Man skiljer på deskriptiva och genetiska tabell 3 redovisas de bedömningsgrunder och den ter- klassificeringar. De senare syftar till att ge information minologi som SGU använt. om de förhållanden som rådde när sedimenten avsat- Bergarterna återspeglar i stort fyra dominerande tes (t.ex. vattenenergi) medan den första fokuserar på avsättningsmiljöer som förekom under silurisk tid i texturella och strukturella karaktärer. Internationellt centrala Östersjön (fig. 22). Märgel, märgelsten och används idag två huvudsakliga klassificeringar, Folk kalcilutit bildades mestadels i laguner och på den dju- (1959) och Dunham (1962), vilka båda använder en pare shelfen medan kalkareniter och kalciruditer till- blandning av både deskriptiva och genetiska termer. sammans med revkalksten bildades i och kring reven Folk (1959) presenterade en terminologi som delar samt utanför dessa. in kalkstenarna med avseende på deras sorteringsgrad, dvs. innehåll av lerigt matrix (mikrit), andelen MÄRGEL OCH MÄRGELSTEN och rundningsgraden på ingående fossilfragment samt innehållet av kalcitcement (sparit). Folks klassificering Berggrund som består av märgel, märgelsten och växel- baseras på termerna mikrit och sparit med tilläggster- lagring med lagrade kalkstenar (kalkarenit, kalcilutit) ut- mer för typ och mängd av ingående bioklaster och gör en stor del av Gotlands siluriska berggrund. Utmed sorteringsgrad. Denna klassificering bygger på att se- den nordvästra kusten och i kustklinten påträffas några dimentationen av karbonater till stora delar kan jäm- meter med märgel och märgelsten tillhörande Visbyfor- föras med den för siliciklastiska sedimentbergarter, t.ex. mationen (fig. 23 a). Lagren uppvisar en tydlig växellag- lersten och sandsten. Dunhams klassifikation (1962) ring med mjuk till lös märgel och hård, lerig finkristallin är likartad men med den skillnaden att den fokuserar kalksten (märgelsten–kalcilutit). Lagertjockleken på de på hur ingående partiklar håller ihop bergarten, dvs. hårdare kalkstenslagren varierar från någon till ca 10 cm. bergartens textur. Dunhams klassificering är något mer Märgellagren är sällan mer än några centimeter tjocka. genetisk och syftar också till att ge mer information Ofta uppvisar kalkstenslagren oregelbundna, undule- om vilken vattenenergi som rådde vid sedimentationen. rande och knöliga lagringsplan. Visbyformationens mär- Dunhams klassifikation tar upp begrepp sommudstone, gel överlagras av mer homogena kalkstenslager bestående

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 31 Tabell 3. Klassificeringsgrunder för karbonatbergarterna som presenteras på kartan och jämförelse med terminologi som används av Folk (1959) och Dunham (1962). Description of rock types used on the map and their corresponding definitions by Folk (1959) and Dunham (1962). Bergartstyp på kartan Karaktär Folk (1959) Dunhamn (1962) Rock type on the map Character Märgel Lös till mjuk lera som består till ungefär lika delar av karbonat Biomicrite–sparse Mudstone, wacke Marl och lermineral, oftast gråblå till mörkgrå, innehåller frekvent biomicrite stone, mindre fossilfragment. Växellagar ofta med märgelsten, kalcilutit och kalkarenit. Märgelsten Lerig kalksten som innehåller ungefär lika delar karbonat och -”- -”- Marlstone lermineral. Innehåller ofta tunnskaliga fossilfragment. Grå till mörkgrå. Hård märgel. Kalcilutit Finkornig eller finkristallin kalksten ofta med högt lerinnehåll Sparse biomicrite– Wackestone– Calcilutite och stor andel matrix. Ingående partiklar <0,063 mm. Matt yta. packed biomicrite packstone Hård. Andelen karbonat större än andelen lermineral. Mestadels grå. Kalkarenit Medelkornig eller medelkristallin kalksten, liten andel matrix, Biosparite Grainstone Calcarenite ofta tydligt kristalliserad textur, glittrig, grynig yta. Ingående partiklar 0,063–2 mm. Tydligt lagrad. Vanligt med korsskiktning och böljeslagsmärken. Kalcirudit Grovkornig eller grovkristallin kalksten, försumbar eller ingen -”- -”- Calcirudite matrix, rikligt med grova fossilfragment, ofta krinoidéer. Ingå- ende partiklar >2 mm. Lagrad. Krinoidékalksten Kalkarenit eller kalcirudit som domineras av karbonatfragment – -”- Crinoid limestone från krinoidéer. Tydligt lagrad. Ofta rödaktig. Algkalksten Kalkarenit eller kalcilutit som till merparten är uppbyggd av – Bafflestone Algal limestone kalkalger som ofta består av 1–2 cm koncentriskt uppbyggda knölar. Oolit Kalksten som till merparten är uppbyggd av runda koncentriskt Rounded biosparit Grainstone Oolite uppbyggda <2 mm stora partiklar av utfälld karbonat. Vanligt med korsskiktning. ”Romsten” Pisolit Grovkornig oolit. Ingående koncentriskt uppbyggda partiklar >2 -”- Grainstone Pilolit mm. ”Ärtsten”. Revkalksten Oregelbundet lagrad. Komplex struktur. Hög andel stora fos- – Boundstone, baffle Reef limestone silfragment, tabulater, koraller, krinoidéer, stromatoporoidéer. stone, framestone, Inslag med lös ofta ljusgrön märgel mellan stora fossil. Dåligt rudstone, floatstone sorterad. Hålrum. Stromatoporoidé- Från oregelbundet lagrad till tydligt lagrad. Stort till helt domi- Boundstone, baffle kalksten nerande inslag av stromatoporoidéer som ofta ger en knölig stone, framestone, Stromatoporoid limestone hällyta. Stromatoporoidéerna kan vara transporterande eller rudstone, floatstone in situ och ha såväl laminärt som domliknande utseende och grainstone storlekar från några få cm till flera dm. Ofta tillsammans med kalkarenit.

av oregelbundet lagrade revartade kalkstenar och lagrade stensområde förekommer i ett uppemot 15 km brett kalkareniter tillhörande Högklintformationen. stråk som sträcker sig i nordostlig riktning från Klin- Den typiska växellagringen inom märgel och mär- tehamn–Tofta (56C, 66A 3–5 h–i) till Slite (66D 0 f). gelstensområdena kan vara orsakad av regelbundna små Nordost om Slite blir området mer uppbrutet eftersom förändringar av avsättningsförhållanden som kan vara inslaget av homogenare kalksten är mer påtagligt. Mär- knutna till vattendjup, inflöde av terrigent material eller gelområdet benämns stratigrafiskt som Slitemärgel och en cyklicitet som kan ha ett klimatologiskt ursprung. förekommer mestadels i lågt liggande terräng. Växel- Växellagringen har även tolkats som en tidig diagenetisk lagringen är påtaglig och i Cementas kalkbrott i Slite omvandling av ett ursprungligt, mer homogent lerigt (66D 0 f) syns detta tydligt. karbonatslam (Munnecke & Samtleben 1996). Den re- På södra Gotland förekommer också ett större sam- gelbundna växellagringen skulle uppkomma genom att manhängande område med märgel och märgelsten, aragonit i karbonatslammet lösts upp relativt snart efter s.k. Hemsemärgel (fig. 23 b). Detta område är precis det att sedimentet avsatts. Ytterligare något längre ner som föregående störst i sydväst, vilket är typiskt för i de avlagrade sedimenten skedde en omkristallisering den gotländska berggrunden, dvs. att det inom varje av karbonatet, nu i form av kalcit. Ofta skedde detta i enhet blir större inslag av märgel och finkorniga och anslutning till ansamling av skalfragment. kristallina karbonater i sydväst medan grövre varianter Ett större sammanhängande märgel- och märgel- dominerar i nordost.

32 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Förutom dessa större sammanhängande områden heten och tjockleken på dessa varierar kraftigt. Exem- finns det mindre områden med märgel och märgelsten pelvis inom Slitegruppens revkalkstenar på norra Got- inom kalkstensdominerade områden. Dessa märgel land är det vanligt med lokala förekomster av denna områden är ofta bildade i laguner bakom reven och har typ av märgel och märgelsten. ett mycket lokalt uppträdande. Den laterala uthållig

Grund shelf/Shallow shelf Revområde/Reef Lagun/Lagoon Strandzon Shoreface Yttre/distal Inre/proximal Yttre/front Kärna/core Inre/back Yttre/distal Inre/proximal Tidal zon Tidal zone

normal vågbas/normal wave base

storm vågbas/storm wave base Bildningsmiljö Depositional settin g

Bergart Märgel Kalkarenit Kalciruditer Stromato- Kalkarenit Kalcilutit Kalcilutit Siltsten Rock type Märgelsten kalcilutit poroidékst Oolit Märgel Kalkarenit Sandsten Kalcilutit Revkalksten pisolit Märgelsten Algkalksten

Lagring Tunnlagrade Lagrade Grovklastiska Kaotisk oregel- Linsformade lager Växellagrade Fossilfattiga Fossilfattiga Bedding lateralt uthålliga Lateralt uthålliga Talusformade bunden lagring Korskiktning Fossilrika Korskiktning Lokal förekomst lager Enhetlig tjocklek lager Stromatoporoideer Lokal förekomst (kalkarenit) Korskiktning Växellagring Lokal förekomst och tabulater Variabel Ripples Ripples Variabel mäktighet Grävspår mäktighet Korsskiktning

Lerhalt Hög halt fin- Hög halt fin- Liten halt fin- Orgelbundna Liten halt fin- Mkt finmaterial Finkorniga Finkorniga Clay content material material material partier material med märgel Hårdhet Hård (kalcilutit, Hårda, täta Dålig hållfasthet Variabel hållfasthet Medelhårda lager Varierande Varierande Hårda Induration märgelsten) Porös, hålrum Hålrum Tät textur Mjuk märgel karbonat- Medelhård (märgel) Omkristalliserade Hård märgelsten/ cementerade kalcilutit

Kemi Karbonathalt <70 % Karbonathalt Karbonathalt Karbonathalt Karbonathalt Karbonathalt Karbonathalt Karbonathalt Chemistry 70–90 % >95 % 90–95 % >95 % <70 % 60–80 % <50 %, kvarts, Pyrit, bitumen Pyrit, kvarts, illit, fältspat, dolomit klorit, fältspat Färg Mörkgrå–svartgrå Grå–mörkgrå Ljusbrun, grå, Ljusgrå med gröna Ljusgrå, beige, Mörkgrå Grå, mörkgrå Ljusgrå Colour spräckligt gråvit, och grå inslag nougat rödspräcklig

Fig. 22. Generell modell av bildningsförhållandena och olika bergarters karaktär för den Gotländska siluriska berggrunden. Idealised model of the depositional environment and rock type characteristics for the Silurian of Gotland.

A B

Fig. 23. A. Växellagrad märgel och märgelsten tillhörande Visbyformationen i vägkärning vid Snäck (6396450/1650620). Foto: M. Erlström. B. Växellagrad märgel och märgelsten i Hemse kanal (6348904/1646060) Foto: K. Rasmussen. A. Alternating sequence of marl and marlstone of the Visby Formation at Snäck. B. Alternating marl and marlstone of the Hemse marl in the Hemse Canal.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 33 STROMATOPOROIDÉKALKSTEN, KALCIRUDIT, kalkarenitisk och kalcilutitisk mellanmassa. Lagren KALKARENIT, KALCILUTIT är knöliga och lagringsplanen oregelbundna (fig. 25). Mäktigheten på individuella lager är i allmänhet 5–20 Bergarterna stromatoporoidékalksten, kalcirudit, kalk cm. Stromatoporoidéerna har en mycket finkristallin arenit och kalcilutit är mycket vanliga och karaktärise- tät textur och en beige till nougatbrun färg. Typiskt är ras av mer eller mindre tydligt lagrade kalkstenar. Stora också den finlaminära texturen som tydligt framträder delar av höjdområdena på Gotland består av dessa typer. på vittrade hällytor. Tre huvudområden kan urskiljas. Ett nordligt område, Kalcirudit är en mycket grovkornig eller grovkris- nordost om en linje från Tofta (66A 5 h) till Fårösund tallin och tjockbankad kalksten som är uppbyggd av (66D 3–5 i–j) och Fårö (66E 4–6 i–j, a–b), ett område stora fossilfragment (>2 mm). Eftersom den inte är lika på mellersta Gotland från Klintehamn (56C 2–3 i) till väl cementerad av kalcit som kalcilutit och kalkarenit Ljugarn–Östergarn–Gothem (56D, 66B 1–8 e–f) och har den sämre hållfasthet och är porösare. Kalciruditen ett område på södra Gotland. saknar i stort sett finkornigt material eftersom den av- Stromatoporoidékalksten dominerar en stor del av satts under förhållanden med högre vattenenergi. Det berggrunden i det norra och mellersta området. Den- är även vanligt att de stora fragmenten är porösa i ytan na bergartstyp karaktäriseras av det stora inslaget av och mikritiserade på grund av påväxt av alger kort efter stromatoporoidéer. Dessa kan ha mycket varierande att fragmenten avsatts. Den porösa ytzonen syns som utseende från laminära till domliknande koncentriskt en ljus krusta runt fragmenten. uppbyggda fossila svampdjur (fig. 24 a & b). Storleken I ett område på norra Gotland från Fårös södra de- varierar från några centimeter till flera decimeter stora lar (66E 3–4 i–j) ner mot Hellvi (66D 1–2 g–h) på- aggregat. Stromatoporoidéerna är oftast inlagrade i en träffas på fler platser en mycket grovklastisk kalcirudit (fig. 26 a). Kalcirudit påträffas lokalt kring större rev där den består av korttransporterat material som lossnat och rasat ner på revsidorna. På södra Gotland i trakten kring Sundre (56A 2–3 i–j) förekommer kalcirudit som mer eller mindre helt består av grova krinoidéfragment, s.k. krinoidékalksten. En rödflammig variant som brutits vid Hallbjäns (56A 2–3 i) som ornament- och byggnadssten kallas för Hoburgsmarmor (fig. 26 b). Grova kalciruditer finns även på Karlsöarna (56C 0–1 f–h). Kalkarenit är en lagrad bergart som till merparten består av karbonatkorn i sandstorlek (0,063–2 mm) och som ofta förekommer inom samma områden

B Fig. 25. Exempel på typisk stromatoporoidékalksten från Hajdgårde Fig. 24. Exempel på olika typer av stromatoporoidéer. A. Huvud- som visar den knöliga oregelbundna lagringen (6365840/1654096). stora runda former. B. Laminära plana former. Foto: M. Erlström. Foto: K. Rasmussen. Examples of different types of stromatoporoids.A. Large rounded Typical example of a nodular and irregularly layered stromatoporoid forms. B. Laminar form. limestone at Hajdgårde.

34 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. A B

Fig. 26. A. Grovklastisk kalcirudit från Ryssudden, Fårö (6418058/1696863). B. Grovklastisk krinoidékalksten (kalcirudit), s.k. Hoburgsmarmor från Hallbjäns (6314720/1642620). Foto: M. Erlström. A. Coarse bioclastic calcirudit, Ryssudden, Fårö. B. Coarse bioclastic crinoid limestone ”Hoburgsmarmor”, Hallbjäns.

A B

C D

Fig. 27. A. Lagrad kalkarenit från nedlagt stenbrott norr om Sigsarve (6361050/1667710). B. Mikrofotografi som visar den texturella uppbyggnaden av en kalkarenit från Vägume (KRA060030, 6407110/1679031). Runt fossilfragment finns ett tydligt cement som består av stora kalcitkristaller (sparit), planpolariserat ljus. C. Exempel på korsskiktning i kalkarenitiska lager från Grogarnsberget (6370400/1682700). D. Exempel på stora vågmärken i kalkarenit på Grogarnsberget (6370400/1682700). Foto: M. Erlström. A. Bedded calcarenite from the abandoned quarry at Sigsarve. B. Microphoto showing the textural framwork of a sparitic calcarenite from Vägume, plane-polarised light. C. Cross bedding in calcarenite, Grogarnsberget. D. Megaripples in calcarenite, Grogarnsberget.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 35 A B

Fig. 28. A. Exempel på en tät finkornig kalcilutit från Hamra (6320510/1652769). Foto: K. Rasmussen.B. Mikrofotografi som visar ett exempel på den finkorniga täta texturen hos kalcilutit, Storugns (S2, 6415790/1680220), planpolariserat ljus. Foto: M. Erlström. A. Dense finely crystalline calcilute, Hamra.B. Microphoto showing the characteristic fine homogeneous texture of a calclutite, Storugns, plane-polarised light.

som det finns stromatoporoidékalksten. Bergarten är OOSPARIT, OOMIKRIT, OOLIT, PISOLIT relativt väl sorterad och tydligt lagrad i horisontellt uthålliga lager (fig. 27 a). Lagringsplanen är jämnare Vissa typer av kalkarenit består till största delen av väl- och texturen mer homogen jämfört med kalciru- rundade korn som i tunnslip uppvisar att de är koncen- diten. Ofta har kalkareniten en grynig och glittrig triskt uppbyggda av pålagrad karbonat (fig. 29 a). Dessa brottyta och består av karbonatskal som brutits sönder benämns oosparit om de är omgärdade eller ”svävar” och rundats av vågor och strömmar. Bergarten kan i ett sekundärt sparitiskt cement. När kornen omges närmast jämföras med en kustnära marin sandsten. av ett karbonatslam kallas de för oomikrit. En bergart Många av kalkareniterna på Gotland domineras av som helt domineras av välrundade korn som sitter tätt fragment från echinodermer. Kalkareniten innehål- ihop kallas oolit. Den senare typen kallas i folkmun ler frekvent även en stor andel sparitiskt cement som ofta för ”romsten”. Oosparit och oomikrit förekommer kristalliserat i ursprungliga porutrymmen eller som relativt frekvent inom de områden där kalkarenit utgör sekundär syntaxialt cement runt echinodermfragmen- huvudbergart. Större förekomster av oolit finns kring ten (fig. 27 b). Det är inte ovanligt att man i lager med Bara (66B 7 d, fig. 29 b) inom Hallaformationen (Cal- kalkarenit finner korsskiktning och böljeslagsmärken ner & Säll 1999), i ett stråk västerut från Närsholmen (fig. 27 c & d) som visar avsättningsförhållanden starkt (56B 9 e) tillhörande Ekeformationen och i ett område påverkade av vågor och strömmar. från Fide (56B 5–6 a) söderut mot Kättelvik (56A 2–3 i) Kalcilutit är en finkornig, tät, hård och tydligt lagrad tillhörande Burgsvikformationen. kalksten som består av karbonatpartiklar i siltstorlek Pisolit är en grovkornig oolit där de koncentriskt (<0,063 mm) och med en hög andel finmaterial i ler- uppbyggda kornen är större än 2 mm. Pisoliter före- fraktionen, mestadels karbonatslam (mikrit) (fig. 28 a kommer ofta i anslutning till ooliter och har ett lik & b). Bergarten innehåller ofta även en hög andel artat bildningssätt. Bergarten är ovanlig på Gotland. lermineral (s.k. lerig kalcilutit). Texturen är matt och Ett större område med pisolit finns i området västerut färgen är ljust grå till mörkgrå. Beige och ljusbruna va- från Närsholmen (56B 9 e) (fig. 29 c). I tunnslip syns rianter är också vanliga. Enskilda lager är oftast <10 cm tydligt de koncentriskt uppbyggda kornen (fig. 29 d). tjocka. Kalcilutit förekommer ofta tillsammans med Pisolit benämns ofta ”ärtsten”. märgelsten och märgel. Större förekomster av kalcilutit finns i ett smalt stråk från Åminne (66B 8 f) till Väte ALGKALKSTEN (56C 4 a) och i ett område på södra Gotland sydost om Fide (56B 5 a). Algkalksten är en bergart som är likartad med stro- matoporoidékalksten och som mestadels påträffas i anslutning till dess utbredning. På kartan har inga

36 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. A B

C D

Fig. 29. A. Mikrofotografi som visar den texturella uppbyggnaden av en oolit från Bara (UKS060051, 6387806/1667585), planpolariserat ljus. B. Oolitförekomsten i Bara (6387806/1667585). C. Pisolitförekomsten vid Burgen (6348430/1668670). Foto: M. Erlström. D. Mikrofotografi av pisolit från Hoburgen (UKS060049, 6333312/1651834), planpolariserat ljus. Foto: M. Erlström. A. Microphoto showing the grains with concentric growth rings of calcite in an oolite from Bara, plane-polarised light. B. Outcrops of the Bara oolite. C. Pisolite outcrops at Burgen. D. Microphoto of a pisolite from Burgen, plane-polarised light.

sammanhängande områden med algkalksten lagts in REVKALKSTEN OCH REVARTAD KALKSTEN eftersom bergarten bedömts ha en underordnad före- komst i jämförelse med stromatoporoidékalkstenarna. På Gotland påträffas rikligt med revstrukturer inom Dessutom har de ofta en likartad uppbyggnad som gör de tre större kalkstensdominerade områdena. Flera att de är svåra att särskilja i fält. hundra revkroppar har identifierats (Mantén 1971, Algkalksten har ett knöligt utseende med centime- Riding 1981). Reven bildades i huvudsak av stroma- terstora bollar (s.k. onkoider) inlagrade i en kalkare- toporoidéer, koraller, kalkalger och bryozoer under nitisk eller kalcilutitisk mellanmassa. Förekomsten av perioder med varmare klimat. Tio klimat- och se- algbollar är det mest karaktäristiska kännetecknet. dimentationscykler har identifierats i den siluriska Hadding (1959) ger en bra beskrivning av dessa kalkste- berggrunden varav åtta av dessa innebar gynnsamma nar. Algbollarna bildas ofta som koncentrisk påväxt av förutsättningar för bildning av rev (Jeppsson 1998, kalkalger kring ett skalfragment. Typiska algkalkstenar Brunton m.fl. 1998). finns inom i Kopparsvikformationen och Högklintfor- Revkalksten är typiskt en oregelbundet, kaotiskt lag- mationen kring Visby (66A 7 i) och i Hallaformationen rad bergart. Revet består i idealfallet av en kärna med vid Gothemshammar (66B 8 f). Algkalksten indikerar in situ-placerade revbyggande organismer. Kärnan är grunda bildningsförhållanden. omgiven av grovklastiska talussediment av lösrivet ma-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 37 terial som kan vara stora block av revkalksten inlagrat i grov fragmentkalksten (kalcirudit). I revkroppen före kommer även oregelbundna partier med märgel som bildats genom att finmaterial avlagrats i ursprungliga hålrum och fickor inom revkroppen. Öppna hålrum är ofta beklädda med stora kalcitkristaller och innehåller frekvent även rester av bitumen. Revkalkstenarna inne- håller även mindre mineraliseringar av pyrit. Reven kan ha en mycket varierande morfologi och storlek beroende på hur förhållandena var när de bildades. Flera olika försök till klassificering av de got- ländska reven har gjorts (se Mantén 1971, Nield 1982, A Riding 1981, Kershaw 1997, Riding & Watts 1991, Sandström 2000). Rev som bildas på lite djupare vatten är vanligtvis små, max. 10 m i diameter och 2–3 m höga, strukturer som allmänt benämns Axelsrorev. Dessa påträffas bl.a. i märgeldominerade lagerföljder tillhörande Visbyfor- mationen, t.ex. vid Lickershamn (66C 2 c, fig. 30 a). Hoburgenreven är en annan vanligt förekomman- de och omnämnd revtyp som består av mycket större revkomplex. Storleken kan variera från 5 till 30 m i höjd och den laterala utbredningen kan vara uppemot 2 km2. Vattendjupet kring reven har tolkats vara i storleksordningen 20–50 m (Watts & Riding 2000). Hoburgstypen domineras av oregelbundet lagrade B stromatoporoidéer och mycket talusmaterial (fig. 30b) utan någon tydlig revkärna vilket gör klassificeringen Fig. 30. A. Exempel på små s.k. Axelsrorev inlagrade i märgel/ som revkalksten osäker. Vid kartläggningsarbetet har märgelsten tillhörande Visbyformationen vid Lickershamn (6414860/1660400). B. Exempel på stora revkomplex av s.k. därför termen revartad kalksten använts för denna typ Hoburgentyp. Hoburgen (6312900/1641400). Foto: M. Erlström. av svårklassificerad kalksten. Den här typen av rev är A. Small reef bodies of the Axelsro type in a marl/marlstone den vanligaste på Gotland. sequence of the Visby Formation at Lickershamn. B. Large reef complex of the Hoburgen type at Hoburgen. En tredje revform i den siluriska berggrunden på Gotland är av s.k. Holmhällartyp. Denna typ byggs upp av laminära stromatoporoidéer och tolkas som bildad i extremt grunt vatten (Kano 1990). Gotland. Reven tillhör här stratigrafiskt Hamra- och Det är oftast relativt enkelt att identifiera rev i kust- Sundreformationerna. skärningar och stenbrott där den oregelbundna lagring- Revstrukturer har även identifierats i marina seismis- en och kaotiska strukturen tydligt framträder. Däremot ka mätningar i kustområdena runt Gotland (Bjerkéus kan det vara svårt att kartlägga förekomsten av rev i & Eriksson 2001, Flodén m.fl. 2001). andra områden. En oregelbunden, bruten topografi och knöliga hällar är en indikation på förekomst av rev i SANDSTEN OCH SILTSTEN berggrunden. På norra Gotland förekommer rev i ett stråk från Siliciklastiska sedimentbergarter som sand- och Högklint (66A 7 i) till Fårö (66E 4–6 i–j, a–b). Speci- siltsten förkommer i mycket begränsad omfattning ellt på norra Fårö (66E 6 j) finns rikligt med stromato- på Gotland. Under två perioder, yngre wenlock och poroidérev. Dessa tillhör stratigrafiskt Högklintforma- yngre ludlow, inträffade tillfälligt förändringar av se- tionen, Toftaformationen och Slitegruppen. På meller- dimentationsförhållandena och lager med siltsten och sta Gotland påträffas revkalksten i ett område mellan sandsten bildades. Klinte, Hemse och Östergarn (56C 2 j, 56B 2 a–b, 56D Nordväst om Fröjel förekommer ett smalt stråk 3–4 g–h) som stratigrafiskt förs till Klintebergforma- med karbonatrik siltsten (Gannarveledet), tillhörande tionen och Hemsegruppen. Ett tredje område med Fröjelformationen (Calner 1999, Calner & Jeppsson revkalksten finns på Sudret (56A 2–4 j, a–b) på södra 2003, Jeppsson & Calner 2003, fig. 31a). Tidigare be-

38 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. A B

C D

Fig. 31. A. Karbonatrik siltsten, s.k. Slitesiltsten, tillhörande Fröjelformationen vid Gannarve (6360710/1642360). B. Detalj som visar den tunnlagrade bergarten vid Gannarve (6360710/1642360). Foto: K. Rasmussen. C. Mikrofotografi som visar den finkorniga texturen som i det här fallet domineras av karbonatslam med en minde mängd detritisk kvarts (KRA070170, 6361141/1642569), korsade polarisatorer. D. Mikrofotografi som visar den rikliga förekomsten av rombiska kristaller av dolomit i vissa lager (KRA070170, 6361141/1642569), planpolariserat ljus. Foto: M. Erlström. A. Calcareous siltstone, ”Slite siltstone”, of the Fröjel Formation at Gannarve. B. Detail of the thin-bedded lithology. C. Microphoto showing the fine texture dominated by calcareous mud and fine detrital quartz, crossed polars.D. Microphoto showing the frequent high content of fine rhombic crystals of dolomite, plane-polarised light.

nämndes lagren Slitesiltsten (Sivhed 1976). Bergarten (se avsnittet om industrimineral och täktverksamhet, är mörkgrå till mörkbrun med blågrå inslag, tunn- fig. 32a & b). Sandstenen innehåller förutom kvarts och skiktad med vågmärken och korsskiktning (fig. 31b). karbonat små mängder med tungmineral. Undersök- I vissa lager finns även rikligt med horisontella gräv- ningar av de senare indikerar att sedimentet härrör från spår. Orientering av ripples och fossil indikerar en områden västerut som påverkats av de kaledoniska och dominerande strömningsriktning från väst. Förutom svekonorvegiska orogeneserna (Karlsson 2005). Long lermineral, karbonat och detritisk kvarts innehåller (1993) tolkade ett mer östligt ursprung, t.ex. östra bergarten dolomit (fig. 31 c & d). Karbonathalten Sverige. Sandstenen uppvisar oregelbundna flammiga är ofta mycket hög och bergarten klassas då som en strukturer (fig. 32 c) som anses vara avvattningsstruktu- kalcilutit med hög kvartshalt. De siliciklastiska lagren rer som bildats i samband med kompaktion av ett vat- är sannolikt avsatta i samband med en sänkning av tenmättat poröst sediment. Korsskiktning, vågmärken havsytan (regression) som resulterat i en ökning av och ”hummocky” korsskiktning indikerar en snabb av- mängden siliciklastiskt material. sättning i ett delta där stormar spelade en betydelsefull Burgsviksandstenen påträffas i ett oregelbundet roll (Eriksson & Calner 2007). I vissa nivåer påträffas område från Grötlingbo (56B 7 a) till Hoburgen (56A en mörk skiktning som orsakas av utfällningar av py- 2 i). Den ljusgrå finkorniga till mycket finkorniga och rit och järnoxider (fig. 32 d). På samma sätt som Slite- homogena sandstenen har brutits för olika ändamål siltstenen anses Burgsviksandstenen ha sitt ursprung i

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 39 A B

C D

Fig. 32. A. Sandstensbrottet vid Uddvide (6333300/1651930). B. Mikrofotografi som visar den texturella uppbyggnaden som domineras av finkornig kvarts omgivet av ett kalcitcement (UKS060049, 6333312/1651834), korsade polarisatorer.C. Exempel på flammig heterogen struktur (avvattningsstrukturer) i sandstenen vid Uddvide (6333300/1651930). D. Mikrofotografi som visar mineraliseringar av pyrit i sandsten från Kättelvik (UKS060046a, 6313055/1641502) reflekterat ljus. Foto: M. Erlström. A. Sandstone quarry at Uddvide. B. Microphoto of the arenitic and calcite cemented sandstone, crossed polars. C. Mottled texture of sandstone beds at Uddvide likely caused by compaction of a water saturated sediment. D. Microphoto showing minerlizations of pyrite in the Burgsvik Sandstone at Kättelvik, reflected light.

en regression. Sandstenen är 30–40 m tjock i Burgsvik (56B 5 j) och tunnar successivt ut i nordostlig riktning (Hede 1919, Eriksson & Calner 2007). Utmed kusten från Närsholmen (56B 9 e) till Ham- maren (56B 8 e) på sydöstra Gotland förekommer smala, oregelbundna sandstensgångar med Burgsviksandsten i kalkstenslager tillhörande Ekeformationen (fig. 33). Gångarna har beskrivits av Cherns (1982) och Larsson (1979). Sannolikt har gångarna bildats som fyllnad i öppna karstsprickor i underliggande Ekelager.

Fig. 33. Smala sandstensgångar i kalkstenslager tillhörande Ekefor- mationen vid Närsholmen (6347300/1674100). Foto: M. Erlström. Sandstone dykes in limestone beds of the Eke Formation at Närshol- men.

40 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Bergarternas kemiska uppbyggnad

Den gotländska berggrunden är huvudsakligen upp- Berggrundens ensartade mineralogiska uppbygg- byggd av kalkstenar, märgelstenar, märgel och kar- nad på Gotland resulterar i en relativt okomplicerad bonatcementerade sandstenar. Bergarternas kemiska kemisk sammansättning. Det höga innehållet av kalcit sammansättning har varit och är föremål för stort in- och aragonit (CaCO3) i kalkstenarna ger höga halter tresse från industrins sida. Detta beror främst på den av kalcium, omräknat till kalciumoxid (CaO). Kalci omfattande brytningen av kalksten och märgelsten för ruditer och kalkareniter uppvisar högst CaO-halt framställning av olika produkter som t.ex. cement och (52–55 %). Även revkalkstenar och stromatoporoidé- bränd kalksten. Höga krav ställs av denna anledning på kalkstenar uppvisar mycket höga CaO-halter, men in- bergmaterialets kemiska sammansättning för att slut- slag av märgel i dessa lager resulterar i lägre CaO-halt produkten ska uppfylla de ställda kvalitetskraven. och högre halter av bl.a. SiO2, K2O, Na2O och Al2O3. I tabellerna 4 och 5 ges översiktliga sammanställ- I märgel och märgelsten är halten CaO i storleksord- ningar av halterna av de huvudsakliga kemiska kompo- ningen 20–45 %. nenterna i olika bergarter på Gotland. Data har till mer- Förutom kalcit förekommer dolomit, Ca,Mg(CO3)2. parten hämtats från en omfattande utredning rörande Speciellt i märgelsten, kalcilutiter och i den s.k. Slite- karbonatbergarter i Sverige av Shaikh m.fl. (1990). siltstenen (Fröjelformationen) finns ett påtagligt inslag

Tabell 4. Översiktlig sammanställning av kemiska analyser främst baserad på analyser av märgel och kalksten på norra Gotland. Analys resultat av bulkprov och redovisning i vikt-%. Data från Shaikh m.fl. (1990). Average chemical composition of different limestone rock types and marls. Values in weight percent.

Bergart CaO MgO Al2O3 SiO2 S Rock type Revkalksten 44,8–55,7 0,4–0,9 0,15–1,0 0,3–3,1 0,01–0,15 Reef limestone Stromatoporoidékalksten 52,9–54,9 0,3–1,5 0,13–1,1 0,12–1,5 0,01–0,15 Stromatoporoid limestone Kalcirudit 51,4–55,0 0,15–1,0 0,15–1,0 0,25–1, 6 0,015–0,2 Calcirudite Märgel 18,2–42,8 2,0–4,8 5,5–8,8 13,0–38 0,3–0,9 Marl Märgelsten och kalcilutit 28,4–44,3 3,15–5,1 2,4–5,9 10,1–25,7 0,3–0,65 Marlstone and calcilutite

Tabell 5. Kemisk sammansättning (i vikt-%) i kalksten avsedd för industriella ändamål. Exemplen är hämtade ur Shaikh m.fl. 1990. Analysresultaten för kalksten för bränning är hämtade från Storugnsbrottet och för cement från Filehajdar och Slite Västra brottet. Chemical data on limestone samples from Storugns and Slite. Data from Shaikh et al. (1990). Values in weight percent. Oxider, element Kalksten för bränning Cement Oxides, elements Limestone for lime production Cement Kalksten Märgelsten Limestone Marlstone

SiO2 1,6 3,0 10,5

Al2O3 0,70 0,42 2,58

TiO2 0,04

Fe2O3 0,34 0,35 1,12 MnO 0,02 MgO 0,61 2,17 CaO 53,1 51,47 44,3

K2O 0,99 0,12 0,67

Na2O 0,03 0,12

P2O5 <0,01

CO2 42,8 Cl 0,04 0,08 F 0,02 S 0,11 0,17 0,28

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 41 Fig. 34. Pyritmineralise- ringar i märgelavsnitt inuti revkalksten. Storugns. (6415070/1679290). Foto: M. Erlström. Pyrite mineralization in marl within reef limestone, Storugns.

av dolomit vilket ger förhöjda halter av MgO som kan arterna på Gotland mycket små mängder av spårämnen. uppgå till 3–4 % i dessa litologier. Vanligtvis är MgO- Strontiumhalterna är förhållandevis höga, allmänt mel- halterna <1 % i de gotländska kalkstenarna. lan 100 och 300 ppm, vilket beror på att strontium

Kiseloxidhalten (SiO2) är i regel <2 % i kalkstenarna. förekommer bundet i kalcit. Fosforhalterna är i samma Märgel, märgelsten och även vissa kalcilutiter innehåller storleksordning och hör samman med förekomsten av en betydande mängd lermineral och finkornig detritisk kalciumfosfat (apatit, fosforit). Övriga element före-

kvarts som gör att halten SiO2 blir avsevärt högre. I en- kommer allmänt på haltnivåer under 10 ppm. Anmärk- skilda märgellager kan kiseloxidhalten uppgå till 30– ningsvärt är att revkalksten, stromatoporoidékalksten, 40 %. Oftast är höga halter av kiseloxid kopplade till kalkarenit och kalcirudit lokalt innehåller uran. Nor-

förhöjda halter av Al2O3 och K2O till följd av förekom- malt är halterna <1 ppm men spektrometermätningar sten av lermineral (klorit, illit) i dessa lerigare karbonat- (se geofysikavsnittet) och kemiska analyser visar på bergarter. Aluminiumoxidhalten pendlar mellan 2 och områden med klart högre uranhalter (2–8 ppm). En 8 % i märgel, märgelsten och kalcilutit. I kalkstenarna är uranhalt på 23 ppm har uppmätts i enskilda kalkstens- halten oftast <1 %. Kaliumoxidhalten är 1–2 % i märgel lager på Östergarn. och märgelsten och <0,5 % i kalkstenarna. Burgsviksandstenens kemiska sammansättning do- Förutom karbonatmineral, kvarts och lermineral mineras av kiseloxid, kalciumoxid och karbonat. För-

förekommer ofta pyrit (FeS2) i bergarterna (fig. 34). utom dessa element innehåller bergarten en relativ hög Företrädesvis uppträder pyrit i de lerigare litologierna, halt av aluminium, kalium och natrium. Den kemiska men lokalt i kalkstensområden påträffas pyrit som mi- sammansättningen återspeglar den mineralogiska upp- neraliseringar i revkalkstenar och som sprickmineral. byggnaden av sandstenen. Enligt 19 analyser av Long Svavelhalterna i märgel och märgelsten är vanligtvis (1993) domineras Burgsviksandstenens korn av detri- <1 %. I stromatoporoidékalksten, kalkarenit och kalci- tisk kvarts (medelvärde 44,5 %) och bergartsfragment rudit är svavelhalten vanligtvis lägre (<100 ppm). Järn- (medelvärde 49,4 %) samt en mindre andel fältspatkorn

halterna (Fe2O3) pendlar mellan 1 och 3 % i märgel och och tungmineral (medelvärde 6,1 %). Bergartsfragmen- märgelsten medan halterna generellt är lägre (<0,5 %) i ten domineras av kalkstenskorn. Cementet som utgör stromatoporoidékalksten, kalkarenit och kalcirudit. 6,5–36,8 % av bergarten består av kalcit. Slitesiltstenen Förutom mangan och fosfor uttryckt som MnO har ett karbonatinnehåll som varierar mellan 25 och 80

och P2O5 samt strontium (Sr) innehåller karbonatberg viktprocent. Andelen dolomit är hög (Sivhed 1976).

42 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Industrimineral och täktverksamhet

TÄKTVERKSAMHET m.fl. (1990) finns sammanställningar om de gotländska bergarternas praktiska användning. Uppgifterna i ned- Den gotländska berggrunden är uppbyggd av kalksten, anstående text är hämtad från dessa arbeten. märgelsten och i mindre utsträckning sandsten. Dessa bergarter har genom tiderna varit föremål för skiftande KALKSTEN användningsområden och brutits i större eller mindre täkter. Storleksordningen varierar från husbehovstäk- Kalkstensbrytning på Gotland har en lång historia bak- ter med några få tons total täktverksamhet till mera åt i tiden. Uppgifter om bearbetad kalksten sträcker sig omfattande täkter för cement och kalkstensproduk- tillbaka till 400–500-talen. Brytningen pågick tidigare tion i stor skala där brytningen årligen kan uppgå till i ett stort antal mindre täkter. I nutid är brytningen miljontals ton. koncentrerad till ett fåtal stora brott. Läget för äldre Kalkstensförekomsterna finns huvudsakligen på täkter framgår av figur 35 a och de nuvarande täkterna norra och mellersta Gotland vilket medför att kalk- redovisas i figur 35 b. stensbrytning och kalkbränning är koncentrerad till För tillverkning av kalkstensprodukter för industri- dessa områden. Kalksten bryts även som ersättnings- ell användning ställs stora krav på kalkstenens kemiska material för naturgrus och krossat urberg. Den årliga sammansättningen. Höga halter av kalciumoxid och kalkstensbrytningen på Gotland uppgår till ca 6 mil- låga svavelvärden är viktiga faktorer liksom små kva- joner ton (då inräknat märgel från Slite, 66D 0 f, som litetsvariationer. Kalkstensprodukter har haft och har används i cementproduktion). fortfarande många användningsområden. Exempel på Sandsten förekommer på södra Gotland där ett stort sådana är glasindustri, cellulosaindustri, sockerindu- antal mindre täkter vittnar om tidigare och nuvarande stri och metallurgisk industri. Andra användnings- verksamhet. områden är markstabilisering, tegeltillverkning och I Danielsson m.fl. (2007), Hedström (1910), Löf- miljöändamål som t.ex. rökgasrening. vendahl m.fl. (1994), Munthe m.fl. (1945) och Shaikh

A B C

Gannarve Stucks Hangvar Storugns Norrvange Filehaijdar Hejnum Västra brottet, Slite Bro Hejdeby

Buttle Klintebys

Siglajvs

Krossberg Uddvide Aggregate production Cement, bränd kalk Cement and lime production Botvide Byggnadssten Hallbjäns Building stone

Fig. 35. A. Översiktskarta som visar läget för gamla stentäkter på Gotland. B. Stentäkter med täkttillstånd 2006. C. Kalkugnar på Gotland fram till 1942. A. Map showing distribution of old abandoned quarries. B. Map showing quarries with exploration permits 2006. C. Map showing old lime burners on Gotland, until 1942.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 43 A B

C D

Fig. 36. A. Storugns stenbrott (6415070/1679290). B. Slite västra stenbrott (6402400/1677900). C. Bro stenbrott (6396200/1658500). Foto M. Erlström. D. Norrvange stenbrott (6405700/1675800). Foto: K. Rasmussen. A. The Storugns quarry. B. The Slite western quarry. C. The quarry at Bro. D. The quarry at Norrvange.

Bränd kalk första koleldade ugnen uppfördes på senare delen av 1850-talet. Tekniken att bränna kalksten till kalk infördes troligtvis Från 1860–1870-talens stora export sjönk produk- av kristna missionärer på 1000- till 1100-talen. Bränd tionen till en betydligt blygsammare nivå. 1910 uppgick kalk användes och används för murbrukstillverkning. exporten av släckt kalk till 112 000 hl och osläckt kalk Murbruk är känt från den äldsta delen av St. Clemens- till ca 72 000 hl. Exporten upphörde nästan helt under kyrkan (1000-talet) i Visby och från Visby Ringmur första hälften av 1940-talet. (1200-talet). Den äldsta kända exporten av bränd kalk På 1950-talet rationaliserades kalkindustrin och och även byggnadssten är från 1460 då dessa varor verksamheten förlades till Storugns (fig. 36a, 66D skeppades från Visby till Danzig (nuvarande Gdansk i 2–3 f–g). Kalkindustrin expanderade kraftigt under Polen). Då utfördes bränningen i kalkugnar som bygg- 1970-talet och år 2006 uppgick kalkstenbrytningen des upp på nytt vid varje bränning (kalkmilor). Kända till 3,6 miljoner ton i Storugns. Byggnadshyttan Kalk fasta kalkugnar fram till 1942 redovisas i figur 35 c. AB bröt 50 ton i Hejnum (66C 0 d). På Filehajdar (66C Produktionen av bränd kalk på Gotland speglas del- 0 e) och Västra brottet i Slite (fig. 36 b, 66D 0 f) bröts vis i exporten av bränd och släckt kalk från Gotland. ca 3 miljoner ton kalksten och märgel för cementpro- Exporten är dokumenterad från 1647 och framåt och duktion. hade ett maximum under 1860-talet och några tiotal år framåt med 385 000 hl släckt kalk och 63 000 hl osläckt Krossberg kalk för år 1861. Exporten steg från ca 83 000 hl släckt och 51 000 hl osläckt kalk år 1846. Den stora ökningen På fastlandet bedrivs bergtäkter för framställning av av kalkexporten och kalkproduktion har ett samband krossberg huvudsakligen i äldre kristallina bergarter med att koleldade kalkugnar började användas. Den vilka i dagligt tal kallas urberg. Sådana bergarter saknas

44 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. på Gotland. Det har emellertid visat sig att kalkstenen andra ord viktigt med tillgång på både kalksten och lokalt kan ha tillräckligt goda tekniska egenskaper för märgel. Av denna anledning sker cementtillverkning i att användas vid väg- och anläggningsarbeten samt som Slite där märgel bryts som sedan blandas med kalksten fyllnadsmaterial. Kalksten är emellertid inte lämplig att från Filehajdar. använda i betong. Cementtillverkning i industriell skala startade 1884 Under 2006 bedrevs täktverksamhet i Hejdeby (66A i Visby med Visby cementfabrik (66A 8 j). I början av 9 a) av Skanska Sverige AB och i Bro (fig. 36 c, 66A 9 b) 1919 uppfördes cementfabriker i Slite och några år se- av Gotlands Åkericentral (fig. 32 c). Under året bröts nare i Valleviken. I dag finns endast cementfabriken i totalt ca 315 000 ton bergmaterial. Slite kvar. För cementproduktionen i Slite bryts årligen ca Byggnadssten 1,8 miljoner ton kalksten på Filehajdar och ca 1,2 miljoner ton märgel i Västra brottet i Slite, för att framställa Kalkstenen användes tidigt för tillverkning av bygg ca 2 miljoner ton cement. nadselement och i skulpturer. Redan under 400– 500-talen e.Kr. bearbetades kalksten på Gotland till SANDSTEN bildstenar. En förutsättning för kalkstensbrytning till byggnadssten är naturligtvis tillgång på kalksten av Burgsviksandstenen har använts som byggnadssten och lämplig kvalitet, dvs. tjocka, homogena, sprickfria i dopfuntar under olika perioder. Den första storhets- kalkstenbankar. tiden var 1000-talet till 1200-talets mitt. Sandstenen Att det tidigt förekom en omfattande kalkstensbryt- användes då som byggnadssten och till dopfuntar inte ning vittnar inte minst Visby Ringmur om, liksom den bara på Gotland utan även i stora delar av Östersjöom- stora mängd kyrkor och andra byggnader som är upp- rådet. Under 1500-talet och 1600-talet var brytnings- förda i mer eller mindre bearbetad kalksten. verksamheten omfattande. Sandstenen användes bl.a. Kalksten för byggnadsändamål har brutits på en i Fredriksborgs slott i Hilleröd och Kronborgs slott i mängd platser på Gotland för lokal byggnadsverk- Helsingör (Danmark), i byggnader längs polska och samhet och för export. Två huvudtyper av kalkstenar tyska Östersjökusten, samt i Gamla Stan i Stockholm. har brutits: dels en mera massiv, tjockbankad kalk- 1890–1910 var den sista storhetstiden för Burgsvik sten, dels en mera tunnbankad kalksten med tydliga sandstenen. Den användes både som fasadsten och lagringsplan. till utsmyckning i en rad svenska städer men även i Kalksten bröts bl.a. i Visby (66A 8 j–k), Hejdeby St. Petersburg. Den viktigaste användningen har emel- (66A 9 a), Kappelshamn (66D 3 f), Norrvange (66D lertid varit tillverkning av slipstenar och brynen samt 3 f, fig. 36 d) och Hoburgen (56A 2 i). Den användes för lokalt som takflis. tillverkning av dopfuntar, trappor, hörnkedjor, socklar, Under 2006 bröts 44 ton sandsten vid Botvide (56D masverk och gravstenar. Kalksten exporterades sedan 1 e) av Gotlandsbrynet. Brytning sker även vid Uddvide 1100-talet även till olika platser i Östersjöområdet (Po- av Slite stenhuggeri AB. len, Tyskland, Danmark, Ryssland, Sverige). Som exempel på en byggnad utanför Gotland kan nämnas att KOLVÄTEPRODUKTION delar av Glimmingehus i Skåne är uppförda av kalksten från Gotland (hus revs i Visby och stenmaterialet trans- I Baltikum är sedan lång tid tillbaka kolväten kända porterades till Skåne i slutet av 1400-talet). i den kambriska, ordoviciska och siluriska lagerfölj- I nutid bryts kalksten för byggnadsändamål i Hall- den. Av denna anledning riktades blickarna redan bjäns (56A 2–3 i), Gannarve (56C 2 i), Norrvange (66D på 1930-talet mot svensk berggrund av samma ålder. 3 f) och Siglajvs (56B 9 d). Under 2006 var den totala Skånska Cement AB utförde en borrning efter gas på mängden bruten kalksten 11 000 ton. Stenen används Filehajdar på norra Gotland i slutet av 1930-talet. Någ- för tillverkning av bl.a. fönsterbänkar, golvsten, fasad- ra kommersiella resultat gav inte provborrningen. Det sten och bänkskivor. kunde emellertid konstateras att olja förekom i delar av den ordoviciska lagerföljden. Cement sgu Vid cementtillverkning ska karbonatinnehållet i stenmaterialet inte vara för högt, och för att få en lämplig Under 1960-talet var SGU engagerat i kolvätepros- sammansättning blandas därför märgelsten (används pektering på Gotland. De geofysiska mätningar som även för att öka silikathalten) och kalksten. Det är med utfördes i SGUs regi ledde till lokalisering av två borr-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 45 ningar, Grötlingbo-1 och När-1 (56B 7 b). Vid borr- Kolväteförekomst ningsarbeten påträffades spår av olja i den siluriska Burgsviksandstenen, i ordoviciska kalkstenslager och Den olja som påträffats på Gotland förekommer i s.k. i kambriska sandstenar. mounds vilket kan jämställas med slamhögar, dvs. ansamling av slam på havsbottnen. Dessa bildades opab under ordovicium och förs stratigrafiskt till Klasen- kalkstenen. Oljeprospektering AB, OPAB, startade sin verksam- Klasenkalkstenen är i mycket generella ordalag het den 1 augusti 1969. Den första provborrningen på uppbyggd av två typer av kalkstenar. Olika typer av Gotland var Faludden-1 (56A 4 b) som utfördes 1972. lerig kalksten, som varierar i färg från gröngrå till Denna borrning följdes av ett stort antal andra borr- gråröd och rödbrun, dominerar. Upp till 30 cm tjocka ningar. Under de 17 år som OPAB bedrev verksamhet skiffriga lager förekommer i den kalkstensdominerade på Gotland utfördes 241 borrningar och över 2 500 km lagerföljden. seismiska linjer uppmättes. Oljeproduktion pågick un- Den andra kalkstenstypen är en extremt ren kalksten der åren 1974–1986 och var fördelad på 12 områden med ett mycket lågt lerinnehåll. Kalkstenens färg varie- på norra Gotland och 6 områden på södra Gotland. rar från ljusgrå till vit och ibland skär och brun. Sprickor Oljan utvanns ur ordoviciska, porösa, oregelbundet och hålrum är vanligt förekommande. Det är i denna förekommande s.k. mounds. På södra Gotland utvanns kalkstenstyp som är bildad av slamhögar (mounds), på totalt 9 259 m3 olja och på norra Gotland 69 022 m3 havsbottnen, som olja påträffas. olja under OPAB-åren. Den största producenten var De oljeförande strukturerna (mounds) är ganska Fardume (28 473 m3, 66D 2 h) följt av Risungs (fig. 37, lätta att identifiera vid seismiska undersökningar. Det 26 046 m3, 66D 2 h). är oftast ovala till cirkelformade strukturer med en höjd som kan uppgå till några tiotal meter; diametern kan Gotlandsolja AB m.m. variera mellan 200 och 800 m.

Gotlandsolja AB tog över oljeprospekteringen och Reservoarkaraktär oljeutvinningen på Gotland i maj 1987. Gotlandsolja AB bedrev oljeprospektering och oljeutvinning i olika Oljan förekommer i de porösa delarna av kalkstenen, bolagskonstellationer fram till 1982. Under denna tid mestadels av centimeterstora hålrum och öppna sprick- utfördes 82 borrningar på Gotland. De seismiska un- or. Oljefällorna avgränsas av täta bergarter, t.ex. märgel dersökningarna uppgick till 345 profiler. Den totala och märgelsten, vilket medför att oljan inte kan migrera produktionen var ca 30 000 m3 olja. För närvarande vidare i berggrunden. Oljans migrationsväg in i reser- har Got Oil Resorces Ltd undersökningstillstånd för voaren är okänd. Oljan kommer troligtvis från söder kolväteprospektering på norra Gotland. eller sydost vilket är berggrundens stupningsriktning. Bergarten uppvisar en porositet som varierar från några procent upp till 10 %. Permeabiliteten är låg (<1 mD). Detta visar att bergarten är mer eller mindre porös men att det inte finns någon större kontakt mellan hålrummen. Porositeten har troligtvis uppkommit på följande sätt: Alger är en dominerande organism i ett mound. Dessa och andra organismer har brutits ner och gasfyllda po- rer, hålrum, har bildats. Hålrummen har tidigt under diagenesen avgränsats av drusliknande cement. De har även fyllts med mikritiskt slam. Under diagenesen har bl.a. kompaktionen lett till bildning av styloliter och en andra generation cement. Sprickor uppstod på grund av detta efter det att sedimentet hade litifierats.

Oljans ursprung Fig. 37. Oljepump på norra Gotland vid Risugns (6415420/1683700). Foto: L. Wickström. De kolväten som ingår i oljan är typiska för kolväten Oil pump at Risugns, northern Gotland. som påträffats i andra delar av Baltiska bassängen (Siv-

46 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. hed m.fl. 2004). Förhållandet mellan kolvätena pristan under reducerande förhållanden. En sådan bergart är och phytan är emellertid lägre på Gotland än i Litauen– främst den kambriska och ordoviciska alunskiffern. Kaliningradområdet. Förekomsten av sådan skiffer är emellertid begränsad i Kolvätesammansättningen i oljan pekar på ett området. En annan kandidat är den underordoviciska ursprung som kan spåras till en marin skiffer avsatt Dictyonemaskiffern.

Berggrundens uppbyggnad och koppling till grundvatten, radon, sårbarhet och bergkvalitet

De olika bergartsområdena som illustreras på kartan tjocka och underlagras av berggrund som i huvudsak har mycket varierande fysikaliska, kemiska och teknis- består av relativt tät märgel och märgelsten. Sannolikt ka egenskaper. Berggrundens lagring, sprickighet och utgör underliggande märgel och märgelsten någon form vittring (karst) samt lerhalt är några viktiga egenskaper av hydraulisk gräns vilket gör att grundvatten som kom- för bedömning av bl.a. grundvattenförhållanden och mer ner genom kalkstenens sprickor länkas av utmed sårbarhet, markradonrisk, samt bergkvalitet. gränslagren. Lagringen i märgel och märgelstenen är också mer lateralt uthållig vilket gör att gränslagren GRUNDVATTEN OCH SÅRBARHET har en regional betydelse som vattenförande struktur. Även djupare liggande enskilda lager inom märgel och Grundvattensituationen på Gotland är mycket kom- märgelstensavsnittet kan ge mycket vatten och ha en plex och svårtolkad, speciellt inom de större samman- stor lateral utbredning. hängande kalkstensområdena där också merparten av Utmed flankerna av kalkstensområdena och slutt- grundvattenbildningen sker. Den svårbedömda grund- ningarna ner mot de lägre liggande märgel- och mär- vattensituationen beror framför allt på en varierande gelstensområdena är det också vanligt med ökad vatten- lagring av berggrunden i anslutning till revkalkstenar. föring som bedöms vara kopplad till en ökad förekomst Laterala såväl som vertikala förändringar av berg- av dragsprickor men även förekomst av grova, porösa grundens lagring ger tillsammans med förekomst av kalciruditer (fragmentkalkstenar). karstvittrade sprickor och hålrum en mycket komplex Inom de lösare och mer lättvittrade märgel- och grundvattensituation. märgelstensområdena är jorddjupen generellt sett stör- Merparten av grundvattenflödet inom kalkstens re. Jordlagren ger tillsammans med den lerigare och dominerade områden sker utmed enskilda lagringsplan tätare berggrunden ett bättre skydd av grundvattnet och sprickor. De lokala variationerna är stora vilket gör i dessa områden. Grundvattentillgångarna kan lokalt att kapaciteten mellan borrhål inom samma område vara stora i vissa nivåer inom områden med märgel och varierar kraftigt. märgelsten men eftersom områdena dominerar lågt Lagring och förekomst av lokala hydrauliska barriä- liggande terräng förekommer ofta problem med salt rer (t.ex. lagrad och tät märgel och märgelsten i kalk- grundvatten, speciellt i kustnära områden. Inom mär- stensområden) kan också leda till lokalt varierande gelområdena sker grundvattenströmningen framför allt grundvattenförhållanden. utmed enskilda lagringsplan. Sprickor i lagerserien är Grundvattensituationen inom kalkstensområden ofta läkta och täta på grund av förekomsten av mjuk med förekomst av rev kan generellt klassas som en märgel. Utmed lagringsplan och i anslutning till en- komplex sprickakvifär med lokala variationer bero- skilda uppspruckna kalkstenslager i märgelsekvenserna ende på lagring, karst och förekomst av hydrauliska kan vattenföringen vara god. Påverkansområdena är till barriärer (lokala märgelavsnitt). Små jorddjup och följd av den laterala uthålligare lagringen också mer blottad berggrund samt förekomst av karst gör också likformiga inom märgelområdena. grundvattenförekomsterna inom dessa områden sår- bara för föroreningar som snabbt kan komma i kon- URAN OCH RADON takt med grundvattnet. De största grundvattenflödena förekommer i anslut- På Gotland påträffas små områden i berggrunden som ning till uppsprucken berggrund och i övergångar mel- uppvisar förhöjda halter av uran jämfört med omgiv- lan kalksten och lagrad märgel och märgelsten. De stora ningen (se geofysikavsnittet). Halterna är anmärk- kalkstensområdena på Gotland är som mest ca 60 m ningsvärda då det inte förväntades förekomma uran

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 47 i den gotländska berggrunden. Förekomsten bedöms Det är väl dokumenterat att karstvittrad kalkstens- vara knuten till speciella typer av kalksten som t.ex. mer berggrund har en benägenhet att orsaka förhöjda ra- homogena kalkstenkroppar tillhörande Slitegruppen donhalter i bostäder. I bl.a. USA, Frankrike, Schweiz, och Klintebergformationen och förekomsten av pyrit Ungern och på närmare håll i våra grannländer Estland,

(svavelkis FeS2), petroleumresidual och kalciumfosfa- Lettland och Litauen finns dokumentation som visar

tiska mineral, Ca5(PO4,CO3)3(F,OH,Cl). Sannolikt är på sambandet mellan förhöjda radonvärden i hus och förekomsten av uran knuten till förekomsten av bitumen underliggande karstvittrad berggrund (se Ruthven & och oljerester i kalkstenen. Redan i början av 1900-talet Currens 2002, Monnin m.fl. 1994, Phapill m.fl. 2003). registrerades förhöjd radioaktivitet (Hedström 1928) på I dessa fall finns oftast högre halter av uran och radium bitumen i kalksten från Klintbrovik (66E 4 i) på Fårö. jämfört med berggrunden på Gotland men kopplingen En teori är att gas och lösningar med bitumen och lösliga mellan karst och risken för radon i bostäder anlagda på metaller inklusive urandöttrar (radium) migrerat upp karst är tydlig. I dessa stora hålrum, grottor och sprick- genom lagerföljden från djupare liggande oljeförekom- or som bildats genom karstvittringen är luften mycket ster i de ordoviciska reven. Oljan i de ordoviciska reven lättrörlig och reagerar lätt på variationer i lufttryck härrör från mörka skiffrar i södra Östersjön (Sivhed och temperatur. Radonhalten behöver inte vara hög i m.fl. 2004) som är likartade med alunskiffern i upp- ”karstluften” utan det är de stora tillgängliga luftmäng- byggnad och som innehåller bl.a. uran. I den siluriska derna som orsakar problem med förhöjda radonhalter berggrunden fastnar radium i vissa typer av kalkstenar inomhus, om huset är otätt mot marken. (t.ex. fosfatrika, porösa, stylolytiska). Till skillnad från kalkstensområdena har de flyggeo- BERGKVALITET fysiska mätningarna inte påvisat några urananomalier inom områden som domineras av märgel. På Gotland används kalksten som krossbergsprodukt i Som ett led i uranets sönderfallskedja till bly produ- många sammanhang trots att den inte alls har samma ceras radium som i sin tur bildar radon som biprodukt. motståndskraft mot vittring, nötning och belastning Radium har en benägenhet att absorberas på ytan av som urbergsmaterial. Finkristallin lagrad kalcilutit korn i lösa avlagringar (t.ex. i sand) eller på sprickytor och kalkarenit uppvisar den bästa hållfastheten medan i uppsprucken berggrund. Här spelar förekomsten av kalciruditer och revkalkstenar vanligtvis ger ett allde- järn- och manganhydroxider ofta en betydande roll les för stort sönderfall vid krossning. Förekomsten av eftersom dessa föreningar har en stor benägenhet att mikrosparit och mikrit (karbonatslam) ökar hållfast- absorbera radium. Även uran förekommer sannolikt i heten medan förekomsten av stora sparitkristaller mel- dessa sammanhang. Uran är i jämförelse med radium lan kornen har motsatt verkan. Speciellt kalciruditerna förhållandevis lättlösligt i vatten. Järnhydroxider före- faller lätt sönder på grund av deras innehåll av ytvittrade kommer ofta i nära anslutning till fria grundvattenytor fragment och stora sparitkristaller. Kulkvarnsvärdena t.ex. i karstvittrade grottsystem. En källa till järnet är på gotländsk kalksten varierar kraftigt. De tätaste och sannolikt förekomsten av mineralet pyrit som är rela- hårdaste varianterna uppvisar värden kring 40. Kross- tivt vanligt i kalkstenen på Gotland. Förekomsten av bergsmaterial av urberg har vanligtvis ett kulkvarns- uppsprucken karstvittrad berggrund, närvaron av järn värde under 15. utfällningar och grundvatten kan således ha en betydelse för förekomsten av uran, radium och radon.

48 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Summary

The bedrock map of Gotland gives a comprehensive tral Gotland, and a third is found in the far south. These picture of the occurring rock types. The map is based areas coincide with topograhic highs, thin Quaternary on approximately 1,300 outcrop observations, aero- cover and frequent karstification. Reefs, talus depos- geophysical data, older maps and a large number of its (calcirudite) and lagoonal carbonates are frequent. geoscientific publications and reports. The Silurian of Lateral variations are common, due to a complex and Gotland is of great interest to geologists since it displays laterally shifting carbonate platform environment. a unique carbonate platform setting, which provides Between these predominantly limestone areas are valuable information on the Silurian palaeontological low lying areas consisting of marl and marlstone with environment. However, most publications deal mainly frequent intercalations and alternation of limestone with the fossil fauna and not the composition and dis- (calcarenite and calcilutite). These layers generally have tribution of the various bedrock types. However, recent a more homogeneous composition and lateral continu- sedimentological studies, summarised in a guide by ity. The Quaternary cover is thicker and the bedrock Eriksson & Calner (2005), provide valuable informa- is mainly exposed in quarries, temporary trenches and tion on the lithological succession. ditches. The Silurian of Gotland comprises strata from the In addition to these main lithologies, there are two early Wenlock to the late Ludlow, i.e. a period of aproxi- areas with sandstone and siltstone in the Silurian suc- mately 10 Ma (428–418 Ma). Older Silurian strata as cession on Gotland. These reflect periods when climatic well as Ordovician and Cambrian are found as subcrops. factors resulted in regression of the sea, allowing more The Palaeozoic sequence dips gently to the south-south- proximal siliciclastic enviroments to dominate the set- east, and is around 250 m thick in the north and around ting. One area with siltstone belonging to the Fröjel 700 m in the south. It overlies a weathered crystalline Formation is located in a north-east trending zone east granitic–gneissic basement. of Klintehamn. The most extensive siliciclastic deposit The existing Silurian stratigraphy of Gotland largely is the Burgsvik Sandstone in southern Gotland, which follows the division proposed by Hede (1960). His divi- is up to 40 m thick. This sandstone has been quarried sion into thirteen topostratigraphic units has recently for various purposes since medieval times, mainly for been revised by Jeppsson et al. (2006) among others. The use as ornamental building stone. units are defined by a combination of lithostratigraphy, The areas with predominantly limestone and marl biostratigraphy and event stratigraphy. This results in a create quite different geological conditions for ground- division that does not always mirror distinct lithological water, radon and industrial use of the limestone. Most differences. Hence, the units are often difficult to map groundwater originates in the predominantly lime on the basis of their field characteristics alone. stone highs. However, karstification and the thin Qua- The new SGU bedrock map aims to simplify the mu- ternary cover render these areas vulnerable to surface nicipal planning process by showing the distribution of pollution. The groundwater is better protected in the rock types regardless of their stratigraphic affinity. The marly areas, due to thicker Quaternary cover and less map is therefore slightly different from those describing permeable marly lithologies. Quarrying for production the distribution of stratigraphic units. of lime is concentrated in the north of Gotland in areas Three large areas predominantly comprise dense of dense, high carbonate limestone, whereas cement limestone lithologies. One area trends north-east from quarrying in marl is now confined to one quarry on Visby to the island of Fårö, a second covers much of cen- the east coast at Slite.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 49 Referenser

Ahlberg, P., 1989: Cambrian stratigraphy of the När 1 Calner, M., 1999: Stratigraphy, facies development, and deep well, Gotland. Geologiska Föreningens i Stock- depositional dynamics of the Late Wenlock Fröjel holm Förhandlingar 111, 137–148. Formation, Gotland, Sweden. GFF 121, 13–24. Aldridge, R.J., Jeppsson, L. & Dorning, K.J., 1993: Calner, M., 2002: A lowstand epikarstic intertidal flat Early Silurian oceanic episodes and events. Journal from the middle Silurian of Gotland, Sweden. Sedi- of the Geological Society, London 150, 501–513. mentary Geology 148, 389–403. Baarli, B.G., Johnson, M.E. & Antoshkina, A.I., 2003: Calner, M. & Eriksson, M.J., 2006: Evidence for rapid Silurian stratigraphy and palaeogeography of Baltica. environmental changes in low latitudes during the I E . Landing, M.E. Johnson (red.): Silurian Lands Late Silurian Lau Event: the Burgen-1 drillcore, Got- and Seas: Paleogeography outside of Laurentia. New land, Sweden. Geological Magazine 143, 15–24. York State Museum Bulletin 493, 3–34. Calner, M. & Säll, E., 1999: Transgressive oolites on- Basset, M.G., 1985: Silurian stratigraphy and facies de- lapping a Silurian rocky shoreline unconformity, velopment in Scanidnavia. I D.G. Gee & B.A. Stuart Gotland, Sweden. GFF 121, 91–100. (red.): The Caledonide Orogen–Scandinavia and Re- Calner, M. & Jeppsson, L., 2003: Carbonate platform lated Areas. John Wiley & Sons. 283–292. evolution and conodont stratigraphy during the mid- Basset, M.G., Kaljo, D. & Teller, L., 1989: The Baltic re- dle Silurian Mulde Event, Gotland, Sweden. Geologi- gion. I C.H. Holland & M.G. Basset (red.): A global cal Magazine 140, 173–203. standard for the Silurian System. National Museum Calner, M., Eriksson, M.E., Clarkson, E.N.K. & Jepps- of Wales, Geological Series 9, 158–170. son, L., 2008: An atypical intra-platform environ- Bastani, M., 2001: EnviroMT – a new controlled ment and biota from the Silurian of Gotland, Swe- source/radio magnetotelluric system. Acta Universi- den. GFF 130, 79–86. tatis Upsaliensis. Uppsala Dissertations from the faculty Calner, M., Jeppsson, L. & Munnecke, A., 2004: The of Science and Technology 32. Silurian of Gotland–Part I: Review of the stratigraph- Batchelor, R.A. & Jeppsson, L., 1994: Late Llandovery ic framework, event stratigraphy, and stable carbon bentonites from Gotland, Sweden, as chemostrati- and oxygen isotope development. I A. Munnecke, graphic markers. Journal of the Geological Society, T. Servais & C. Schulbert (red.): Early Palaeozoic London 151, 741–746. palaeogeography and palaeoclimate (IGCP 503). Batchelor, R.A. & Jeppsson, L., 1999: Wenlock meta- Abstracts and Field Guides. Erlanger geologische Ab- bentonites from Gotland, Sweden: geochemistry, handlungen, Sonderband 5, 113–131. sources and potential as chemostratigraphic mark- Cherns, L., 1982: Paleokarst, tidal erosion surfaces ers. Geological Magazine 136, 661–669. and stromatolites in the Silurian Eke Formation of Bergman, C.F., 1979: Ripple marks in the Silurian of Gotland, Sweden. Sedimentology 29, 819–833. Gotland, Sweden. Geologiska Föreningens i Stockholm Cherns, L., 1983: The Hemse–Eke boundary. Facies re- Förhandlingar 101, 217–222. lationships in the Ludlow series of Gotland, Sweden. Bergman, C.F., 1980: Macrofossils of the Wenlockian Sveriges geologiska undersökning C 800, 45 s. Slite Siltstone of Gotland. Geologiska Föreningens i Dahlin, T., 1996: 2D resistivity surveying for environ- Stockholm Förhandlingar 102, 13–25. mental and engineering applications. First Break 14, Bergström, J. & Gee, D.G., 1985: The Cambrian in 275–283. Scandinavia. I D.G. Gee & B.A. Stuart (red.): The Danielsson, I. (red.), 2007: Kunskapsunderlag för planer Caledonide Orogen–Scandinavia and Related areas. över framtida markanvändning på norra Gotland. Chichester, John Wiley & Sons, 247–271. Rapport Länsstyrelsen Gotland Dnr 100-609-06. Bjerkéus, M. & Eriksson, M., 2001: Late Silurian reef Dunham, R.J., 1962: Classification of carbonate rocks development in the Baltic Sea. GFF 123, 169–179. according to depositional texture. I W.E. Ham (red.): Brunton, F.R., Smith, L., Dixon, O.A., Copper, P., Nes- Classification of Carbonate Rocks.American Associa- tor, H. & Kershaw, S., 1998: Silurian reef episodes, tion of Petroleum Geologists memoirs 1, 108–121. changing seascapes, and paleogeography. I E. Landing Embry, A.F. & Klovan J.E., 1971: A late Devonian reef & M.E. Johnson (red.): Silurian cycles: Linkages of tract on northeastern Banks Island Northwest Ter- dynamic stratigraphy with atmospheric, oceanic and ritories. Bulletin of Canadian Petroleum Geologists 19, tectonic changes. James Hall Centennial Volume. 730–781. New York State Museum Bulletin 491, 265–282. Engh, L., 1980: Lummelundagrottan med tillhörande

50 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. karstområde. Svenska grottor 3, Sveriges speleologför- Hagenfeldt, S.E., 1994:. The Cambrian File Haidar bund, 290 s. and Borgholm Formations in the Central Baltic and Eriksson, C.-O. & Laufeld, S., 1978: Philip structures south central Sweden. Stockholm Contributions in in the submarine Silurian of northwest Gotland. Geology 43, 69–110. Sveriges geologiska undersökning C 736, 30 s. Hede, A., 1917: Faunan i kalksandstenens märgliga bot- Eriksson, M.E. & Calner, M., (red.), 2005: The Dy- tenlager söder om Klintehamn på Gotland. Sveriges namic Silurian Earth. Subcommision on Silurian geologiska undersökning C 281, 32 s. Stratigrahy Field Meeting 2005. Field�� guide and ab- Hede, J.E., 1919: Djupborrningen vid Burgsvik på stracts. Sveriges geologiska undersökning Rapporter och Gottland 1915. Paleontologisk-stratigrafiska resultat. meddelanden 121, 99 s. Sveriges geologiska undersökning C 298, 59 s. Eriksson, M.J., 2004: Formation and significance of Hede, J.E., 1921: Gotlands Silurstratigrafi.Sveriges geo- a middle Silurian ravinement surface on Gotland, logiska undersökning C 305, 100 s. Sweden. Sedimentary Geology 170, 163–175. Hede, J.E., 1925a: Beskrivning av Gotlands silurlager. I Eriksson, M.J., 2007: Silurian carbonate platforms of H. Munthe, J.E. Hede & L. von Post (red.): Gotlands Gotland, Sweden – archieves of local, regional and geologi. En översikt, Sveriges geologiska undersökning global environmental changes. Litholund thesis 13, C 331, 13–30. 19 s. Hede, J.E., 1925b: Berggrunden (Silursystemet). I H. Eriksson, M.J. & Calner, M., 2007: A sequence strati- Munthe, J.E. Hede & L. von Post (red.): Beskrivning graphical model for the late Ludfordian (Silurian) of till kartbladet Ronehamn, Sveriges geologiska under- Gotland, Sweden: implications for timing between sökning Aa 156, 14–51. changes in sea level, palaeoecology, and the global Hede, J.E., 1927: Berggrunden (Silursystemet). I H. carbon cycle. Facies 54, 253–276. Munthe, J.E. Hede & L. von Post (red.): Beskrivning Flodén, T., 1980: Seismic stratigraphy and bedrock ge- till kartbladet Hemse. Sveriges geologiska undersök- ology of the central Baltic. Stockholm Contributions ning Aa 164, 15–56. in Geology 35, 240 s. Hede, J.E., 1928: Berggrunden (Silursystemet). I H. Flodén, T., Bjerkéus, M., Tuuling, I. & Eriksson, M., Munthe, J.E. Hede & G. Lundqvist (red.): Beskriv- 2001: A Silurian reefal succession in the Gotland ning till kartbladet Slite. Sveriges geologiska undersök- area, Baltic Sea. GFF 123, 137–152. ning Aa 169, 13–65. Folk, R.L., 1959: Practical petrographic classification of Hede, J.E., 1929: Berggrunden (Silursystemet). I H. limestones. American Association of Petroleum Geolo- Munthe, J.E. Hede & G. Lundqvist (red.): Beskriv- gists Bulletin 43, 1–38. ning till kartbladet Katthammarsvik. Sveriges geolo- Frykman, P., 1985: Subaerial exposure and cement giska undersökning Aa 170, 14–57. stratigraphy of a Silurian bioherm in the Klinteberg Hede, J.E., 1936: Berggrunden. I J.E. Munthe, J.E. Hede Beds, Gotland, Sweden. Geologiska Föreningens i & G. Lundquist (red.): Beskrivning till kartbladet Stockholm Förhandlingar 107, 77–88. Fårö. Sveriges geologiska undersökning Aa 180, 11–42. Frykman, P., 1989: Carbonate ramp facies of the Klin- Hede, J.E., 1940: Berggrunden. I G. Lundqvist, J.E. teberg formation, Wenlock–Ludlow transition on Hede & N. Sundius (red.): Beskrivning till kartbla- Gotland, Sweden. Sveriges geologiska undersökning den Visby & Lummelunda. Sveriges geologiska under- C 820, 79 s. sökning Aa 183, 1–68. Groves, J.R. & Calner, M., 2004: Lower Triassic oolites Hede, J.E., 1942: On the correlation of the Silurian in Tethys: a sedimentologic response to the end-Per- of Gotland. Lunds geologiska fältklubb 1892–1942, mian mass extinction. Geological Society of America, 205–229. annual meeting, Denver, 7–10 Nov. 2004, Abstracts Hede, J.E., 1956: Suède – Sweden – Sverige. I N.H. Mag- with Programs 36, 336. nusson (red.): Lexique Stratigraphique International, Gyllencreutz, R., 1998: A ground magnetometric sur- Volume 1 Europe, Fascicule 2c, Congrès Géologique vey on south-central Gotland, Sweden. Master Thesis, International – Commission de stratigraphie. Department of Geology and Geochemistry, Stockholm Hede, J.E., 1960: The Silurian of Gotland.I G. Regnéll University, Sweden. & J.E. Hede (red.): The Lower Palaeozoic of Scania. Hadding, A., 1941: The pre-Quaternary sedimentary The Silurian of Gotland. International Geological rocks of Sweden–VI Reef limestones. Lunds Univer- Congress XXI. Session Norden. Guidebook Sweden d. sitets Årsskrift. N. F. Avd. 2, 37, 137 s. Stockholm. 89 s. Hadding, A., 1959: Silurian algan limestones of Got- Hedström, H., 1910: Sveriges produktion och konsum- land. Lunds Universitets Årsskrift 56, 26 s. tion af kalksten, kalk, krita och dolomit. Försök till

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 51 en statistik för åren 1906 och 1907. Sveriges geologiska Jeppsson, L., Eriksson, M.E. & Calner, M., 2006: A undersökning C 231, 99 s. latest Llandovery to latest Ludlow high-resolution Hedström, H., 1923: Remarks on some fossils from the biostratigraphy based on the Silurian of Gotland – diamond boring at the Visby cement factory. Sveriges a summary. GFF 128, 109–114. geologiska undersökning C 314, 27 s. Kano, A., 1989: Deposition and palaeoecology of an Hedström, H., 1928: Om asfaltit och några andra mi- Upper Silurian stromatoporoid reef on southernmost neral från Gotlands silurlager. Geologiska Föreningens Gotland, Sweden. Geological Journal 24, 295–315. i Stockholm Förhandlingar 50, 443–448. Kano, A., 1990: Deposition, palaeoecology, and diagen- Jaanusson, V., 1976: Faunal dynamics in the Middle esis of the Silurian reef-like limestones on Gotland. Ordovician (Viruan) of Balto-Scandia. I M.G. Bas- Meddelanden från Stockholms Universitets Institution set (red.): The Ordovician System: Proceedings of a för Geologi och Geokemi 280, 4–15. Palaeontological Association Symposium. University Karlquist, L., Fogdestam, B. & Enquist, P., 1982: Be- of Wales Press, Cardiff, 301–326. skrivning och bilagor till hydrogeologiska kartan Jaanusson, V., 1979: Stratigraphical and environmen- över Gotlands Län. Sveriges geologiska undersökning tal background. I V. Jaanusson, S. Laufeld & R. Ah 3, 60 s. Skoglund (red.): Lower Wenlock faunal and floral Karlsson, C., 2005: Provenance of storm generated sili- dynamics – Vattenfallet section, Gotland, 11–38. ciclastic strata of the Upper Silurian Burgsvik Forma- Sveriges geologiska undersökning C 762, 294 s. tion, southern Gotland, Sweden. GFF 127, 49–50. Jeppsson, L., 1983: Silurian conodont faunas from Got- Kershaw, S., 1997: Palaeoenvironmental change in the land. Fossils and Strata 15, 121–144. Silurian stromatoporoid reefs, Gotland, Sweden. Bo- Jeppsson, L., 1993: Silurian events: the theory and the letin de la Real Sociedad Espańola de Histori Natural conodonts. Proceedings of the Estonian Academy of Sci- (Sección Geológica 91, 329–342. ences, Geology 42, 23–27. Kershaw, S. & Keeling, M., 1994: Factors controlling Jeppsson, L., 1997: Recognition of a probable secun- the growth of stromatoporoid biostromes in the Lud- do-primo event in the Early Silurian. Lethaia 29, low of Gotland, Sweden. Sedimentary Geology 89, 311–315. 325–335. Jeppsson, L., 1998: Silurian oceanic events: Summa- Larsson, K., 1979: Clastic dykes from the Burgsvik ry of general characteristics. I E. Landing & M.E. Beds of Gotland. Geologiska Föreningens i Stockholm Johnson (red.): Silurian cycles: Linkages of dynamic Förhandlingar 97, 125–134. stratigraphy with atmospheric, oceanic, and tec- Laufeld, S., 1974a: Silurian Chitinozoa from Gotland. tonic changes. New York State Museum Bulletin 491, Fossils and Strata 5, 130 s. 239–257. Laufeld, S., 1974b: Reference localities for palaeontol- Jeppsson, L., 2005: A revision of the Early Wenlock ogy and geology in the Silurian of Gotland. Sveriges stratigraphy of Gotland. SGU-rapport 2005:7, 20– geologiska undersökning C 705, 172 s. 21. Laufeld, S. & Basset, M.G., 1981: Gotland. ThThe e anat-anat- Jeppsson, L., 2008: The Lower Wenlock Hangvar For- omy of a Silurian carbonate platform. Episodes 2, mation – a sequence priviously split between the 23–27. Högklint and and Slite beds (Silurian, Gotland, Linde, N. & Pedersen, L.B., 2004. Evidence�� of elec- Sweden). GFF 130, 31–40. trical anisotropy in limestone formations using the Jeppsson, L. & Aldridge, R.J., 2000: Ludlow (late Silu- RMT technique. Geophysics 69, 909–916. rian) oceanic episodes and events. Journal of the Geo- Loke, M.H., 2004: Rapid 2-D resistivity & IP inversion us- logical Society, London 157, 1137–1148. ing the least-squares method. Manual for Res2dinv, ver- Jeppsson, L. & Calner, M., 2003: The Silurian Mulde sion 3.54, p 53, (available at www.geoelectrical.com). Event and a scenario for secundo-secundo events. Long, D.G.F., 1993: The Burgsvik Beds, and Upper Transaction of the Royal Society of Edinburgh Earth Silurian storm generated sand ridge complex in Sciences 93, 135–154. southern Gotland, Sweden. Geologiska Föreningens Jeppsson, L., Viira, V. & Männik, P., 1994: Silurian i Stockholm Förhandlingar 115, 299–309. conodont-based correlations between Gotland (Swe- Löfvendahl, R., Andersson, T., Åberg, G. & Lundberg, den) and Saaremaa (Estonia). Geological Magazine B.A., 1994: Svensk byggnadssten & Skadebild. Na- 131, 201–218. tursten i byggnader Riksantikvarieämbetet, Statens Jeppsson, L. Aldridge, R.J. & Dorning, K.J., 1995: Wen- historiska museer, Institutionen för konservering. lock (Silurian) oceanic episodes and events. Journal of Manten, A.A., 1971: Silurian reefs of Gotland. Develop- the Geological Society, London 152, 487–498. ments in Sedimentology 13, 537.

52 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Martinsson, A., 1962: Ostracodes of the family Bey- Samtleben, C., Munnecke, A. & Bickert, T., 2000: De- richiidae from the Silurian of Gotland. Publication velopment of facies and C/O-Isotopes in transects from the Palaeontological Institution of the University through the Ludlow of Gotland: evidence for Global of Uppsala 41, 369 s. and local influences on a shallow-marine environ- Monnin, M., Morin J.P., Pane, M.B. & Seidel, J.L., ment. Facies 43, 1–38. 1994: Radon-222 measurements in a fractured karst Sandström, O., 2000: Reef biostromes and related facies aquifer. I: Basic and applied hydrogeologic research from the Middle Silurian of Gotland, Sweden. Lund in French karstic areas, Proc. of the Montpellier-Mil- Publications in Geology 148, 16s. lau workshop, May 5–8, European Comission, DC Sci- Sandström, O. & Kershaw, S., 2002: Ludlow (Silurian) ence, Research and Development, Brussels, 89–91. stromatoporoids biostromes from Gotland, Sweden: Munnecke, A. & Samtleben, C., 1996: The formation facies, depositional models and modern analogues. of micritic limestones and the development of lime- Sedimentology 49, 379–395. stone-marl alternations in the Silurian of Gotland. Sandström, O. & Kershaw, S., 2008: Palaeobiology, Facies 34, 159–176. ecology, and distribution of stromatoporoid faunas Munthe, H., 1910: On the sequence of strata within in biostromes of the mid Ludlow of Gotland, Swe- southern Gotland. Geologiska Föreningens i Stock- den. Acta Palaeontologica Polonica 53, 293–302. holm Förhandlingar 32, 1397–1453. Schmidt, F., 1890: Bemerkungen über die Schichten- Munthe, H., 1921: Beskrivning till kartbladet Burgsvik folge des Silur auf Gotland. Neues Jahrbuch für Min- jämte Hoburgen och Ytterholmen. Sveriges geologiska eralogie und Geologie. 249–266. undersökning Aa 152, 172 s. Shaikh, N.A., Bruun, Å., Karis, L., Kjellström, G., Siv- Munthe, H., Way-Matthiesen, L. & Hansson, H., hed, U., Sundberg, A. & Wik, N.-G., 1990: Kalksten 1945: Om kalkindustrin på Gotland. Med hammare och dolomit i Sverige. Del 3. Södra Sverige. Sveriges och fackla Årsbok XIII. 1–154. geologiska undersökning Rapporter och meddelanden Nield, E.W., 1982: The earliest Gotland reefs: Two bio- 56, 296 s. herms from the Lower Visby Beds (Upper Llando- Siripunvaraporn, W. & Egbert, G., 2000: An efficient very). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecol- data-subspace inversion method for 2-D magnetotel- ogy 39, 149–164. luric data. Geophysics 65, 791–803. Nielsen, A.T. & Schovsbo, N.H., 2007: Cambrian to Sivhed, U., 1976: Sedimentological studies of the Wen- basal Ordovician lithostratigraphy in Southern Scan- lockian Slite Siltstone on Gotland. Geologiska Före- dinavia. Bulletin of the Geological Society of Denmark ningens i Stockholm Förhandlingar 98, 59–64. 53, 47–92. Sivhed, U., Erlström, M., Bojesen-Koefoed, J.A. & Löf- Pedersen, L.B. & Engels, M., 2005: Routine 2D inver- gren, A., 2004: Upper Ordovician carbonate mounds sion of magnetotelluric data using the determinant of on Gotland, central Baltic Sea: distribution, compo- the impedance tensor. Geophysics 70, G33-G41. sition and reservoir characteristics. Journal of Petro- Phapill, L., Rulkov, A., Rajamäe, R. & Åkerblom, G., leum Geology 27, 115–140. 2003: Radon in Estonian dwellings. Results from a Snäll, S., 1977: Silurian and Ordovician bentonites of National Radon Survey. SSI Report 2003:16, 1–25. Gotland (Sweden). Stockholm Contributions in Geol- Riding, R., 1981: Composition, structure and environ- ogy 31, 92 s. mental setting of Silurian bioherms and biostromes Stel, J.H. & de Coo, J.C.M., 1977: The Silurian upper in northern Europé. I D.F. Toomey (red.): European Burgsvik and lower Hamra-Sundre Beds, Gotland. Fossil Reef Models. SEPM special publications 30, Scripta Geologica 44, 1–43. 41–83. Thorslund, P. & Westergård, A.H., 1938: Deep bor- Riding, R. & Watts, N.R., 1991: The lower Wenlock ing through the Cambro-Silurian at File Haidar, reef sequence of Gotland: facies and lithostratigra- Gotland. Preliminary report. Sveriges geologiska un- phy. Geologiska Föreningens i Stockholm Förhand dersökning C 415, 48 s. lingar 113, 343–372. Watts, N.R. & Riding, R., 2000: Growth of rigid high- Ruthven, C.L. & Currens, J.C., 2002: Karst landscape– relief patch reefs, Mid-Silurian, Gotland, Sweden. astonishing beauty and hidden hazards: Kentucky Sedimentology 47, 979–994. Geological Survey, In Focus. April 2002. Wik, N.-G., Bergström, U., Bruun, Å., Claeson, D., Samtleben, C., Munnecke, A. & Bickert, T., 1996: The Jelinek, C., Juhojuntti, N., Kero, L., Lundqvist, L., Silurian of Gotland (Sweden): facies interpretation Stephens, M.B., Sukutjo, S. & Wikman, H., 2005: based on stable isotopes in brachiopod shells. Geolo- Beskrivning till regional berggrundskarta över Kal- gische Rundschau 85, 278–292. mar län, Sveriges geologiska undersökning Ba 66, 50 s.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 53 Appendix 1. Stratigrafisk beskrivning

Nedan ges en sammanfattande beskrivning av den VISBYFORMATIONEN stratigrafiska indelningen av Gotlands siluriska berggrund. Indelningen baseras på framför allt arbeten av Typområde Hede (1960), Riding & Watts (1991) och Jeppsson m.fl. Visbyformationen har sitt typområde utmed kusten (2006). Några informella enheter (t.ex. Fleringe-, Bro- sydväst om Högklint (66A 7 i). Typlokal för de två le- skog-, Eskelhem-, Länna- och Levideformationerna) den är Rövar Liljas håla 1 (66A 7 i). som presenteras i den stratigrafiska sammanställningen av Jeppsson m.fl. (2006) tas inte upp i denna strati- Ålder och stratigrafiskt sammanhang grafiska beskrivning, eftersom de är ofullständigt defi- Visbyformationen delas in i två led (Riding & Watts nierade. En översikt av den stratigrafiska indelningen 1991) och avsattes under yngre llandovery och äldre som presenteras här visas i figur 38. För mer detaljerade wenlock. Gränsen mellan det undre Ygneledet och det uppgifter angående de lokaler som nämns i texten hän- övre Rövar Liljaledet är gradvis och utgör oftast 1 till visas till Laufeld (1974a). 2 m av lagerföljden. Visbyformationen överlagrar vad som har kallats det ”Röda lagret”, som bara finns obser-

ÅLDER Grupp, formation Led verat i borrhål. Kontakten mot den överlagrande Hög- Age Group, formation Member klintformationen är antingen gradvis eller väl marke- Sundreformationen Hamraformationen rad, beroende på vilket led inom Högklintformationen Burgsvikformationen som Visbyformationen avgränsas mot. Ekeformationen Sudretgruppen

Närformationen Synonymer Visbyformationen inkluderar de topostratigrafiska ordian

W enheterna Undre Visbyformationen (sensu Jeppsson ludf Etelhemformationen* m.fl. 2006) och Övre Visbyformationen (sensu Jepps- LUDLO Petesformationen* son m.fl. 2006). För ytterligare synonymer, se Riding Hemsegruppen & Watts (1991).

Levideformationen* Huvudsaklig litologi

Klintebergformationen Ygneledet domineras av lersten medan den domine- gorstian rande litologin inom Rövar Liljaledet är kalksten. Hallaformationen

SILUR Fröjelformationen Utbredning och tjocklek

Lännaformationen* Ryssnäskalksten De blottade delarna av Visbyformationen är begrän- Slite märgelsten

ian Eskelhemformationen* sade till den undre delen av klintarna på västra och Kalbjergakalksten nordvästra Gotland och utgör den översta delen av en homer

Slitegruppen Broskogsformationen* Katrinelundkalksten sekvens som är 136 m tjock. Till största delen är denna Fleringeformationen* sekvens enbart känd från kärnborrningar (Hedström WENLOCK Hangvarformationen 1923, Thorslund & Westergård 1938). Den maximala tjockleken av den delen av Ygneledet som är exponerad Kopparsvikformationen ovanför havsnivån är 12 m. Rövar Liljaledets tjocklek sheinwoodian Högklintformationen har uppmätts till 6,5 m vid typlokalen. Enligt Jeppsson m.fl. (2006) är tjockleken av Övre Visbyformationen och Undre Visbyformationen tillsammans ca 35 m. Visbyformationen

Y Övrigt ely- T VER chian Termen Visbyformationen används inte i den strati- LLANDO- grafiska indelningen i t.ex. Jeppsson m.fl. (2006), utan Fig. 38. Förenklat stratigrafisk schema med de enheter som beskrivs här (jfr fig. 2) över Gotlands siluriska berggrund (baserad på infor- där hänvisar man till de topostratigrafiska enheterna mation från Riding & Watts 1991, Jeppsson m.fl. 2006, 2008). Övre Visbyformationen och Undre Visbyformationen. Simplified stratigraphic scheme with the units described here (com- Ygneledet och Rövar Liljaledet är inte synonymer med pare fig. 2) of the Silurian of Gotland (based on information from Riding & Watts 1991, Jeppsson el al. 2006, 2008). dessa begrepp, eftersom de två leden inom Visbyfor-

54 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. mationen är litologiskt åtskilda. Gränsen mellan de to- ledet, Gutevägsledet, Plåganledet, Halsjärnsledet, Vis- postratigrafiska Visbyformationerna är enbart baserad borgsledet och Käringenledet (Riding & Watts 1991). på förändringar i den fossila faunan (se t.ex. Laufeld Den undre gränsen mot Högklintformationen utgörs 1974a, Jaanusson 1979). av en diskontinuitetsyta och enheten överlagras diskontinuerligt av Hangvarformationen. HÖGKLINTFORMATIONEN Synonymer Typområde Omfattar Högklint d och Toftaformationen (se Riding Kustskärningarna vid Högklint (66A 7 i, Riding & & Watts 1991). En diskussion angående namnbytet ges Watts 1991). i Riding & Watts (1991). Termen Toftaformationen er- sätts av Kopparsvikformationen. Ålder och stratigrafiskt sammanhang Högklintformationen avsattes under tidig wenlock i Huvudsaklig litologi mellersta silur och delas in i åtta olika led beroende på Kopparsvikformationen är en kalksten som innehåller litologi: Korpklintsledet, Ireviksledet, Millingsklints- onkoider (algbollar) och flera erosionsytor, samt hori- ledet, Brissundsledet, Hallshuksledet, Domkyrkaledet, sonter med stromatoporoidéer. Kappelshamnsviksledet och Högklintreven. Högklint- formationen överlagar Visbyformationen och gränsar Utbredning och tjocklek stratigrafiskt uppåt mot Kopparsvikformationen. Kopparsvikformationen förekommer på den västra och nordvästra delen av Gotland. I området runt Visby Synonymer når Kopparsvikformationen en maximal tjocklek på Högklintformationen, enligt definition av Riding & ca 7,5 m. Watts (1991), motsvarar del a, b och c av Högklintgrup- pen i Hedes (1960) indelning. HANGVARFORMATIONEN

Huvudsaklig litologi Ålder och stratigrafiskt sammanhang Högklintformationen domineras av stora revkroppar Hangvarformationen avsattes under mellersta wenlock. med mellanliggande lagrad kalksten. Den lagrade kalk- Dess övre gräns sammanfaller med den övre gränsen stenen blir grövre uppåt i lagerserien och i anslutning för konodontzonen O. s. rhenana (Ozarkodina sagitta till revkropparna. rhenana). Hangvarformationen avgränsas underifrån av Kopparsvikformationen och den övre delen gränsar Utbredning och tjocklek mot Slitegruppen. Högklintformationen förekommer i en kustparallell zon på den västra och nordvästra delen av Gotland. Synonymer Högklintformationen är som mest ca 35 m tjock när Slite a, b och delar av Slitemärgelsten (Jeppsson den domineras av revkalksten. Mellan reven tunnar 2008). lagren ut och enheten når en mäktighet av ca 20 m. Övrigt Övrigt Omnämns endast i Jeppsson m.fl. (2006). Finns ej de- Högklintformationen enligt Riding & Watts (1991) är finierad i litteraturen. ej synonymt med Högklintformationen enligt Jeppsson m.fl. (2006). SLITEGRUPPEN

KOPPARSVIKFORMATIONEN Ålder och stratigrafiskt sammanhang De bergarter som utgör Slitegruppen avsattes under Typområde yngre wenlock. Slitegruppen överlagrar Hangvar- Typområdet finns i södra Visby (66A 9 a), mellan Kop- formationen som är en nyligen definierad formation. parsvik 2 och Käringen 1 (66A 8 j), samt Galgbacken 1 Denna inkluderar de övre delarna av Toftaformationen och Stajnkrogen 2 (66A 8 j). och undre delarna av Slitegruppen (Jeppsson 2008). Gränsen utgörs av en diskontinuitetsyta vilken speglar Ålder och stratigrafiskt sammanhang ett avbrott i sedimentation. Slitegruppens översta enhet, Kopparsvikformationen är av yngre mellersta wenlock- Fröjelformationen, gränsar också diskontinuerligt mot ålder och inkluderar de stratigrafiska leden Stajnkrogs- den överliggande Hallaformationens bergarter. Slite-

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 55 gruppen har tidigare varit indelad i flera olika under- Huvudsaklig litologi enheter (Hede 1960, Martinsson 1962, Manten 1971, Hede (1960) beskrev Katrinelundkalkstenen som en Jeppsson m.fl. 2006). Den stratigrafiska indelningen kalksten vilken varierar i färg från blågrå till ljust gul- som används i denna beskrivning följer i stort Hede brun. Den är tunt till medeltjockt lagrad och ibland (1960) och hans indelning med underenheter a–g, med mellanlagrad av tunna lager med blågrå till mörkt grå tillägg av Fröjelformationen (Calner 1999). märgelsten. I de fall där Slitegruppens underenheter har blivit namngivna har vi valt att ge en kort beskrivning av des- Utbredning och tjocklek sa. Det gäller i första hand Katrinelundkalksten (enhet Enheten är uppemot 8 m tjock men något tunnare på c), Kalbjergakalksten (enhet e, Hede 1936), Ryssnäs den norra och östra delen av ön (Shaikh m.fl. 1990). kalksten (del av enhet g, Hede 1936), Slite märgelsten (Schmidt 1890) och Fröjelformationen. De namngivna Kalbjergakalksten kalkstensenheterna består i huvudsak av lagrad kalksten med lokal förekomst som är knuten till deras bild- Typområde ningsmiljö. Området runt Kalbjerga gård, Fårö (66E 6 j, a, Hede 1936). Huvudsaklig litologi Slitegruppen består av tre olika huvudlitologier: Synonymer 1) kalksten, 2) växellagrande kalksten och märgelsten Slitegruppens enhet e (Hede 1960). och 3) siltsten. Kalkstenarna dominerar i nordost och den växellagrande kalkstenen och märgelstenen (Slite Huvudsaklig litologi märgelsten) har ett större geografiskt utbredningsom- Hede (1936) beskrev Kalbjergakalkstenen som en hård, råde mot sydväst. Utbredningen av de klastiska insla- mycket finkristallin, ibland även oolitisk kalksten med gen (Fröjelformationen) är koncentrerad till området ett flintartat brott. Den är övervägande tunnbankad sydost om Klintehamn påden sydvästra delen av Got- och färgen varierar från ljusgrå till brunaktig (eller land (56C 2–3 i). grönaktigt ljusgrå). Styloliter förekommer och den är rik på stromatoporoidéer. Utbredning och tjocklek Slitegruppen är Gotlands mäktigaste stratigrafiska en- Tjocklek het, med en tjocklek på 100 m. Avgränsningen av Slite- Hede (1936) anger en tjocklek på ca 5 m. gruppens äldre bergarter mot Kopparsvikformationen sträcker sig från den nordöstliga delen av Fårö (66E 6 b) Slite märgelsten ned mot Skansudd (56C 0 h), söder om Tofta på den västra sidan av Gotland. Ålder och stratigrafiskt sammanhang Slitegruppens yngsta delar gränsar mot Klintebergs- Slite märgelsten är likåldrig med de kalkstenar som finns formationen i en linje som sträcker sig från strax norr bevarade i Slitegruppens nordostliga utbredningsom- om Åminne (66B 8 f) på den östra sidan av Gotland till råde, men representerar en annan avsättningsmiljö. Gannarveskär (56C 2 i), söder om Klintehamn på den västra sidan av Gotland. Synonymer Slite-Follingbomärgel (Hede 1956). Övrigt I Estland motsvarar Maasi- och Tagaverelagren delar av Huvudsaklig litologi Slitegruppen. Korrelationer av dessa enheter har gjorts Slite märgelsten består av växellagrande kalksten och utifrån biostratigrafiska data (konodonter), se Jeppsson blå till grå märgelsten. Hede (1928) beskriver kalkste- m.fl. (1994). nen som brun eller blågrå och tät till finkristallinisk och den uppträder som tunna bankar eller linser. Katrinelundkalksten Ryssnäskalksten Typlokal Katrinelund 1 (66A 8 a). Typområde Sydligaste udden på Fårö (66E6 j, a, Hede 1936). Synonymer Slitegruppens enhet c (Hede 1960).

56 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Stratigrafisk kontext Utbredning och tjocklek Ryssnäskalkstenen överlagrar Slite märgelsten. Fröjelformationen finns främst blottad på den västra sidan av Gotland i närheten av Klintehamn (56C 2–3 i) Synonymer och är 9–11 m mäktig. Ryssnäskalkstenen utgör den lagrade kalkstenen inom Slitegruppens e-enhet (Hede 1960). HALLAFORMATIONEN

Huvudsaklig litologi Ålder och stratigrafiskt sammanhang Enligt Hede (1936) är Ryssnäskalkstenen i huvudsak Hallaformationen avsattes under yngre wenlock. Halla- en märglig tunnbankad ”kristallinisk” kalksten där formationens understa delar består av en oolitisk kalk- den färska ytan är ljusgrå, grå till något gråblå. Kalk- sten, Baraledet, vilken avsattes på en redan eroderad och stensbankarna är i sin tur mellanlagrade av tunna blå karstifierad yta som markerar Slitegruppens översta gräns. eller grönaktiga märgelskikt. Enheten är mycket fos- Att Gotland under silur var en stenig kuststräcka (Calner silrik och faunan består till största delen av sjöliljor 2002) kan man se extra tydligt vid Barabacke (66B 7 d) (krinoidéer), mossdjur (bryozoer), stromatoporoidéer där ooliten, som är yngre än Slitegruppens rev, är avsatt och koraller. topografiskt nedanför de senare. Hallaformationens övre gräns mot Klintebergformationen är definierad utifrån FRÖJELFORMATIONEN biostratigrafiska förhållanden och utgör gränsen mellan biozonerna Kockelella ortus absidata och Ctenognatho- Typområde dus murchisoni. Den undre gränsen av Ctenognathodus Klintehamn (56C 2–3 i, Calner 1999). murchisoni-zonen definieras av den första förekomsten av konodonten Ctenognathodus murchisoni (Jeppsson & Ålder och stratigrafiskt sammanhang Calner 2003). Termen Hallaformationen reviderades av Fröjelformationen avsattes under yngre wenlock och Calner och Jeppsson (2003), och omfattar bland annat de omfattar den undre delen av konodontbiozonen Ozar- topostratigrafiska leden Baraledet (Calner & Säll 1999), kodina bohemica, samt graptolitzonen T. testis (Jeppsson Muldeledet (Calner & Jeppsson 2003) och Djupviks- m.fl. 2006). ledet (Calner & Jeppsson 2003). Den östliga delen av Fröjelformationen ligger stratigrafiskt sett mellan formationen har inte blivit formellt indelad i led. Slite märgelsten (inom Slitegruppen) och Hallaforma- tionen. Kontakten mot Slite märgelsten är konform och Synonymer övergången föregås av ett ökat inslag av märgel. Den Hallaformationen har tidigare benämnts Hallakalksten övre kontakten mot Hallaformationen utgörs i nordost (Hede 1925b) och Mulde märgel (Hede 1960). Dessa av ett avbrott i sedimentationen och en yta med paleo- enheter slogs samman till samma formation, med till- karst som bildades redan under silur (Calner 2002). hörande led, efter att de visat sig vara likåldriga (Calner & Jeppsson 2003). Synonymer Formationen delas in i Svarvareledet och Gannarve- Huvudsaklig litologi ledet (Calner 1999). Svarvareledet har av Hede (1917) Hallaformationen har, i likhet med de flesta andra en- benämnts ”kalksandstenens märgliga bottenlager”. heter på Gotland, en östlig och en västlig facies som Gannarveledet motsvarar det som Hede (bl.a. 1917, skiljer sig åt i avsättningsmiljö och litologi. Enbart den 1925a, b) kallar för ”kalksandstenen”. Gannarveledet är oolitiska kalkstenen (Baraledet) har en utbredning vil- också synonymt med Slitesiltsten, en term som tidigare ken sträcker sig från öster till väster (Calner & Jeppsson använts av Laufeld (1974a, b), Sivhed (1976), Bergman 2003, s. 183). Hallaformationen på östra Gotland ut- (1979, 1980), Laufeld & Bassett (1981), Bassett (1985) görs av kalksten som i sin övre del har inslag av bioher- och Bassett m.fl. (1989). Motivering till namnbytet be- mer. Den översta delen är en nodulärt lagrad kalksten skrivs i Calner (1999). med onkoider. Formationens västliga facies består av växellagrad märgel och kalksten. Huvudsaklig litologi Formationen har inslag av både karbonatiska och silici Utbredning och tjocklek klastiska sedimentbergarter, dvs. en detritisk lersten och Hallaformationen påträffas i ett smalt stråk som sträcker en kvartshaltig siltsten (med varierande andel biogent sig från strax norr om Åminne (66B 8 f) på den östra si- material) som i allmänhet består av ett CaCO3-haltigt dan ned mot Klintehamn (56C 2–3 i) på den västra sidan cement eller ett mikritiskt matrix (Calner 1999). av Gotland. Dess tjocklek bedöms till knappt 30 m.

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 57 Övrigt på andra ställen av flera tätt liggande mineraliserade ni- Hede (1928) definierade Hallakalkstenens (Hallaforma- våer som där tillsammans utgör Hemsegruppens 10–15 tionens) övre gräns mot Klintebergformationen som en översta centimetrar. På västra Gotland är övergången diskontinuitetsyta som följer på en ”grå finkristallinisk, mot Ekeformationen gradvis och utgörs främst av ökan- mindre märglig kalksten”. Calner & Jeppsson (2003) de inslag av algkalksten i onkolitfacies (Cherns 1983). menar att denna yta endast har en lokal utbredning och Shaikh m.fl. (1990) delade in Hemsegruppen i un- därför inte kan användas till att definiera formations- derenheterna a–e, Hemsemärgel i nordvästfacies, Hem- gränsen. Istället tillämpas en biostratigrafisk definition semärgel i sydostfacies samt Hemselagrens översta del utifrån förekomsten av mikrofossil, där gränsen mot efter Hedes beskrivningar. Klintebergformationen inte kan urskiljas med hjälp av Jeppsson (2005) delade in Hemsegruppen i tre olika litologiska skillnader. enheter, undre märgel, kalksten och övre märgel, där den senare ingår i Närformationen (Jeppsson 2005). KLINTEBERGFORMATIONEN Huvudsaklig litologi Ålder och stratigrafiskt sammanhang Hemsegruppen uppvisar samma öst–västliga faciesför- Klintebergformationen (Frykman 1989) avsattes under ändring som man kan se på övriga Gotland, med lagrad den äldre delen av ludlow. Gränsen mot den underlig- kalksten innehållande små biohermer i öster och växel- gande Hallaformationen är biostratigrafiskt definierad lagrande kalksten och märgel i väster. Den understa och kan inte skiljas ut i fält. På grund av dålig blottnings- kalkstenen är finkornig, tunnlagrad och ljust grå till grad är den övre gränsen mot Hemsegruppens bergarter brungrå till färgen (Hede 1960). enbart känd från Hedes dokumenterade blottningar. Hede (1929) definierade gränsen mot Hemsegruppens Tjocklek bergarter med ett kalkstenslager som innehåller muss- Jeppsson (2005) anger att Hemsegruppen har en total lan Megalomus gotlandicus. tjocklek på 200–250 m.

Synonymer NÄRFORMATIONEN Tidigare har termerna Klintebergsgruppen (Hede 1960) och Klintebergslagren (bl.a. Laufeld 1974a, Jeppsson Ålder och stratigrafiskt sammanhang 1983) använts. Närformationen (Jeppsson 2005) utgör den översta delen av Hemsegruppen och avsattes under mellersta Huvudsaklig litologi ludlow. Jeppsson (2005) delade in Närformationen i Liksom i andra stratigrafiska enheter på Gotland be- Millklintsledet och Botvideledet. Definitionen av När- står den nordöstra delen av Klintebergformationen av formationens undre gräns är oklar; gällande den övre lagrad kalksten, medan den sydvästliga utgörs av växel- gränsen se under Hemsegruppen ovan. lagrande märgel och kalksten. Synonymer Utbredning och tjocklek Termerna Hemsemärgel i sydostfacies och Mill- Klintebergformationen sträcker sig över mellersta Got- klintskalksten förekommer i olika publikationer (Jepps- land i ett 10–15 km brett band som är bredast mot den son 2005). östra sidan av ön och blir smalare längre åt sydväst. Formationens tjocklek är cirka 70 m. Huvudsaklig litologi Växellagrande märgel och lerig kalksten (Eriksson & HEMSEGRUPPEN Calner 2007).

Ålder och stratigrafiskt sammanhang Tjocklek Hemsegruppen avsattes under ludlow (yngre silur) och Jeppsson (2005) anger en tjocklek på ca 65 m. överlagrar Klintebergformationen. Cherns (1983) har beskrivit övergången mellan Hem- SUDRETGRUPPEN segruppen och den överlagrande Ekeformationen. På östra Gotland utgörs Hemsegruppens övre av- Eke-, Burgsvik-, Hamra- och Sundreformationerna in- gränsningen mot Ekeformationen av ett tunt limonitrikt går i Sudretgruppen. Termen presenterad av Jeppsson lager som ställvis övergår i ett järnhaltigt tunt lager med m.fl. (2006). Nedan ges en beskrivning av de ingående fosforit, glaukonit och pyrit. Den övre gränsen utgörs formationerna.

58 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl. Ekeformationen är något större i de delar av sandstenen där t.ex. ”load casts” förekommer. En petrografisk analys (Long 1993) Ålder och stratigrafiskt sammanhang visar att sandstenen innehåller 56,5 % kvarts, 36,6 % Ekeformationen avsattes under yngre ludlow. Cherns fragment, bergarter och fossil och 6,9 % fältspat. (1983) definierar gränsen mot den underliggande Hem- Burgsvikooliten är en skalförande, delvis oolitisk segruppen till en mineraliserad diskontinuitetsyta. En- kalksten, med mellanlagringar av sandsten och rena hetens övre del mot Burgsvikformationen är karstifie- kalkstenar. rad och sammanfaller med en sekvensstratigrafisk gräns (Calner & Eriksson 2006). Jeppsson (2005) omdefinie- Utbredning och tjocklek rade Ekeformationens under gräns mot Hemsegrup- Burgsvikformationen förekommer på södra delen av pens bergarter, baserad på förändringar i den fossila Gotland. Dess maximala tjocklek är ca 47 m, varav faunan. 40 m utgörs av Burgsviksandstenen. Burgsvikooliten är drygt 7 m mäktig. Formationen tunnar ut mot nordost Synonymer (Eriksson & Calner 2007). Hede (1956) anger flera synonymer, bl.a. termen Eke- gruppen. Övrigt Eriksson & Calner (2008) har presenterat en nytolk- Huvudsaklig litologi ning av Burgsviksandstenens avsättningsmiljö som Algkalksten i onkolitfacies utgör en karaktäristisk berg- bygger bland annat på förekomsten av kanalstrukturer art i Ekeformationen. Onkoiderna består ofta av skal- och hummock-korsskiktning och som visar att sandste- fragment med en koncentrisk algpåväxt. nen avsattes i den yttre delen av ett delta. Strukturmätningar av sandstenen vid Hoburgen Utbredning och tjocklek (56A 2–3 i–j) visar att den stupar in mot de centrala de- Ekeformationen är 15 m mäktig vid Burgen (56A 2 i, larna under det ovanliggande revet som tillhör Hamra- Eriksson & Calner 2007). Formationen förekommer formationen. Detta är en Philipstruktur, dvs. ”en cirku- i ett stråk som sträcker sig från strax norr om Närs- lär eller ellipsodal fördjupning under, och orsakat av, ett holmen (56B 9 e) på östra sidan, mot Näsudden (56B rev eller en bioherm” (Eriksson & Laufeld 1978). Dessa 5–6 i–j) på den västra sidan av södra Gotland. finns tidigare beskrivna från Högklintformationen. Proveniensstudier (Karlsson 2005) visar att den troli- BURGSVIKFORMATIONEN ga källan till sandstenen kan hittas i områden påverkade av de svekonorvegiska och kaledoniska orogeneserna. Typområde Burgsvikformationen har sitt typområde inom Öja Hamraformationen socken på södra Gotland (56B 5 a, Hede 1956). Ålder och stratigrafiskt sammanhang Ålder och stratigrafiskt sammanhang Hamraformationen avsattes under yngre ludlow och Burgsvikformationen avsattes under yngre ludlow och utgör tillsammans med Sundreformationen bland an- omfattar de två leden Burgsviksandstenen och Burgs nat det biohermkomplex som överlagrar Burgsvikfor- vikooliten. De skiljs åt genom en översvämningsyta, mationen vid Hoburgen. som föregåtts av omfattande erosion (Eriksson & Cal- Hamraformationen delades in i tre olika enheter av ner 2007). Laufeld (1974): a (”Sphaerocodium”-kalksten, Munthe 1921), b och c. Synonymer Termen Burgsviklager används av bl.a. Munthe Synonymer (1910). Termerna Hamrakalk (Munthe 1921), Hamragruppen (Laufeld 1974b) och Hamralager (Shaikh m.fl. 1990) Huvudsaklig litologi förekommer som synonymer. De två leden inom Burgsvikformationen, Burgsvik sandstenen och Burgsvikooliten, är litologiskt skilda åt. Huvudsaklig litologi Den undre Burgsviksandstenen är en tjockbankad, fin- Den understa delen av Hamraformationen, enhet a, be- kornig sandsten som är rik på sedimentära strukturer, står av en lagrad onkolitisk algkalksten (Stel & de Coo t.ex. böljeslagsmärken, kuddstrukturer, Philipstrukturer, 1977). Denna överlagras av växellagrad lerig kalksten ”slumping”, ”load casts”, ”flame structures”. Lerinnehållet och märgelsten (enhet b).

BESKRIVNING TILL REGIONAL BERGGRUNDSKARTA ÖVER GOTLANDS LÄN 59 Inom Hamraformationens enhet c förekommer en Synonymer lateral förändring i facies, liknande den som doku- Termerna Sundrekalk (Munthe 1921) och Sundrekalk- menterats i den äldre Hallaformationen. Den sydväs- sten (Laufeld 1974b) är synonyma med Sundreforma- tra delen av Sudret (56A 2–4 j) utgörs av biohermer tionen. (”revkalksten”) och lagrad kriniodéekalksten mellan de olika biohermerna. Den nordostliga utgörs av lerig Huvudsaklig litologi kalksten med inslag av märgelsten, bituminös kalksten Munthe (1921) delar in Sundreformationen i en ”kris- och stromatoporoidékalksten. tallinisk kalksten och revkalksten”. Den förra består av en lagrad, mycket grovkornig, ofta rödaktig, krinoidé Utbredning och tjocklek kalksten, som informellt går under namnet ”Hoburgs- Formationen är maximalt ca 40 m tjock. Eriksson & marmor”. Revkalkstenen är de stromatoporoidérika Calner (2007) har visat att Hamraformationen inte biohermerna som finns på sydvästra delen av Sudret finns blottad på uteliggaren vid Burgen (56B 9 b) och (56A 2–4 j,). vid Närsholmen (56B 9 e), utan att dess utbredning är begränsad till Sudret. Utbredning och tjocklek Sundreformationen finns på Sudret (56A 2–4 j) och är Sundreformationen ca 10 m mäktig (Laufeld 1974a).

Ålder och stratigrafiskt sammanhang Sundreformationen avsattes under ludlow och representerar den yngsta berggrunden på Gotland.

60 MIKAEL ERLSTRÖM m.fl.

SGU K 221 Beskrivning till regional berggrundskarta över Gotlands län Uppsala 2009 ISSN 1652-8336 ISBN 978-91-7158-957-6 Tryck: Lenanders38025 Tryck: Grafiska, www.sgu.se Sveriges geologiska undersökning 670 Box Uppsala 28 751 90 00 018-17 Tel: 70 93 018-17 Fax: