The Scandinavian Caledonides formed as a result of collision between the continents Baltica and Laurentia, in Silurian and Early Devonian time. The evolution of the orogen has been a topic of research since before the turn of the last century. However, there are still uncertainties regarding the character and timing of the orogenic processes involved in the formation of the Caledonian orogen. Identification and study of high-pressure terranes are a key to understanding the processes involved, and such terrains are found in Jämtland, central Sweden. The most well-known location is Mt. Åreskutan. This study focuses on the Helags Mountain, a locality potentially equivalent to Mt. Åreskutan. It has combined structural and mineralogical studies, pressure and temperature esti-mates, and monazite geochronology, in an attempt to obtain an overview of the metamorphic his-tory.The Helags Mt. geology, as on Åreskutan, is dominated by a klippe of high grade gneisses, overlying lower grade schists and amphibolites, both typical of the middle and lower part of the Seve Nappe Complex in the Swedish Caledonides. The gneisses are dominantly felsic and contain garnet. Two episodes of garnet growth, likely separated in time, are observed in the gneisses. The first episode probably took place in the presence of melt, as is evident from the presence of inclusion of so called nanogranites. This is further supported, but not fully confirmed, by observed homo-genization of the garnet core chemistry. Such processes take place at high temperature, above 700°C. Pressure estimates are less well defined and indicate about 1 GPa during this first garnet growth event. This event may be related to the observed migmatisation. The second garnet growth episode took place at lower pressure and temperature conditions, and similarities with garnet observed in studies elsewhere indicate a connection with shearing and emplacement of the Middle Seve unit. However, no garnets were observed in the studied shear zone, and it is with the available data not possible to confirm a relation to a specific event. Monazite geochronology has contributed Caledonian ages (400-480 Ma) but has not yielded any precise results with regard to the timing of the migmatisation and thrusting. / Den svenska fjällkedjan har en lång historia. Dess nuvarande utformning är ett resultat av att Iapetus-havet, en föregångare till dagens Atlanten, slöts och de tidigare kontinenterna Baltica och Laurentia kolliderade. Trots att fjällkedjan studerats flitigt sedan före sekelskiftet är det mycket som är okänt om de geologiska processerna som varit en del av bergens utveckling. För att bättre förstå fjällkedjans ut-veckling studeras bergarter från områden som varit särskilt kraftigt påverkade. Flera sådana områden påträffas i Jämtlandsfjällen. Denna studie har fokuserat på Helagsfjällets område, beläget i södra delen av Jämtlands län. Studier av det särskilt motståndskraftiga mineralet granat från områdets bergarter har tillsammans med dateringar av mineralet monazit givit ny information om områdets geologiska historia.Helagsfjällets geologi, liksom den välstuderade Åreskutan, utgörs av en enhet av granatförande gneisser, vilken överlagrar en undre enhet av lägre omvandlingsgrad. Detta är typiskt för den mellersta och lägre delen av det så kallade Sevekomplexet. Två generationer granater tyder på att minst två geologiska processer, skilda åt i tid, påverkat områdets bergarter. Den första av dessa granatgenerationer uppvisar bland annat inneslutningar vilka tolkas som bevarade delar av en tidigare smälta. Det är möjligt att denna granatgeneration är relaterad till den tidiga händelse som orsakat uppsmältning, av vilken spår kan studeras på flera platser i området. Tryck- och temperaturberäkningar visar att detta hände under tryck omkring 1 GPa, och temperaturer på över minst 600°C, kanske över 700°C. Den andra granat-generationen är mer svårtolkad. Tryck och temperatur var lägre, och likheter med granater observerade på andra platser tyder på att denna andra granattillväxt skedde i samband med skjuvning av den övre enheten, över den underliggande enheten. Försök att datera dessa två perioder av granattillväxt gav åldrar mellan 400 och 480 miljoner år. Liksom på Åreskutan tyder detta på en tektonisk historia som sträcker sig från Ordovicium till tidig Devon.

The Tjeliken Mountain in northern Jämtland, central Scandinavian Caledonides is by most authors considered to belong to the Lower Seve Nappe Complex (SNC). However, recently P-T conditions similar to the Middle Seve have been constrained for the eclogite at the top of the mountain, revitalizing the tectonic debate about Tjeliken. Also the timing of high-pressure metamorphism is debated. Two earlier studies of the eclogite yield ages between 464 Ma and 446 Ma. This study focuses on the garnet-phengite gneiss hosting the eclogite. By construction of P-T conditions and dating the two discrepancies above are investigated. U/Pb zircon dating by secondary ion mass spectrometry technique (SIMS) targeted on metamorphic rims yield a concordia age of 460.2 ± 2.7 Ma corresponding well to earlier c. 463.7 ± 8.9 Ma Sm/Nd dating of the eclogite. The inferred peak mineral assemblage of the gneiss is garnet + phengite + quartz + K-feldspar + titanite ± H2O. Thermodynamic modelling reveal that garnet cores equilibrated within 1.9 - 2.6 GPa and 600 - 700 oC. Fe2+-Mg garnet-phengite thermometry involving garnet rims yields temperatures of c. 650 - 715 oC revealing relatively similar temperatures during growth of garnet core and rim, respectively. Garnet chemistry is characterised by oscillatory zoning with an antithetic pattern of Ca and Fe. The former decreases from core to rim, whereas the latter increases. The opposite trend is observed in epidote-group minerals suggesting exchange between the two minerals during garnet growth. Skeletal textures and atoll textures together with observed chemical pattern may indicate multiple garnet growth episodes. The results of the study points toward similar P-T history of the Tjeliken eclogite and gneiss in favour of the interpretation of considering the whole Tjeliken to belong to the Lower Seve. The obtained U/Pb age support other age constraints in the area suggesting high-pressure metamorphism at c. 460 Ma related to a subduction event affecting the central Scandinavian Caledonides at c. 460 - 450 Ma. / Den skandinaviska fjällkedjan, vetenskapligt benämnd de skandinaviska Kaledoniderna, har bildats på samma sätt som Himalaya och har därför liknande uppbyggnad. Från början tros fjällen ha varit av samma storlek som Himalayas berg. Deras ålder på cirka 400 miljoner år gör dock att miljontals års påverkan från vatten och vind har eroderat ner dem till dagens betydligt lägre fjäll. Den bergsyta vi ser idag utgör därför vad som från början var fjällkedjans kärna. Därför utgör de skandinaviska Kaledoniderna en unik möjlighet att studera en bergskedjas inre, vilket kan ge viktig information om bergkedjebildande processer.Forskning har visat att fjällkedjan bildades då Japetushavet mellan kontinenterna Baltika och Laurentia stängdes. Detta resulterade till slut i en kollision mellan de två kontinenterna där stora flak (skollor) av mellanliggande havsbotten och kontinentalskorpa transporterades hundratals kilometer upp på Baltika. Skollorna utgör idag våra fjäll. Känt är också att innan kontinentalkollisionen så kolliderade Baltika med öar i havet, varvid dess kontinentalkant pressades djupt ner under jordskorpan, ända ner i manteln. Bevis för detta återfinns idag i Sevesskollan ibland annat de jämtländska fjällen i form av högtrycksbergarter. Dessa har bildats under de höga tryck och temperaturer som råder på stora djup i jordens inre. Genom att studera högtrycksbergarter kan man förstå fjällkedjans bildande. Fjället Tjeliken i norra Jämtland är en av de idag kända fyndplatserna av högtrycksbergarter. Dess topp består av bergarten eklogit och dess lägre delar av gnejs, samt kvarts. Tidigare studier av eklogiten visar att den har bildats vid tryck och temperatur på cirka 2.6 GPa och 700 °C, vilket motsvarar att den varit nedpressad cirka 80 km under jordytan. Den exakta tidpunkten då detta skedde har inte kunnat fastställas då olika dateringsmetoder gett olika resultat mellan cirka 464 till 446 miljoner år sedan. I denna studie studeras tryck- och temperaturförhållanden för gnejsen som jämförelse till eklogiten, för att kunna fastställa om de båda bergarterna har genomgått samma bildningsprocesser. En ny datering genomförs också för att bättre kunna fastställa tidpunkten för högtrycksfasen.Datering baserat på radioaktivt sönderfall av uran till bly i mineralet zirkon visar att högtrycksfasen inträffade för cirka 460 miljoner år sedan. Modellering baserat på termodynamiska principer visar att kärnorna i mineralet granat bildades inom tryck- och temperaturområdet 1.9–2.6 GPa och c. 680-700 °C. En komplex kemisk zonering av granaterna indikerar att de möjligen bildades under flera tillväxtfaser, vilka inom ramen för denna studie inte kunnat modelleras, då mer avancerade metoder krävs. Denna studie visar dock att eklogiten och gnejsen sannolikt delar en gemensam tryck- och temperaturhistoria, vilken är relaterad till den djupa nedpressningen av Baltikas kontinentalkant under sen ordovicium. Dateringen stödjer även övriga åldersdateringar i området av högtrycksfasen.

The Scandinavian Caledonides are defined by long transported thrust sheets emplaced in a nappe stratigraphic succession onto the Paleozoic Baltica platform, as a result of the collision between the paleo-continents Baltica and Laurentia. This Palaeozoic collisional orogen is nowadays exposed at mid-crustal levels, thus provides an excellent ground for in situ studies of mountain building processes. The complex nappe stack is subdivided into the Lower, Middle, Upper and Uppermost allochthons. The tectonostratigraphic highest unit in the Middle Allochthon is the Seve Nappe Complex (SNC), itself segmented into Lower, Middle and Upper Seve nappes, which all experienced different metamorphic evolution. The SNC is known for high pressure (HP) and ultrahigh pressure (UHP) subduction related rocks and the target for the Collisional Orogeny in the Scandinavian Caledonides (COSC-1) scientific drilling programme. The drilling resulted in a continuous c. 2.4 km long drill core through the Lower Seve Nappe, drilled in the eastern slope of Åreskutan Mt in west-central Jämtland. Above the COSC-1 profile lies the high grade Middle Seve Nappe (i.e. Åreskutan Nappe), which experienced UHP verified by the presence of microdiamonds in kyanite bearing gneisses. Recently, microdiamonds have also been discovered in gneisses (described here) further north close to Saxnäs in southern Västerbotten.     The metamorphic history of the Lower Seve Nappe is reconstructed based on material from the COSC-1 drill core, which also enables evaluation of the tectonometamorphic relationship to the overlying high grade Middle Seve Nappe. The Lower Seve Nappe comprise calc-silicates, calcareous gneisses and mylonitic micaschists and two tectonometamorphic events are recognized, prograde metamorphism (M1-D1) and retrograde thrust related metamorphism (M2-D2). Pressure and temperature (PT) conditions of the Lower Seve Nappe is constrained by state-of-the-art Quartz-in-Garnet (QuiG) barometry based on the shift in Raman band position of quartz inclusions in garnet, and Titanium-in-Quartz (TitaniQ) thermometry (satellite masters project). Supplementary conventional barometry based on phengite composition is applied where the use of QuiG is limited. The PT conditions of the M1-D1 is constrained to ~ 8-13 kbar, 525-695 o C and the M2-D2 event ~7-10 kbar, 450-550 o C. Conclusively, the Lower Seve Nappe was metamorphosed in upper greenschist-amphibolite to lower eclogite facies conditions at depths around 40-60 km and later suffered from greenschist overprint during thrusting. Lu-Hf garnet geochronology confirm that the overlying high-grade Åreskutan Nappe experienced UHP conditions around 450 Ma at depths around 120 km. Likewise, Ar-Ar dating implies peak conditions of the Lower Seve around 460-450 Ma. Moreover, their respective lower shear zones were active at the same time, c. 424 Ma. Conclusively, they were juxtaposed in their current tectonostratigraphic positions in a subduction channel in the early Silurian as a result of exhumation. Additionally, the microdiamond bearing kyanite-garnet gneisses from Saxnäs indeed show similarities to the Åreskutan gneisses, which strongly implies that the UHPM in this unit of the Scandinavian Caledonides is of regional character. / De Skandinaviska Kaledoniderna har bildats genom en kollision mellan de två kontinentalplattorna Baltika och Laurentia då Japetushavet stängdes omkring 400 miljoner år sedan. Till följd av de starkt komprimerande krafterna transporterades stora flak (skollor) av havsbottenberggrund och kontinentalskorpa hundratals kilometer upp på Baltikakontinenten. Skollorna är överskjutna på varandra omlott och benämns som undre, mellersta, övre och översta skollberggrunderna och återfinns idag i vår fjällkedja. Innan kollisionen med Laurentia krockade Baltika med en vulkanisk öbåge, vilket resulterade i att delar av Baltika pressades ner så pass djupt att bland annat diamanter bildades till följd av det ultrahöga trycket. Bevis för omvandling under extremt tryck finns i den så kallade Seveskollan som utgör en del av den mellersta skollberggrunden. Seveskollan är ett komplex av tre olika enheter, som utsatts för olika grad av metamorfos till följd av tryck och temperatur. Till följd av väder och vind under miljontals år så är fjällkedjan idag nederoderad och därav väl exponerad. Det gör att de Skandinaviska Kaledoniderna är en av världens bästa platser att studera och förstå bergskedjebildade processer. Av den anledningen borrade djupborrningsprojektet COSC-1 en cirka 2.4 km långt kärnborrhål genom den lägst belägna enheten i Seve komplexet (lägre Seveskollan) strax nedanför Åreskutan i Jämtlandsfjällen. Över COSC-1 profilen ligger den berggrund som tillhör den mellersta Seveskollan, även kallad Åreskutanskollan. Åreskutanskollan är en del av Baltika som utsattes för ultrahöga tryck, och i kyanitförande gnejser har diamanter inneslutna i det motståndskraftiga mineralet granat påträffats. Nyligen, längre norrut i Saxnäs (södra Västerbotten) har ytterligare diamantförande gnejser påträffats i den mellersta Seveskollan, som karaktäriseras i den här studien.      Material från COSC-1 borrkärnan har använts för att bestämma under vilka tryck och temperatur bergarterna i den lägre Seveskollan har metmorfoserats, för att förstå den tektoniska och metamorfa utvecklingen och även relationen till den överliggande högmetamorfa Åreskutanskollan. Trycket har bestämts genom den relativt oprövade metoden QuiG -barometri. Små kristaller av kvarts inneslutna i granat har analyserats med Raman spektroskopi och de fysikaliska parametrarna av kvarts och granat kan direkt översättas till tryck. Temperatur har erhållits genom det temperaturkänsliga ämnet titan i kvartsinneslutningarna. Resultatet visar att den lägre Seveskollan har genomgått minst två metamorfa faser genom tektonisk påverkan. Den första fasen varierar från övre grönskiffer-amfibolit till lägre eklogitfacies under tryck och temperatur av ca 8-13 kbar, 525-695 o C. Den andra fasen är associerad med överskjutning och skjuvning, vilket orsakade retrograd metamorfos i grönskifferfacies under lägre tryck och temperatur (ca 7-10 kbar, 450-550 o C). Datering baserat på radioaktivt sönderfall av lutetium till hafnium i granat fastställer att Åreskutanskollan utsattes för ultrahögt tryck för omkring 450 miljoner år sedan, samtidigt som lägre Seveskollan nådde metamorft klimax. Resultaten visar även att lägre och mellersta Seveskollorna skjuvades samtidigt, omkring 424 miljoner år sedan. Det betyder att de erhöll sina nuvarande tektonostratigrafiska positioner på stort djup innan överskjutningen på Baltika. Detaljerad petrografi påvisar att de diamantförande kyanit-och granatförande gnejserna från Saxnäs visar påtagliga likheter med Åreskutanskollans högtrycksgnejser. Det tyder på att berggrunden i Saxnäs kan kopplas samman med Åreskutanskollan och att ultrahögtrycksmetamorfos av den mellersta Seveskollan omfattar ett större område än vad som tidigare antagits.

The Scandinavian Caledonides form a mountain range comprising nappe stacks of numerous far-travelled thrust sheets. The thrust sheets consist of diverse lithologies representing pre- and synorogenic sedimentary and igneous rocks subsequently metamorphosed to various degrees, from the Late Neoproterozoic to Middle Devonian. In particular, (ultra)-high-grade metamorphic rocks have been recorded in the Seve Nappe Complex (SNC), extending >1000 km along strike of the Scandinavian Caledonides. Included in the SNC of northern Sweden is the Vássačorru Igneous Complex (VIC), consisting of bimodal magmatic suites, that formed c. 845 Ma. Fieldwork was conducted in the Kebnekaise mountains of northern Sweden, focusing on the high-grade Aurek metagabbro within the VIC of the SNC. Aurek is a key locality representing both initial stages of Iapetus Ocean formation in the Ediacaran and later stage Caledonian subduction affinities, from the collision between Laurentia and Baltica. In this study, petrological description, zircon U-Pb geochronology, mineral chemistry analysis, whole rock composition, and thermodynamic modeling was performed. Zircon U-Pb geochronology yielded protolith ages of 609±2.5 Ma, and 614±2.3 Ma, suggesting the Aurek metagabbro to not be part of the VIC, as has previously been described. The age of Aurek can instead be correlated to the Kebnekaise Dyke Swarms at c. 607 Ma, in the Kebnekaise mountains. Whole rock major and trace element data of e.g., Al2O3 (15.0 – 25.0 ppm) versus SiO2 (46.0 – 53.0 ppm), Rb (2.0 – 18.0 ppm), Zr (8.0 – 58.0 ppm) versus Y (2.7 – 18.0 ppm), Th/Yb ratio 0.25 – 2.0 and Nb/Yb ratio 1.30 – 5.14, indicate assimilation of continental crust. These major and trace element signatures show that the protolith of the Aurek metagabbro probably was emplaced in a continental rift setting in the Ediacaran. Semi-quantitative thermodynamic modeling from this study present blueschist to amphibolite facies conditions for the Aurek metagabbro at 11.8 – 12.6 kbar and 480 – 565 oC, confirming the unit experienced subduction, possibly in the Late Cambrian to Early Ordovician. The metamorphic grade and protolith age show similar features to correlative rock sequences in the Tsäkkok Lens, south of Aurek, in Norrbotten. Consequently, this study concludes that subduction, exhumation and subsequent deformation for Aurek, probably was equivalent to those of the Tsäkkok Lens, extending the HP affinities of the SNC further north in the Swedish Caledonides. / Skandinaviska Kaledoniderna utgör en bergskedja bestående av olika skollor som transporterats hundratals kilometer från sin ursprungskälla. Skollorna består av varierande bergarter som representerar olika utvecklingsskeden i formationen av Kaledoniderna under senare Neoproterozoikum och mellan Devon. Utmärkande har höggradiga metamorfiska bergarter återfunnits i Seveskollan som sträcker sig >1000 km längs med strykningsriktningen av de Skandinaviska Kaledoniderna. I norra Sverige inkluderar Seveskollan det magmatiska Vássačorru-komplexet, bestående av bimodal magmatism som bildats ca 845 Ma. Fältarbete utfördes kring Kebnekaisebergen i norra Sverige, med fokus på höggradig metagabbro från Aurek, ett område inom det magmatiska Vássačorru-komplexet. Aurek är ett viktigt område som representerar både initiala stadier av Iapetushavets bildande och efterföljande formationer från kollisionen mellan Laurentia och Baltica plattorna. I denna studie utfördes petrologisk beskrivning av mineral, U-Pb geokronologi av zirkon, kemisk analys av mineral och bulkkomposition av bergarter, samt termodynamisk modellering. U-Pb dateringen av zirkon resulterade i en ursprungsålder på 609±2,5 Ma och 614±2,3 Ma för metagabbro från Aurek. Detta indikerar att metagabbro i Aurek inte är en del av det magmatiska Vássačorru-komplexet, något som tidigare antagits. Åldern kan istället korreleras till Kebnekaise-gångkomplexet med en ålder på ca 607 Ma. Huvud- och spårelement i Aureks metagabbro tyder på assimilering av kontinentalskorpa, vilket föreslår att ursprungsbergarten till metagabbro i Aurek bildades i en kontinental spridningszon. Den termodynamiska modelleringen resulterade i metamorfiska förhållanden på mellan 11,8 – 12,6 kbar och 480 – 565 oC för bergarterna, vilket påvisar att den tektoniska miljön som senare präglat bergarterna förmodligen var associerad med en subduktionszon.