Jarðfræði Reykjanesskaga II

Á vefsíðu ÍSOR fjallar Kristján Sæmundsson, jarðfræðingur, um jarðfræði Reykjanesskagans (upphaflega frá 2010 og uppfært (MÁS) 2021):

“Jarðfræðilega nær Reykjanesskagi austur að þrígreiningu plötuskilanna sunnan Hengils. Reykjanesskagi er svokallað sniðrekbelti og fer gliðnunin fram í NA-SV-eldstöðvakerfum, sem eru tugir kílómetra að lengd, með misgengjum, gjám og gígaröðum.

Á kortinu eru sýndir helstu hnikþættir á Íslandi. Rekbeltin á Íslandi (svört) hliðrast til austurs frá Reykjaneshrygg (RH) og Eyjafjarðarál (EÁ). Það gerist um Suðurlands-þverbrotabeltið (SB) og annað þverbrotabelti kennt við Tjörnes (HF) milli Húsavíkur og Flateyjar. Rekhraði er um 1 cm á ári í hvora átt.

Á Reykjanesskaga kemur sniðgengisþátturinn fram í nokkurra kílómetra löngum norður-suður sprungum með láréttri færslu og sprunguhólum. Þær eru á mjóu belti sem liggur eftir skaganum endilöngum. Þar verða tíðum jarðskjálftar. Þeir koma í hrinum og eru flestir litlir. Sá öflugasti hefur verið um 6 stig að stærð. Tímabil eldgosa og gliðnunarhreyfinga annars vegar og sniðgengishreyfinga hins vegar skiptast á og standa hvor um sig í 6-8 aldir. Tímabil sniðgengishreyfinga hefur staðið yfir síðustu aldirnar en vísbendingar eru um að því sé að ljúka.

Á Reykjanesskaga eru sex eldstöðvakerfi. Miðstöð þeirra ákvarðast af mestri hraunaframleiðslu í sprungugosum. Sprungusveimar eldstöðvakerfanna, með gjám og misgengjum, eru miklu lengri en gossprungureinarnar. Þar hafa kvikuinnskot (berggangar) frá megineldstöðvunum ekki náð til yfirborðs. Í fimm af eldstöðvakerfunum er háhitasvæði. Hitagjafi þeirra eru innskot ofarlega í jarðskorpunni. Boranir á háhitasvæðunum hafa sýnt að 20-60% bergs neðan 1000-1600 m eru innskot. Súrt berg og öskjur eru ekki í eldstöðvakerfum skagans. Veik vísbending er þó um kaffærða öskju á Krýsuvíkursvæðinu, og í Hengli kemur fyrir súrt berg í megineldstöðinni, en það er norðan þrígreiningar plötuskilanna (gosbeltamótanna). Bergfræði gosbergsins í eldstöðvakerfunum spannar bilið frá pikríti til kvarsþóleiíts.

Eldvirkni og gliðnunartímabil

Rannsóknir sýna að eldvirkni- og gliðnunartímabil (gosskeið) verða á 6-8 alda fresti á Reykjanesskaga. Gosvirknin einkennist af eldum sem geta staðið í nokkra áratugi, með hléum. Eldstöðvakerfin hafa yfirleitt ekki verið virk samtímis heldur hefur gosvirkni flust á milli þeirra eitt af öðru. Hvert eldstöðvakerfi verður virkt á 900-1100 ára fresti. Um 950 ár eru frá síðasta gosi í Brennisteinsfjallakerfinu en 780-830 ár í vestari kerfunum. Rannsóknir benda til að síðasta gosskeið hafi byrjað með eldum í Brennisteinsfjöllum og á Trölladyngjurein Krýsuvíkurkerfisins laust fyrir árið 800. Eftir þá hrinu kom um 150 ára hlé þar til eldvirkni tók sig upp aftur í Brennisteinsfjallakerfinu á 10. öld. Þar á eftir fylgdi Krýsuvíkurkerfið á 12. öld. Að síðustu gaus á vestustu kerfum skagans, Reykjanes- og Svartsengiskerfunum, á 13. öld. Þeim eldum lauk um árið 1240. Brennisteinsfjallakerfið hefur verið virkast af eldstöðvakerfum Reykjanesskaga eftir ísöld og framleitt mest hraun, bæði að flatar- og rúmmáli.

Tímabil eldgosa eru fundin með aldursgreiningu hrauna með hjálp öskulaga og C14- aldursgreiningum, auk skráðra heimilda um gos eftir landnám. Tvö síðustu gosskeiðin eru vel þekkt og það þriðja fyrir um 3000 árum að nokkru leyti. Vísbendingar eru um fleiri gosskeið þar á undan en aldursgreiningar eru of fáar enn sem komið er til að tímasetja þau af nákvæmni.”

Kristján Sæmundsson fjallar einnig um jarðfræði Reykjanesskagans á Vísindavef Háskóla Íslands:
“Gosbeltið á Reykjanesskaga er sniðreksbelti, það er að segja í senn þverbrota- og gliðnunarbelti. Stefna þess er 70-80 gráður austur, en það sveigir til norðaustlægari stefnu allra vestast. Þarna munar 25-35 gráðum frá rekstefnu. Þáttur þverbrotabeltisins kemur fram í norður-suður sniðgengjum með hægri hliðrun. Sniðgengin eru minni háttar skástígar gjár, oft samtengdar með sprunguhólum.

Gliðnunarbeltin koma fram sem gígar og gígaraðir, gjár og misgengi í eldstöðvarkerfum skagans. Þau eru sex, að meðtöldu Hengilskerfinu, og liggja norðaustur-suðvestur, skáhallt á gosbeltið. Eldstöðvakerfin eru flest hver miklu lengri en gosmenjar á yfirborði gefa til kynna. Eldvirkni nær yfir stóran hluta þeirra, en á norðausturhlutanum eru svo til eingöngu gjár og misgengi. Þar hefur hraunkvika sjaldan náð til yfirborðs en setið eftir í berggöngum.
Eldstöðvakerfin mynda grunneiningar í jarðfræði Reykjanesskaga. Þau eru fimm til átta kílómetra breið og flest 30 til 50 kílómetra löng. Í hverju þeirra eru tvær eða fleiri gos- og sprungureinar. Fullmótuð kerfi með háhitasvæði og sprungusveim eru fimm. Þau eru kennd við Reykjanes, Svartsengi, Krýsuvík, Brennisteinsfjöll og Hengil. Sjötta eldstöðvakerfið, sem kenna má við Fagradalsfjall, er ólíkt hinum að gerð. Þar er hvorki jarðhiti né sprungusveimur.

Skil milli kerfanna eru oftast skýr, en þau skarast þegar kemur norðaustur á gjásvæðin. Milli Reykjaness- og Svartsengiskerfanna er einföld röð dyngna og bólstrabergsfella úr ólivínríku basalti, Háleyjabunga yst og Stapafell innst. Mörk Fagradalsfjallskerfisins við þau næstu markast af löngum gossprungum beggja vegna. Skil Krýsuvíkur- og Brennisteinsfjallakerfanna eru í Kleifarvatnslægðinni með stapana Lönguhlíð og Geitahlíð að austanverðu. Skil Brennisteinsfjalla- og Hengilskerfis eru hér sett við Þrengsli.

Á Reykjanesskaga skiptast á gos- og gliðnunartímabil á sprungusveimum með stefnu norðaustur-suðvestur og skjálftatímabil með virkni á norður-suður sprungum. Það er afleiðing af því að Reykjanesskagi liggur skáhallt á rekstefnuna og spennusviðið sveiflast á milli lóðréttrar mestu bergspennu og láréttrar með suðvestur-norðausturstefnu. Í báðum tilvikum er minnsti þrýstingur í stefnu reksins. Kvikuinnskot þarf til að gjárnar gliðni, en það getur gerst án þess að gjósi. Gos- og gliðnunartímabilin, hér nefnd gosskeið, standa yfir í nokkrar aldir hvert.

Á síðasta gosskeiði fluttist gosvirknin milli eldstöðvakerfanna með 30-150 ára millibili. Gosvirknin einkennist af sprungugosum sem vara í nokkra áratugi, en með hléum á milli gosa. Goshrinur af þessu tagi eru kallaðar eldar. Á milli gosskeiðanna eru löng skjálftatímabil án kvikuvirkni og þá væntanlega eins og á síðustu áratugum með ótal snöggum hrinum sem standa daglangt eða í fáar vikur. Gosskeið síðustu 3500 ára eru þrjú, og vísbendingar eru um fleiri þar á undan. Í Fagradalsfjallskerfinu hefur ekki gosið á þessu tímabili og aðeins einu sinni í Hengilskerfinu.

Á Reykjanesskaga hefur aðeins gosið basalti eftir að land varð jökullaust. Dyngjuhraun eru úr pikríti og ólivínþóleiíti en hraun frá gossprungum yfirleitt úr þóleiíti. Súrt berg er ekki að finna á skaganum nema í Hengilskerfinu. Þar spannar samsetning bergsins allt bilið frá pikríti í ríólít. Í hinum kerfunum nær það einungis yfir í þróað basalt.
Aldursdreifing sprungugosa sem vitað er um á Reykjanesskaga síðustu 3500 árin má sjá á meðfylgjandi mynd. Tímasetning er byggð á sögulegum heimildum, aldursgreiningu með geislakoli (C-14) og öskulagsrannsóknum.

Af “eldvirknismyndinni” hér að ofan má ráða að skipst hafi á gosskeið sem stóðu í 400-500 ár, og goshlé í 600-800 ár. Núverandi hlé er nálægt efri mörkum. Sé hins vegar litið á eldstöðvakerfin ein og sér, verða hléin mun lengri, að meðaltali nálægt 1000 árum. Í engu eldstöðvakerfanna er komið fram yfir lágmarkslengd fyrri hléa, nema ef til vill í Brennisteinsfjöllum. Allt að fjórar aldir þurfa að líða þar til lengstu hléunum er náð. Í Hengilskerfinu varð eina kvikuhlaupið án goss sem vitað er um. Þá er átt við Þingvallasigið árið 1789.

Eldri hraun eru of fá tímasett til að rekja söguna lengra aftur. Segja má þó að grilli í fleiri gosskeið, svo sem fyrir 4000 og 8000 árum. Eins og sjá má á myndinni hefur eldvirkni á hverju gosskeiði oftast hafist í Brennisteinsfjallakerfinu og síðan færst vestur.

Að frátöldum dyngjunum hefur upphleðsla gosefna í eldstöðvakerfum Reykjanesskaga, öðrum en Henglafjöllum, verið mest þar sem sprungusveimar liggja yfir flekaskilin. Þau markast af skjálftabelti skagans, og þar eru einnig háhitasvæðin. Segja má að þar séu vísar að megineldstöðvum. Ætla má að í rætur þeirra geti safnast kvika sem síðan leitar út í sprungusveimana, myndar ganga og kemur upp í sprungugosum.

Hnyðlingar í gjalli og úrkasti sprengigíga í Krýsuvík eru vísbending um að grunnstæð gabbróinnskot, það er kvikuhólf sem voru eða eru þar undir, en greinast ekki í skjálftum.

Á Reykjanesskaga eru dyngjur í þyrpingum, ýmist í virknimiðjum eldstöðvakerfanna, svo sem í Hengils-, Brennisteinsfjalla- og Fagradalsfjallskerfunum, eða utan þeirra. Stærstu dyngjurnar ná yfir 200 ferkílómetra og áætlað rúmmál þeirra stærstu er fimm til sex rúmkílómetrar. Alls eru þekktar um tuttugu dyngjur á Reykjanesskaga. Af þeim eru 12 úr ólivínþóleiíti, hinar úr pikríti.”

Sjá einnig Jarðfræði Reykjanesskaga I, meira HÉR og HÉR.

Heimildir:
-https://isor.is/jardhiti/yfirlit-um-jardfraedi-reykjanesskaga/
-https://www.visindavefur.is/svar.php?id=65699