Forkastningsarkitektur, deformasjonsprodukter og omvandling i en kompleks forkastningssone i Pervika, Sør-Trøndelag

Abstract

Pervika forkastningssone, i Sørvest-Trøndelag, er en kompleks forkastningssone som har tilhørighet til Møre-Trøndelag forkastningskompleks (MTFK). De to forkastningene studert i Pervika, viser en komplisert utvikling, med flere ulike forkastningsbergarter og omvandlingsprodukter. Fotogrammetri ble brukt til å produsere en 3D-modell av hele forkastningssonen i Pervika, som ble satt sammen med strukturelle målinger av bruddplan og lineasjoner, for beskrivelse av forkastningsarkitektur. Forkastningssonen ble deretter delt inn i 13 domener basert på litologiske og strukturelle observasjoner, som fungerte som grunnlaget for videre meso- og mikroskalabeskrivelse. Det ble innhentet 21 prøver fra forkastningssonen, for analyse i optisk mikroskop, SEM og XRD. Ut ifra dette, ble det identifisert og beskrevet fem ulike breksjer, samt smektittrikt forkastningsmel. I forkastningsmelet fra Pervika, ble identifisert større mengder Na-montmorillonitt, med høyt svellepotensial og lav skjærstyrke. Det er antatt at smektittiseringen i forkastningssonen hovedsakelig er et resultat av hydrotermal omdanning av albitt (Na-plagioklas) i bergartene, akselerert av klorittisering av biotitt og hornblende. Ved bruk av L-type schmidthammer og skjærbokstesting, ble det konstruert en styrkeprofil gjennom forkastningssonen. Styrketestene viser en progressiv reduksjon i bergartsstyrke fra vertsbergarten og inn mot forkastningskjernene, med et betydelig styrketap inn mot smektittrik sone. Svelling ved klorittisering av biotitt, og omdanning av plagioklas, ser ut til å være de primære mineralreaksjonene som fører til reduksjon av bergartstyrke, sammen med tektonisk breksjering og oppsprekking. Hydrotermal utfelling og sementering av mineraler i mikrosprekker og porerrom, har trolig en positiv effekt på bergartsstyrke. Det foreslås at styrketester og vurdering av omdanningsgrad i forkastningssoner inkluderes i beskrivelser av forkastninger i eventuell database for forkastninger i Norge.

The Pervika Fault Zone, in Southwestern Trøndelag, is a complex fault zone that belongs to the Møre-Trøndelag Fault Complex (MTFC). The two faults studied in Pervika, show a convoluted genesis, with several different fault rocks and alteration products. Photogrammetry was used to produce a 3D model of the entire fault zone in Pervika, which was combined with structural measurements of fracture planes and lineations, for description of fault architecture. The fault zone was further divided into 13 domains based on lithological and structural observations, which served as the basis for further meso- and microscale description. 21 samples were obtained from the fault zone, for analysis in optical microscope, SEM and XRD. Based on this, five different breccias were identified and described, as well as smectite-rich fault gouge. In the fault gouge from Pervika, larger amounts of Na-montmorillonite, with high swelling potential and low shear strength, were identified. It is believed that the smectitization in the fault zone is mainly a result of hydrothermal alteration of albite (Na-plagioclase) in the rocks, accelerated by chloritization of biotite and hornblende. With the use of a L-type schmidthammer and shear box testing, a strength profile was constructed through the fault zone. The strength tests show a progressive reduction in rock strength from the host rock and towards the fault cores, with a significant loss of strength towards the smectite-rich zone. Swelling by chloritization of biotite, and alteration of plagioclase, appear to be the primary mineral reactions leading to a reduction in rock strength, along with tectonic brecciation and fracturing. Hydrothermal precipitation and cementation of minerals in microcracks and pores spaces, probably has a positive effect on rock strength. It is proposed that strength tests and assessment of the degree of alteration in fault zones, should be included in descriptions of faults in a potential database for faults in Norway.