De fleste som har tolket seismikk i den nordlige delen av Nordsjøen (NNS) har sett og kanskje undret seg over de store haugformene (mounds /jack-ups) som befinner seg under erosjonsflaten fra midt miocen (MMU) på omtrent 800 – 1 500 meters dyp.
Haugene er opptil et par hundre meter høye og opptrer gjerne i opptil flere titalls kilometer lange ryggsystemer med varierende bredde og retning.
De kuriøse strukturene ble opprinnelig tolket som slamvulkaner. StatoilHydro boret gjennom en i 2009 med vannproduksjonsbrønnen 34/8-A-14 H, og siden har flere blitt undersøkt (26/10-1, 30/11-14 og 31/11-1 m.fl.). Vi vet nå at de gjennomgående består av ren sand under noen hundre meter med biosilikaslamstein (såkalt ooze).
Forklart som injektitter og ekstruditter
De øverste én til to kilometerne med sedimenter i NNS, som ligger under opptil en kilometer tykke glasiale kvartæravsetninger, har en svært kompleks stratigrafi. De kjennetegnes av polygonale forkastninger, tallerkenformede oppløftstrukturer (saucers) med utløpere (wings), V-formede refleksjoner (V–brights) og andre høyvinklete seismiske refleksjoner.
Bortsett fra forkastningene skyldes disse strukturene forekomster av sand og sandstein som kommer og går, og som er utfordrende å korrelere mellom brønner og tolke i seismiske data.
De siste 30 årene har disse komplekse sandstrukturene gjerne blitt forklart som injektitter, altså dannet fra en flytende masse av vann og sand som nærmest skytes opp fra isolerte sandlegemer med så høyt poretrykk at omkringliggende bergart ikke kan stå imot. I noen tilfeller antas sanden å ha beveget seg hundrevis av meter opp, i andre tilfeller bare korte avstander og i noen tilfeller antas vannet å presses opp under høyt trykk langt nedenfra mens sander dras med underveis.
Andre forklaringer eller delforklaringer for haugformene er at de i hovedsak skyldes differensiell kompaksjon mellom sand og omkransende slamstein og bare er remobilisert i mindre grad, eller at de er et resultat av skred langs havbunnen. Sandene fremstår som homogene uten stratigrafiske variasjoner i logger, inneholder nesten ikke biologisk materiale og er derfor gjerne aldersbestemt fra biostratigrafi basert på leireklumper erodert fra tilstøtende nivåer.
Haugene og ryggene øverst i denne paleogenlagrekken har også vært forsøkt forklart ved disse modellene. Haugene var gjenstand for en intens vitenskapelig debatt for snart ti år siden etter at Løseth med flere (2013) blant annet foreslo at sander i de store haugformene av oligocen alder i området ved Tampen-utstikkeren (Tampen Spur) opprinnelig var sand fra paleocen. Sanden skal ha blitt presset opp mange hundre meter, løftet opp havbunnen og dels samlet seg som sandhauger under den og dels presset videre opp og ut over havbunnen som verdens største ekstrusive sander (ekstruditter).
Rundberg og Eidvin (2016) imøtegikk denne modellen og hevdet at haugene i hovedsak skyldtes differensiell kompaksjon av turbiditter, mens sedimentene over var avsatt under istidene.
Mulige feller for olje og gass?
I forbindelse med lisensarbeid i området mellom Oseberg og Gullfaks ønsket vi å vurdere om de tykke øverste sandhaugene kunne inneholde olje eller gass.
Mange av faktorene som skal til for å danne en akkumulasjon er åpenbart til stede, blant annet store hauger av høyporøs sand, forseglet av flere hundre meter med tett slamstein. Det er ofte spor av hydrokarboner i grunne lag i området som har mange store oljefelt i dypere lag. Til tross for at mer enn tusen brønner har boret gjennom disse lagene, og ofte påtruffet sander som vi skjønte måtte ha en lik opprinnelse, har det imidlertid knapt blitt påvist olje eller gass. Dette reduserte sannsynligheten for at haugene var prospektive.
Manglende seismiske indikasjoner på olje og gass svekket håpet om kommersielle funn ytterligere, og lisensen ble derfor tilbakelevert. Våre studier av de mange haugformene i NNS, hjulpet av ny høykvalitets bredbåndsseismikk som dekket hele området (CGG18), resulterte imidlertid i en ny hypotese for dannelsen av strukturene som også gav en mulig forståelse av hvorfor fellene ikke virket.
Sandene i disse øverste haugene og ryggene finnes utelukkende i nevnte oligocen til nedre miocen biosilikaslamstein. Den er dannet ved at døde alger med opal-A silikaskall (diatomeer/kiselalger, radiolarier og svamper) synker ned, og dominerer havbunnsedimentene ved begrenset tilstedeværelse av kalkorganismer og klastiske sedimenter. De øverste lagene beskrives som en tykk suppe eller malingsliknende substans, men stivner til en høyporøs (ca. 50 prosent) og derfor lavtetthet (ca. 1.8 g/cm3), svak og sprø slamstein ved liten begravning. Den sprekker opp i polygonære mønstre som utvikler seg til forkastninger.
Observasjonene bak den nye synkitt-teorien
Det var noen spesielle observasjoner som satte oss på sporet av den nye modellen for hvordan haugene blir dannet.
For det første gir den påfallende lave egenvekten av ooze en ustabil situasjon ved overlagring med tyngre sedimenter, i mindre skala kjent allerede for 50 år siden som ‘load casts’ og ‘ball and pillow’ strukturer som dannes av tyngre sand som synker ned i ukonsolidert slam.
Tyngre ukonsolidert sand, som blir flytende som følge av jordskjelv eller vannutdriving, kan erodere eller synke ned i det øverste ukonsoliderte laget av ooze. Når dette skjer, får sanden tilgang til sprekkesystemet og kan synke videre, noe som danner det vi kaller synkitter. Samtidig vil blokker av lettere slamstein tvinges opp som følge av oppdrift.
For det andre var det i mange tilfeller ikke mulig å identifisere sannsynlige kilder for sand, tilførselskanaler eller evakueringssynklinaler under haugene. Samtidig viste den nye seismikken tydelig at sandene krysset millioner av år med sedimenter og at 100 – 200 meter tykke sander stopper i løpet av noen titalls meter og derfor åpenbart var intrusive (se figur 2).
For det tredje fant vi mange hauger i distale områder uten underliggende paleogen sand (se kartet lenger opp i saken) samtidig som den sandrike Utsiragruppen umiddelbart over inkonformiteten og haugene dekker hele området. Sandfylte sprekker ned til synkittene er ofte synlig på seismikken, med forstyrrede reflektorer i sanden over.
Utsiragruppen utjevner relieffet; Sanden inne i haugene kompletterer Utsiragruppen der den mangler eller er tynn over haugene på en måte som gjør at de til sammen danner en mer jevntykk sedimentær enhet (se Figur 2 og 3).
Vi fant deretter klare indikasjoner i brønndata på at sandene har sunket ned fra overliggende sandlag og har dermed gitt dem navnet synkitter (sinkites).
Bilder fra borkaks som er framskaffet i felleskap av norske oljeselskaper for alle norske brønner seinere år viser to svært forskjellige intrusive sander fra to nivåer i oligocen slamstein i brønn 31/4-7 i en haug over Bragefeltet (se figur 3). I nabobrønnen 31/4-5 der det ikke er noen haugform eller intrusiver, finnes helt like sander, i samme rekkefølge i Utsiragruppen og i glasiale avsetninger like over. Den umodne karakteren i den øverste intrusive sanden i 31/4-7 er åpenbart glasial og helt fremmed i de oligocene lagene den befinner seg i.
Bilder, XRD- og Qemscan-data fra borkaks, fra en haug boret av brønn 35/12-4 S viser nær identisk mineralogi i intrusiv sand i oligocen slamstein i som i Utsirasanden over samtidig som det ikke finnes sander dypere ned i Hordalandgruppen i de 10 nærmeste brønnene i et 10 km område omkring.
Det nærmeste et bevis for inversjon (yngre sedimenter i dypere, eldre lag) fant vi i en biostratigrafirapport fra 2016 på Sokkeldirektoratets hjemmesider. Forfatteren Tor Eidvin har sammen med Yngve Rundberg vært sentral i å forstå de grunneste nivåene på norsk sokkel. Lundin fant biogen gass i Utsirasanden over en oppløftstruktur da de boret brønn 26/10-1 (Zulu Øst) nord-øst for Johan Sverdrupfeltet, men ingen spor av hydrokarboner i den 70 meter tykke homogene sanden under.
Eidvin forkastet nesten alle av et tyvetalls Sr-isotopanalyser på molluskfragmenter som nedfall i brønnen fordi analysene viste yngre alder enn overliggende sedimenter og mikropaleontologi. Det virker imidlertid usannsynlig at nesten alle prøver var nedfall i brønnen. Med vår nye hypotese tror vi at aldersinversjonen er reell, og at sanden er en synkitt sunket ned fra overliggende Utsira sand.
Et verktøy for å forstå feller, felter og migrasjon
Fridtjof Riis, en annen mangeårig forsker i Sokkeldirektoratet, lanserte for 20 år siden en relevant hypotese (Riis med flere., 2006). Den pekte på oppdrift som et vesentlig element i dannelsen av hauger av lett miocene biosilikaooze i glasiale sedimenter flere hundre meter over antatte rasgroper med tilsvarende volum øverst i den biosilikarike Bryggeformasjonen.
Han har i senere tid, uavhengig av oss, kommet fram til samme konklusjon om at haugformene i NNS skyldes tetthetsinversjon, og presentert dette bl.a. under NGF Vinterkonferanse i 2025 og også skrevet en artikkel som vurderes publisert i Basin Research (Riis m.fl. 2024, Pre-Read).
Fridtjof Riis har også tidligere vært opptatt av å løse geologiske mysterier med serien Sju mysterier i norsk geologi.
Selv om det grunne nivået vi har studert mangler kommersielle funn av olje og gass vet vi fra Zulu Øst (Rudjord et al. 2024) at haugformene kan lage feller i overliggende sedimenter og at resistivitetslogger og seismikk indikerer mulig olje i tilsvarende strukturer i sørlige Vikinggraben. Det gjenstår å se om denne mekanismen er relevant for liknende strukturer i dypere paleocene og nedre eocene lag med betydelig produksjon og nylige funn av olje og gass der det er vel etablert at de er injektitter.
Kanskje har vi funnet et verktøy for å forstå hvorfor bare noen av de mange hundre eller tusen mulige fellene tross alt virker: Dersom sanden synker ned, er det i utgangspunktet vertikal kommunikasjon i strukturen og fellen er begrenset av relieffet og gjenværende sand, som kan være stratigrafisk avgrenset, langs toppen av oppløftsstrukturen.
Det er også mulig at de sandfylte sprekkene lukker seg øverst når tilgang til sand avtar samtidig som sanden fortsetter å synke nedover sprekkene. Modellen kan kanskje også hjelpe oss å forstå distribusjon av sander regionalt og innenfor eksisterende og mulige felt og ikke minst hvordan olje og gass migrerer vertikalt.
Vår teori kan også ha betydning for vurderinger av lagringskapasiteten i Utsira-Skade-systemet, inkludert de store haugformene, som ifølge Sokkeldirektoratet har det største lagringspotensialet for CO2 på norsk sokkel.
Vi er ikke kjent med observasjoner som i vesentlig grad svekker vår hypotese, eller modeller som bedre forklarer observasjonene, hverken gjennom publikasjoner eller som tilbakemelding på eksterne og interne presentasjoner. Heller ikke fagfellevurderingen i Nature brakte opp slike og ekspertene mente derimot at vi hadde tilstrekkelige «beviser».
Dette betyr ikke at slike motstridende observasjoner ikke finnes og et av formålene med å publisere i et innflytelsesrikt tidsskrift hos Nature, og denne artikkelen i Geo365, med mange lokalkjente lesere, er blant annet å få slik tilbakemelding.
Forskningsartikkelen vår (Rudjord og Huuse, 2025) ble nylig publisert i tidsskriftet Communications Earth & Environment (https://www.nature.com/articles/s43247-025-02398-8).
JAN ERIK RUDJORD
Referanser
Eidvin, T., Riis, F., Brekke, H. & Smelror, M. A revised lithostratigraphic scheme for the Eocene to Pleistocene succession on the Norwegian continental shelf. Nor. J. Geol. 102, 1–132 (2022).
Løseth, H., Raulline, B. & Nygård, A. Late cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion. J. Geol. Soc. London 170, 133–145 (2013).
Riis, F., Berg, K., Cartwright, J., Eidvin, T. & Hansch, K. Formation of large, crater-like evacuation structures in ooze sediments in the Norwegian Sea. Possible implications for the development of the Storegga Slide. Mar. Pet. Geol. 22, 257–273 (2005).
Rudjord, J. E. & Huuse, M. Km-scale mounds and sinkites formed by buoyancy driven stratigraphic inversion. Communications Earth&Environment (2025).
Rudjord, J.E., Brunstad H., Lie J.E., Grandal E.M., Horstad I., Huuse M. Sinkites, more than a theory? Observations from a Miocene gas discovery, east of the Sverdrup field. InProc. 85th EAGE Annual Conference & Exhibition (including the Workshop Programme) 1–5 (European Association of Geoscientists and Engineers, 2024).
Rundberg, Y. & Eidvin, T. Discussion on ‘Late Cenozoic geological evolution of the northern North Sea: development of a Miocene unconformity reshaped by large-scale Pleistocene sand intrusion’. J. Geol. Soc. London 173, 394–397 (2016).