Sedimentære bergarter

De opptrer ofte i tydelige lag og kan ha stor betydning for fundamentering, stabilitet, grunnvann og miljøforhold i byggeprosjekter.

Sedimentære bergarter er én av de tre hovedtypene bergarter i jordskorpen, sammen med magmatiske bergarter og metamorfe bergarter. Kalkstein, sandstein, leirstein og alunskifer er alle sedimentære bergarter.

I Norge er sedimentære bergarter særlig viktige i Oslofeltet, på Svalbard og i sedimentbassengene i Nordsjøen. For bygge- og anleggsprosjekter er de mest praktisk relevante typene ofte kalkstein, skifer, sandstein og alunskifer.

Hva er sedimentære bergarter?

Sedimentære bergarter er bergarter som er dannet av avleiringer som over tid er blitt komprimert og sementert til fast fjell. Avleiringene kan bestå av løse mineralpartikler, biologisk materiale eller kjemiske utfellinger fra vann.

En sedimentær bergart er én enkelt bergart dannet av slike avsatte sedimenter, for eksempel sandstein, kalkstein eller leirstein.

Navnet kommer av latin sedimentum, som betyr noe som setter seg til bunns. Det beskriver hovedprosessen godt: partikler synker ned og samler seg i lag på havbunnen, i innsjøer, elvedeltaer, strandsoner eller andre avsetningsmiljøer.

Når lagene etter hvert begraves av nye sedimenter, øker trykk og temperatur. Vann presses ut, kornene pakkes tettere sammen, og mineraler kan sementere partiklene til fast bergart. Denne omdanningen fra løst sediment til fast bergart kalles diagenese.

Sedimentære bergarter må skilles fra løsmasser. Løsmasser er fortsatt løse avsetninger som leire, sand, grus og morene, mens sedimentære bergarter er eldre sedimenter som er blitt omdannet til fast fjell.

Hvordan dannes sedimentære bergarter?

Sedimentære bergarter dannes vanligvis gjennom fire hovedtrinn: forvitring, transport, avleiring og diagenese.

Forvitring og erosjon skjer når eksisterende bergarter brytes ned av vann, frost, vind, temperaturendringer og kjemiske prosesser. Fast fjell blir gradvis til partikler som sand, silt, leire og grus.

Transport skjer når partiklene flyttes av elver, breer, vind, bølger eller havstrømmer. Grove partikler avsettes ofte nær kilden, mens fine partikler som silt og leire kan transporteres langt før de legger seg på bunnen i roligere vann.

Avleiring skjer når partiklene faller til ro og bygger opp lag på lag. Over tid kan slike lag bli mange meter eller flere kilometer tykke.

Diagenese er prosessen der sedimentene blir til fast bergart. Lagene presses sammen under vekten av yngre avsetninger, porevann presses ut, og mineraler som kalsitt, kvarts eller leirmineraler kan binde kornene sammen.

Kort sagt blir sedimentære bergarter dannet ved at løse sedimenter avsettes i lag, begraves, presses sammen og sementeres til fast bergart.

Noen sedimentære bergarter dannes også av biologisk eller kjemisk materiale. Kalkstein kan dannes av skallrester, koraller og kalkslam fra grunt hav. Kull dannes av begravet plantemateriale. Organisk rike skifre, som alunskifer, kan dannes der organisk materiale begraves under oksygenfattige forhold.

Hva kjennetegner sedimentære bergarter?

Typisk for sedimentære bergarter er lagdeling, fossilinnhold og tydelig variasjon i kornstørrelse.

Det mest synlige kjennetegnet er ofte lagdeling. Sedimentære bergarter ligger gjerne i horisontale eller svakt hellende lag, der hvert lag representerer en bestemt avsetningsperiode eller et bestemt avsetningsmiljø.

Andre vanlige kjennetegn er:

• Fossiler, fordi planterester, skjell og dyreorganismer lettere bevares i sedimenter enn i smeltet magma eller sterkt omdannet fjell.
• Varierende kornstørrelse, fra grov konglomerat og sandstein til finkornet siltstein, leirstein og skifer.
• Porøsitet, særlig i sandstein og enkelte kalksteiner, som kan føre vann eller hydrokarboner.
• Sprekkbarhet langs lag, særlig i skifer og leirstein.
• Fargevariasjoner som kan skyldes jern, organisk materiale, kalkinnhold eller oksidasjonsforhold under avsetningen.

Lagdeling er ikke bare et geologisk kjennetegn. I en fjellskjæring kan lagdelingen også ha direkte betydning for stabiliteten. Dersom lagplan heller ut mot en skjæring, kan de fungere som glideflater for steinfall eller utglidning.

Eksempler på sedimentære bergarter

Det finnes mange typer sedimentære bergarter. De vanligste og mest relevante i norsk sammenheng er kalkstein, sandstein, leirstein, siltstein, konglomerat og skifer.

Kalkstein er en sedimentær bergart som ofte består av kalsiumkarbonat fra skjell, koraller, kalkslam eller kjemiske utfellinger. Kalkstein er vanlig i Oslofeltet og kan gi god bæreevne, men kan også ha sprekker, hulrom og varierende forvitring.

Sandstein består av sandkorn som er presset og sementert sammen. Et enkelt eksempel på en sedimentær bergart er nettopp sandstein, som består av gamle sandavsetninger som er blitt til fast fjell. Sandstein kan være porøs og vannførende, og er også en viktig reservoarbergart i olje- og gassgeologi.

Leirstein og siltstein er finkornige sedimentære bergarter dannet av leire og silt. De viser hvordan finkornige sedimenter kan bli til fast bergart. I Norge møter man tilsvarende finkornige avsetningsmiljøer også som løsmasser, blant annet marin leire og kvikkleire.

Alunskifer er en mørk, organisk rik skifer med innhold av blant annet svovelkis. Den er særlig kjent fra kambrosiluriske bergarter i Oslofeltet og er viktig i byggesaker fordi den kan gi svelling, surt avrenningsvann og reaksjoner som påvirker betong, grunnvann og massehåndtering.

Konglomerat består av avrundede grus- og steinpartikler som er sementert sammen. Den kan se ut som en fast “steinpudding” og vitner ofte om gamle elver, strandsoner eller kraftige avsetningsmiljøer.

Kritt er en myk, hvit og svært finkornet kalkstein av biologisk opprinnelse. Den er lite utbredt i Norge, men kjent fra Danmark og Storbritannia.

Sedimentære lag og lagdeling

Lagdeling, også kalt stratifikasjon, er et av de tydeligste tegnene på sedimentære bergarter. Hvert lag, eller stratum, representerer en periode med avsetning.

Grensen mellom to lag kan skyldes endringer i havnivå, strømforhold, klima, sedimenttilførsel eller kjemiske forhold i vannet. Noen lag kan representere korte hendelser, som flommer eller ras under vann. Andre kan representere lange perioder med rolig avsetning.

I felt beskrives lag ofte med strøk og fall. Strøk er retningen laget følger horisontalt, mens fall beskriver hvor bratt laget heller. Dette er viktig i ingeniørgeologi og geoteknikk fordi lagplan kan påvirke stabiliteten i bergskjæringer, skråninger og byggegroper.

I Oslofeltet finnes klassiske sedimentære lagrekker fra kambrium, ordovicium og silur. Her opptrer blant annet alunskifer, kalkstein og kalkskifer i lag som ble avsatt i grunt hav for flere hundre millioner år siden.

Sedimentære bergarter i norsk geologi

Norge er i stor grad dominert av gammelt grunnfjell, gneis, granitt og andre magmatiske eller metamorfe bergarter. Likevel finnes sedimentære bergarter i flere viktige geologiske områder.

I Oslofeltet finnes kambrosiluriske bergarter som kalkstein, leirskifer, kalkskifer og alunskifer. Dette er særlig relevant for byggeprosjekter i Oslo, Bærum, Asker, Lillestrøm, Ringerike og andre deler av Østlandet.

På Svalbard finnes store sedimentære lagpakker med sandstein, leirstein, skifer og kull. Disse bergartene forteller om gamle elver, deltaer, havområder og vegetasjonsrike miljøer.

I Nordsjøen ligger tykke sedimentære bassenger med sandstein, leirstein og kalkstein. Her er sedimentære bergarter avgjørende som kildebergart, reservoarbergart og takbergart i olje- og gasssystemer.

Langs deler av norskekysten og på kontinentalsokkelen finnes også yngre sedimentære avsetninger fra blant annet jura, kritt, paleogen og neogen.

Hvorfor er sedimentære bergarter viktige i geoteknikk?

Sedimentære bergarter er viktige i geoteknikk fordi de kan påvirke bæreevne, stabilitet, grunnvann, graveforhold og miljøforhold.

I byggesaker kan bergarten under tomten ha direkte betydning for fundamentering. Kalkstein og sandstein kan gi god bæreevne, men lokale sprekker, forvitring eller svakhetssoner må vurderes. Skifer og leirstein kan ha svakhetsplan som gir utfordringer ved skjæringer og byggegroper.

Alunskifer krever særlig oppmerksomhet. Ved graving og sprengning kan eksponering av alunskifer gi surt avrenningsvann, utlekking av metaller og svellende reaksjoner. Det kan også påvirke valg av betongkvalitet, membran, massehåndtering og deponering.

Sedimentære bergarter kan også ha stor betydning for grunnvann. Porøse sandsteiner og oppsprukne kalksteiner kan lede vann, mens tette leirsteiner og skifre kan fungere som barrierer. Dette kan påvirke drenering, poretrykk, lekkasje inn i byggegrop og risiko for setninger i nærliggende områder.

En geoteknisk vurdering bør derfor ikke bare beskrive løsmasser, men også vurdere berggrunn der fjell ligger grunt eller tiltaket berører berg. NGUs berggrunnskart er et godt første grunnlag, men kartet må ofte suppleres med befaring, boring, prøvegraving eller annen dokumentasjon.

Sedimentære bergarter og løsmasser

Sedimentære bergarter og løsmasser henger sammen, men er ikke det samme.

Løsmasser er løse avsetninger som leire, sand, grus, silt, torv og morene. De er ofte dannet i kvartærtiden, særlig under og etter siste istid. Dette er en viktig del av kvartærgeologi.

Sedimentære bergarter er eldre avsetninger som er blitt til fast fjell gjennom komprimering og sementering. En sandavsetning kan med tiden bli til sandstein. En kalkholdig havbunn kan bli til kalkstein. En finkornig leiravsetning kan bli til leirstein eller skifer.

Forvirringen oppstår fordi både sedimentære bergarter og løsmasser kan være dannet av avsatt materiale. Forskjellen er at løsmasser fortsatt er løse, mens sedimentære bergarter er blitt til fast bergart.

Dette skillet er viktig i geoteknikk. Løsmasser avgjør ofte setninger, bæreevne og områdestabilitet, særlig der det finnes marin leire eller kvikkleire. Berggrunnen påvirker blant annet fundamentering på fjell, sprengbarhet, bergskjæringer, grunnvann og mulig miljøproblematikk.

Kort oppsummert

Sedimentære bergarter er bergarter dannet av avsetninger som over tid er blitt presset og sementert til fast fjell. De kjennetegnes ofte av lagdeling, fossiler, varierende kornstørrelse og porøsitet.

Vanlige eksempler er kalkstein, sandstein, leirstein, siltstein, konglomerat og alunskifer. I Norge er sedimentære bergarter særlig viktige i Oslofeltet, på Svalbard og i Nordsjøen.

For byggeprosjekter kan sedimentære bergarter påvirke fundamentering, stabilitet, grunnvann og miljøforhold. Derfor bør både berggrunn og løsmasser vurderes når grunnforholdene skal dokumenteres.

Har du et prosjekt der berggrunn, løsmasser eller grunnforhold må vurderes? Kontakt Geotekniker AS for en faglig vurdering.

Ofte stilte spørsmål

Hva er sedimentære bergarter?

Sedimentære bergarter er bergarter som er dannet av avsetninger, for eksempel sand, leire, kalkslam, skjellrester eller organisk materiale. Over tid blir avsetningene komprimert og sementert til fast bergart.

Hva er en sedimentær bergart?

En sedimentær bergart er én enkelt bergart dannet av sedimenter. Eksempler er sandstein, kalkstein, leirstein, siltstein, konglomerat og alunskifer.

Hvordan dannes sedimentære bergarter?

Sedimentære bergarter dannes ved at eksisterende bergarter forvitrer, partiklene transporteres med vann, vind eller is, avsettes i lag og senere presses og sementeres til fast fjell gjennom diagenese.

Hva kjennetegner sedimentære bergarter?

Sedimentære bergarter kjennetegnes ofte av lagdeling, fossiler, variasjon i kornstørrelse og porøsitet. Mange kan også sprekke eller dele seg langs gamle lagplan.

Hva er eksempler på sedimentære bergarter?

Eksempler på sedimentære bergarter er kalkstein, sandstein, leirstein, siltstein, konglomerat, kritt og alunskifer.

Hva er typisk for sedimentære bergarter?

Typisk for sedimentære bergarter er at de er dannet lag på lag av avsatte sedimenter. Mange inneholder fossiler eller spor etter gamle hav, elver, innsjøer og deltaer.

Er alunskifer en sedimentær bergart?

Ja. Alunskifer er en sedimentær skifer dannet av finkornige og organisk rike sedimenter. Den er særlig viktig i byggesaker fordi den kan gi svelling, surt avrenningsvann og miljøutfordringer.

Er sedimentære bergarter det samme som løsmasser?

Nei. Løsmasser er løse avsetninger som leire, sand og grus. Sedimentære bergarter er eldre sedimenter som er blitt komprimert og sementert til fast fjell.