kalk og kalkaflejringer i danmark - …gk.geus.info/xpdf/kalksedimenter_i_...

KALK OG

KALKAFLEJRINGER I DANMARK

Erik ThomsenGeologisk Institut

Aarhus Universitet.

Alder: 100 mio. år - 60 mio. år.

I daglokaliteter ses kun kalk fra perioden 75-60 mio. år (Maastrichtien og Danien).

Aflejringerne fra Kridt (100-65 mio. år) betegnes ofte skrivekridt.

Aflejringer fra Palæogen (65-60 mio. år) betegnes ofte Danienkalk

Sen Kridt var en varm periode uden is ved polerne og med tropiske havtemperaturer mellem 36 og 38 grader C.

Kalkaflejringer i Danmark

Palæ

ocæ

n

Maa

stric

ht.

Cam

pani

enSa

n.Tu

. Co.

Cen

om.

Øvr

e

Dan

.S

el.

Pal

æog

.K

ridt

57

60

65

74

350 m

Kalktykkelser

700 m

500 m

300 m

150 m50 m

100 m

83

878991

97

Ald

er(m

io. å

r)

Eta

ge

Per

iode

Epo

ke

Sen Kridt aflejringer (skrivekridt)Tykkelse: 1800-2200 mHeraf Maastrichtien 700-900 m

SEN KRIDT

AB

A B

Sen Perm (260-248 mio. år)

Forekomst af gas og olie i dansk område

Kildebjergart for olie og gas

Forkastning

Afgrænsende højdestruktur ældre end Perm.Kan i perioder have været overskyllet.

Tertiær excl. Danien (61-0 mio.år)

Danien og ældre aflejringer

Kort

Tværsnit

Ældre end Sen Perm

Trias (248-206 mio. år)

Jura (206-140 mio. år)

Sen Kridt og Danien (99-60 mio, år)

Central Graven Det Danske Bassin

0 200 km

Det Nordtyske Bassin

Det danske Bassin

Udbredelse af land og hav i Sen Kridt

AB

A B

Sen Perm (260-248 mio. år)

Forekomst af gas og olie i dansk område

Kildebjergart for olie og gas

Forkastning

Afgrænsende højdestruktur ældre end Perm.Kan i perioder have været overskyllet.

Tertiær excl. Danien (61-0 mio.år)

Danien og ældre aflejringer

Kort

Tværsnit

Ældre end Sen Perm

Trias (248-206 mio. år)

Jura (206-140 mio. år)

Sen Kridt og Danien (99-60 mio, år)

Central Graven Det Danske Bassin

0 200 km

Det Nordtyske Bassin

Det danske Bassin

Lidt om Kalk.

Kalk består af calciumcarbonat (CaCO3).

Næsten al kalkproduktion på Jorden i dag sker i havet og er af biologisk oprindelse.

Kalk er i nutiden det næstmest hyppige sediment, der aflejres i havet.Med 3 mia. tons/år overgås kalk kun af terrestriske flodsedimenter med 15-20 mio. tons/år.

Kalkaflejringer fordeles med ca. 50% på kontinentalsoklen og50% i dybhavet.

Dette er i modsætning til de terrestriske flodsedimenter,der næsten udelukkende afsættes på kontinentalsoklen.

Krystallografisk findes CaCO3 i to udgaver: Calcit og Aragonit.

Calcit er stabilt ved normal tryk og temperatur Aragonit er ustabilt

Under påvirkining af f.eks. regnvand vil aragonit gå hurtigere i opløsning end calcit. På langt sigt (50-60 mio. år) går aragonit altid i opløsning og forsvinder.

Calcit kan indeholde varierende mængder af Mg. Magnesiumindholdet påvirker stabiliteten af calcit.

Jo højere Mg-indhold desto mere ustabil bliver kalken.

Biologiske organismer danner både calcit og aragonit.Nogle organismer danner calcit, andre danner aragnit.Enkelte danner begge dele

Kalk dannes af både bentoniske (bundlevende) organismer og planktoniske (frit svævende eller svømmende) organismer.

En kalkaflejrings geologiske skæbne bestemmes i høj grad af om den som udgangspunkt består mest af calcit eller aragonit. Dens skæbne bestemmes dermed af sammensætningen af de planter eller dyr, der har dannet den.

Kalkskaller dannet af planktoniske organismer er små. I nutiden danner planktoniske organismer fortrinsvis calcit

De vigtigste kalkproducerende planktoniske organismer i nutiden er: Coccolitter, foraminiferer og vingesnegle.

Coccolitter og foraminiferer var også de vigtigste planktoniske kalkdannende organismer i Kridt og Danien.

Coccolitter, encellede planter

Foraminiferer er encellede dyr

5 coccolitter

Kalkskaller dannet af bentoniske organismer er relativt store. I nutiden danner bentoniske planktoniske organismer fortrinsvis aragonit eller høj-Mg calcit.

De vigtigste kalkdannendebentoniske organismer i nutiden er:Koraller, kalkalger, muslinger og snegle.

Moderne kalksediment fra Nordnorge, bestående fortrinsvis af kalkalger (Lithothamnion),muslinger og snegle.

Ringkøbing- Fyn

Højderyggen

Fennoskandiske

Randzone

>2000 m

1500-2000 m

1000-1500 m

500-000 m

<500 m

Tykkelsen af Sen Kridt aflejringer(skrivekridt) i Danmark.

Skanning elektron billede af typisk skrivekridt.

Kalken er fortrinsvis opbygget af coccolitter og fragmenter af coccolitter. I dette tilfælde iblandet en del diagenetiske kalkkrystaller.

Opblomstringerog sæson-variationer af coccolitter.

Nordsøen,slutningen af Tidlig Kridt

1/200 mm

Moderne coccolit-opblomstring (E. huxleyi) i Skagerrak og Nordsø..

Coccosphæreraf den nulevendeEmiliania huxleyi

Milankovitch cykler i Ålborg Portlands Kridtgrav, sommer 2008.

00.20.40.60.81.01.21.41.61.8 Aldermio. år

Istid

Mellem-istid

Holocæn

Eem

WeischelSaale

De astronomiske årsager til Milankovitch-cykler

Det bløde slam på Skrivekridthavets bund var fjendtligt over for de fleste bundlevende organismer. De var derfor sjældne og for det meste meget små.

Den oprindelige kalk var derfor helt domineret af calcit med et lavt Mg indhold.Aragonitiske skaller var relativt sjældne.

Når aragonitiske skaller går i opløsning vil den opløste kalk udfældes i hulrummenemellem de tilbageværende korn og cementere dem sammen således, at kalken bliver hårdere. Denne proces er kun sket i meget begrænset omfang i Skrivekridtet, der derfor har bevaret sin oprindelige blødhed.

Ringkøbing- Fyn

Højderyggen

Fennoskandiske

Randzone

>2000 m

1500-2000 m

1000-1500 m

500-000 m

<500 m

Tykkelsen af Sen Kridt aflejringer(skrivekridt) i Danmark.

Danien

Ringkøbing- Fyn

Højderyggen

Fennoskandiske

Randzone

>2000 m

1500-2000 m

1000-1500 m

500-000 m

<500 m

150

100

50

100

150

200

300

50

100

100

50 50

100

100

0 50 100 km

0

Isopak-kort for Danien. De største mægtigheder findes i det centrale Jylland

Isopak-kort for Sen Kridt. de største mægtigheder findesi Nordøstsjælland op med den Fennoskandiske Randzone.

100 m

sss

ll

l

l

ll

l

l

l

l

ll

l

12

57

89 10

1213

NP1

NP2

1234

NP3567

8

9

NP4

Dan

ian

(Low

er P

aleo

cene

)

1. B

org-

1

2. H

ønni

ng-1

3. O

rre-1

14.

Nor

dsøe

n

13.

Mor

s-1

4. G

rinds

ted-

1

5. E

g-1

6. E

g-3

7. N

øvlin

g-1

8. V

indi

ng-1

9. L

inde

-1

10 V

ejru

m-1

11.

Odd

esun

d-1

12.

Rød

ding

-1

S-1

S-2

S-3

S-4

Zona-tion

Loca

l

Sta

ndar

d

Paleocene erosion

87

S9

87

566

4

321

N

Calcarenite

Ringkøbing-Fyn High Norwegian-Danish Basin

Calcilutite

Bryozoan limestone

Paleoceneerosion

Quaternaryerosion

B

Seq

uenc

esA

N-D Basin

R-F High North-south profile from the Norwegian-Danian Basin (N-D Basin) across the Ringkøbing-Fyn High showing the distribution of Danian limestone. A. Time-stratigraphic cross section. B. Lithological cross section with the boundary between calcareous nannofossils zones 5/6 as a horisontal reference.

100 m

NP1

NP2

1234

NP3567

8

9

NP4

Dan

ian

(Low

er P

aleo

cene

)

1. B

org-

1

2. H

ønni

ng-1

3. O

rre-1

14.

Nor

dsøe

n

13.

Mor

s-1

4. G

rinds

ted-

1

5. E

g-1

6. E

g-3

7. N

øvlin

g-1

8. V

indi

ng-1

9. L

inde

-1

10 V

ejru

m-1

11.

Odd

esun

d-1

12.

Rød

ding

-1

S-1

S-2

S-3

S-4

Zona-tion

Loca

l

Sta

ndar

d

Paleocene erosion

87

S9

87

566

4

321

N

Calcarenite


Calcilutite

Bryozoan limestone

Paleoceneerosion

Quaternaryerosion

B

Seq

uenc

esA

Calcilutite

0 50 km

FennoscandianBorder Zone

sss

ss

s

l

ll

l

Danian

Ringkøbing - Fyn High

absent

Boring

Surface localitylsl Zone present

l Zone absent

Calcareous nannofossil zone 1

l

100 m

NP1

NP2

123

4

NP3567

8

9

NP4

Dan

ian

(Low

er P

aleo

cene

)

1. B

org-

1

2. H

ønni

ng-1

3. O

rre-1

14.

Nor

dsøe

n

13.

Mor

s-1

4. G

rinds

ted-

1

5. E

g-1

6. E

g-3

7. N

øvlin

g-1

8. V

indi

ng-1

9. L

inde

-1

10 V

ejru

m-1

11.

Odd

esun

d-1

12.

Rød

ding

-1

S-1

S-2

S-3

S-4

Zona-tion

Loca

l

Sta

ndar

d

Paleocene erosion

87

S9

87

566

4

321

N

Calcarenite


Calcilutite

Bryozoan limestone

Paleoceneerosion

Quaternaryerosion

B

Seq

uenc

esA

Calcilutite

0 50 km


sss

ss

s

l

ll

l

Danian

Ringkøbing - Fyn High

absent

Boring


l Zone absent


l

Paleocene erosion

Calcilutite

0 50 km

Bryozoan limestone

Calcarenite

BoringSurface locality

Zone present

Zone absent

Tyndslib og kornstørrelsesfordelingBryozokalk, Karlby Klint.

Paleocene erosion

Calcilutite

0 50 km

Bryozoanlimestone

Calcarenite

Boring

Surface localityZone present

Zone absent

Calcilutite

0 50 km

Bryozoanlimestone

Calcarenite

Boring


Zone absent


l

Danian absent


100 m

NP1

NP2

1234

NP3567

8

9

NP4

Dan

ian

(Low

er P

aleo

cene

)

1. B

org-

1

2. H

ønni

ng-1

3. O

rre-1

14.

Nor

dsøe

n

13.

Mor

s-1

4. G

rinds

ted-

1

5. E

g-1

6. E

g-3

7. N

øvlin

g-1

8. V

indi

ng-1

9. L

inde

-1

10 V

ejru

m-1

11.

Odd

esun

d-1

12.

Rød

ding

-1

S-1

S-2

S-3

S-4

Zona-tion

Loca

l

Sta

ndar

d

Paleocene erosion

87

S9

87

5

66

4

321

N

Calcarenite


Calcilutite

Bryozoan limestone

Paleoceneerosion

Quaternaryerosion

BS

eque

ncesA

Calcilutite

0 50 km

Bryozoan limestone

Calcarenite

Boring


l Zone absent


s

s

l

Danianabsent


100 m

NP1

NP2

1234

NP3567

8

9

NP4

Dan

ian

(Low

er P

aleo

cene

)

1. B

org-

1

2. H

ønni

ng-1

3. O

rre-1

14.

Nor

dsøe

n

13.

Mor

s-1

4. G

rinds

ted-

1

5. E

g-1

6. E

g-3

7. N

øvlin

g-1

8. V

indi

ng-1

9. L

inde

-1

10 V

ejru

m-1

11.

Odd

esun

d-1

12.

Rød

ding

-1

S-1

S-2

S-3

S-4

Zona-tion

Loca

l

Sta

ndar

d

Paleocene erosion

87

S9

87

566

4

321

N

Calcarenite


Calcilutite

Bryozoan limestone

Paleoceneerosion

Quaternaryerosion

B

Seq

uenc

esA

Calcilutite

0 50 km

Bryozoanlimestone

Calcarenite

Boring

Surface localitylsl zone present

l zone absent

Fennoscandian Border Zone

ss

s ss

s

sl

l

l

l

ll

l

l

ll

llll

l

ll

l

ll l

ll

l

l

l

l

l

Danianabsent


Paleocene erosion

Calcilutite

0 50 km

Bryozoanlimestone

Calcarenite

BoringSurface locality

zone present

zone absent

Chr

onos

trat.

Lith

ostra

tigr.

Lithology

Sel

andi

anLe

llinge

Gre

ensa

ndC

alci

silti

teBr

yo. l

imes

t.

61.102

28

29

30

31

32

26

Depth(m)

Dan

ian

27

1000 m 50 km

1

14

21 22 23 24 25 26 27 28 29

15 16 17 18 19

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

S.-T. Zone

S.-T. Zone

S.-T. Zone

Upper Cretaceous-Lower Daniandepocentre



Upper Danian and M. and U. Paleocenedepocentre

Upper Danian and M. and U. Paleocene depocentre

Upper Danian-Selandian depocentre

A’

B’

C’

A

B

C

Upper Paleocene

Lower Selandian

Upper DanianLower and middle Danian

Upper Cretaceous

Lunda Sandstone

Quaternaryerosion

Major faults

Sorgenfrei-Tornqvist Zone

STZ

STZ

Area of maininversion

Danish Basin

100N km0

Scania

Sweden

R.-F. H.

A

B

C

A'B'

B'

Denmark

20

N. modes tus

Acme B. bigelowi

>50%Cretaceous nannofossilsPlanktoniskeforaminifererforsvinder

Cal

care

ous

nann

ofo

ssil

eve

nts u

sed

for

corr

elat

ion

in th

e S

tore

bæ

lt co

res

Shallow Deep

Danish Basin

Pal

eoce

nela

te D

ania

nea

rly

Sel

andi

an

60.0

59.0

61.2

KertemindeMarl

LellingeGreensand

Bryozoan limestone

Calcisiltite

Chr

ono-

stra

tigra

phy

Epo

ch

Tim

e (M

a)

Age

Lith

olo

gy a

nd

lithos

trat

igra

phy

(Sou

thea

st

Denm

ark)

Q Q Q Q QQ

QQ Q

Q

Surface exporsures/cored boreholes

Borehole with ditchcutting samples

ÆbeløFormation

12. K

linth

olm

(a,c

)13

. Hav

drup

4, H

vallø

s (a

)5,

Bov

lstru

p

3,.S

vejst

rup

(b)

2, H

arre

-1 (

a)1,

Ers

lev-

23

6, N

øvlin

g-1

-7.V

indin

g-1

8,.G

rinds

ted-

19,

Je

lling

-1;

7, E

g-1

10,

Orre

-111

, Høn

ning

-112

, Aa

benr

aa-1

13,

Røde

kro-

1

10 G

lam

sbje

rg-1

11. U

llers

lev-

1

14. S

tenl

ille-1

15. T

års

18. L

imh

amn/

Klag

sha

mn

Stra

tigra

phica

l pos

ition

ofpa

laeo

geog

rap

hic m

aps

(Fig

.5)

Mapa

Map b

Mapc

Map d

17. C

open

hage

n, TU

BA 13

(e)

16. G

emm

as A

llé (d

)

(a) Late Danian (Bryozoan limestone) (b) Latest Danian (Calcisiltite)

Presumed land

Output of siliciclasticmaterial

(c) Earliest Selandian (Lellinge Greensand/lower Våle Formation, lower Maureen Formation)

(e) Late Selandian (Æbelø Formation/lower Lista Formation/Gelinden Marl)

(d) Early Selandian (Kerteminde Marl/upper Våle Formation, upper Maureen Formation)

?

?

?

?

Inversion structureswith erosion of chalk

kalk og kalkaflejringer i danmark - …gk.geus.info/xpdf/kalksedimenter_i_...

Documents