TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SODANKYLÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA PORKKAUSOJA 1 3 KAIV. REK. N:O 3148 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/3741/-86/1/10 Sodankylä Porkkausoja Tapani Mutanen TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SODANKYLÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA PORKKAUSOJA 1 3 KAIV. REK. N:O 3148 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA Johdanto Koitelaisen tutkimusten alkuvaiheessa 1973 kairattiin alueen länsiosassa Rookkijärvellä viisi syväkairausreikää, jotka lävistivät intruusion alimman osan ultramafisia kumulaatteja. Näiden näytteiden mikroskooppitarkastelussa löytyi piirteitä, joiden voitiin petrologisesti tulkita merkitsevän sitä, että sulan kiteytyessä oli ollut toiminnassa kromimalmeja synnyttävä "mekanismi". Intruusion yläosassa v lävistetty kromitiittikerros toteutti tämän prognoosin, tosin yllättävällä tavalla. Tutkimusten edistyessä ja intruusion rakenteen selvitessä alettiin aavistella, että kromiittikriittisiä ultramafisia kumulaatteja esiintyy Koitelaisen tunturin ja Kiviaapojen välisellä soisella, paljastumattomalla alueella. Ajatuksen testaamiseksi mitattiin 1978 W-E-suuntainen painovoimaprofiili linjalla x = 7526 koko intruusion yli. Monen muun mielenkiintoisen tiedon ohella profiilissa näkyy juuri oikeassa kohdassa piirre, joka oli tulkittavissa loivakaateisen ultramafisen kerroksen aiheuttamaksi jäännösanomaliaksi. Pedogeokemiallinen näytteenotto osoitti, että ultramafisia kiviä todella esiintyy painovoima-anomalian kohdalla. Vuosina 1979 ja 1981 tehtiin alueella geofysikaalinen maastomittaus. Bouguer-anomaliakartalla tuli taaskin esiin odotetussa kohdassa pitkä NE-suuntainen, ultramafisten kivien aiheuttamaksi jäännösanomaliaksi tulkittavissa oleva gradienttivaihteluvyöhyke. Taaskin valittiin pienialaisia kohteita, jotka testattiin pedogeokemiallisella näytteenotolla v Läheltä myöhemmin löydetyn kromitiittikerroksen puhkeamaa otetussa moreeninäytteessä oli analyysin mukaan 3 % Cr.

2 2 Tulos osoitti, ettei enää ollut kyseessä ultramafisille kiville ominainen taustapitoisuus, vaan kromiittirikastuma, jonka lähtökohtakaan ei ilmeisesti ollut kaukana. Yhden metrin pistevälein tehdyssä tihennetyssä näytteenotossa Cobran terän mukana nousikin kromiittihiekkaa muutaman metrin päässä Cr-anomaalisesta moreeninäytteestä. Kromitiitista oli nyt selvä näyttö. Kun geologinen ympäristökin oli suotuisa kromimalmien esiintymiselle, päätettiin aihetta selvitellä kairaamalla. Suoritetut toimenpiteet Tutkimuskohteeseen tehtyjen valtausten (Porkkausoja 1-3) sijainti karttalehdellä (mittakaava 1 : ) on esitetty liitteessä 1. Alue on geologisesti kartoitettu v SE-nurkassa tunturin alarinteellä on paljastuneena Koitelaisen päävyöhykkeen gabroja ja uraliittigabroja. Muuten alueen kivilajitieto on saatu geokemiallisen näytteenoton rapakallionäytteistä ja syväkairauksista. Valtausalueen geologinen kartta on liitteessä 2. Pedogeokemiallista näytteenottoa on tehty muutamalla lyhyellä linjalla; pisteväli on vaihdellut 1 metristä 10 metriin. Näytteenottolinjat ovat kartalla liitteessä 3. Geofysikaalisia maastomittauksia (painovoima-, magneettinen ja sähkömagneettinen mittaus) tehtiin vuosina 1979 ja 1981 (painovoiman Bouguer-anomaliakartta liite 4, magneettinen kartta liite 5, sähkömagneettinen imaginaarikomponenttianoamaliakartta liite 6). Sähkömagneettisia reaalikomponenttianomalioita ei alueella ole. Sekä magneettiset anomaliat että imaginaarikomponenttianomaliat kuvastavat ruhjeisiin liittyviä sekundaarisia muuttumisia (magnetiitti ja flogopiitista syntynyt hydroflogopiittivermikuliitti).

3 3 Alueelle on kairattu profiiliin neljä reikää, joiden sijainti on esitetty geologisella kartalla (liite 2); reikäluettelo on liitteessä 7. Kromiittipitoisista näytteistä on analysoitu GTL- GTK:n Otaniemen laboratoriossa Cr, Cu, Ni, Co, Pt, Pd ja Au. Joistakin kromitiittilävistyksistä ja mielenkiintoisilta vaikuttavista sivukivistä on lisäksi analysoitu V, Ti, Al, Mg, Fe(tot), Ag, Zn ja S. Malminetsinnällisesti merkittäviä pitoisuuksia saatiin vain Cr:lle, Pt-Pd:lle ja yhdessä tapauksessa Cu:lle. Tutkimuksia on johtanut O. Auranen. Tulokset Alueen kivilajiyksiköistä vanhin ja alin on gneissigraniitti, joka on tavoitettu vain kairausrei'issä; sitä on tavattu rakkautuneina paljastumina alueen N-puolella. Rapakalliohavaintojen ja geofysikaalisten tietojen mukaan gneissigraniitin kontakti sijaitsee n. 700 m R359:stä NW. Gneissigraniitin ja intruusion kontakti painuu n. 10 :een kaateella SE. Tämä on myös intruusion sisäisen magmaattisen karrosrakenteen kaade. Gneissigraniitiksi nimitetyt ja yleensä sen näköisetkin kivet saattavat itse asiassa olla suureksi osaksi alalappoonisia metasedimenttisiä ja metavulkaanisia kiviä; mm. konglomeraatteja esiintyy. Kivet ovat saaneet gneissigraniittia muistuttavan karkean ja migmaattisen asunsa Koitelaisen intruusion termometamorfoosissa, joka lähellä intruusiota johti paikalliseen sulamiseen. Todellisen arkeisen gneissigraniitin esiintymisestä tällä alueella ei siis ole varmaa tietoa. Syväkairausrei'issä R359 ja R360 on jäänteitä Koitelaisen intruusiota vanhemmasta ja siitä geokemiallisesti täysin poikkeavasta emäksisestä kerrosjuonesta. Tällä juonella on tiivis jäähtymisreunus alapuolella olevaan "gneissigraniittiin". Jäähtymisreunuksen kivet vaihettuvat ylöspäin magnetiittigabroiksi, joiden yläosassa on paikoin anortosiittisia kerroksia. Tämän kerrosjuonen kiviä esiintyy murskaleina Koitelaisen intruusion pohjaosissa. Koitelaisen intruusion pohjalle syntyi pienirakeinen jäähtymisreunus. Näitä mikrogabroiksi nimitettyjä kiviä esiintyy etupäässä murskaleina alimmissa pyrokseniittisissa kumulaateissa, mutta jotkut paksut mikrogabroyksiköt näyttävät säilyneen alkuperäisessä asemassaan.

4 4 Koitelaisen intruusion kerrossarjan kivistä esiintyy alavyöhykkeen yläosan pyrokseniitteja ja päävyöhykkeen alaosan gabroja. Pyrokseniitit ja gabrot ovat metamorfoosissa yleensä muuttuneet metapyrokseniiteiksi ja uraliittigabroiksi, vastaavasti. Kromitiittikerrokset sijaitsevat pyrokseniittiyksikössä. Mikrogabroja ja kerrossarjan kiviä lävistävät graniittiset juonet ja happamat diapiirimaiset intruusiot, jotka ovat syntyneet alapuolisten happamien kivien sulaessa. Kaikkein nuorimpia eruptiivikiviä ovat jyrkkäkaateiset diabaasijuonet. Leikkaavia juonikiviä on verraten vähän, mutta riittävästi vaikeuttamaan kromitiittikerrosten lateraalista konnektoimista. Kairauksissa on kolmella reiällä (R359, 360, 362) lävistetty lukuisia kromitiittikerroksia. Reikä R364 olisi ilmeisesti lävistänyt myös kromitiittikerroksia, mutta urakoitsija (Geotek Oy) joutui sen keskeyttämään sääolojen huononnuttua. Sama urakoitsija hukkasi myös osan eräästä reiän R362 kromitiittilävistyksestä ja sekoitti kivilajijärjestyksen pitkällä matkalla reiän alkuosassa. Valtausalueen ulkopuolella (siitä NE) on kromitiittikerroksia lävistetty myös reiässä R363. Kerrosten konnektointi on vaikeaa reikien välisten pitkien etäisyyksien, alimpien kerrosten primaarin, magmavirtauksissa syntyneen fragmentoitumisen, siirrosten, juonikivien ja sydänhukan vuoksi. Ilmeisesti myös itse kerroksissa on alkuperäistä paksuus- ja rakennevaihtelua. Voidaan kuitenkin arvioida, että kysessä on 4-6 kpl yli 0.3 m:n paksuista malmikerrosta, joissa kromiitti esiintyy käytännössä ainoana kumulusmineraalina. Näiden lisäksi on lukuisia ohuempia kromitiittiraitoja, verkkomaisia kromitiittirikastumia ja kromiittipirotteisia kerroksia. Kromitiittien sivukivet ovat brontsiittikumulaatteja, joissa on pieniä määriä kumuluskromiittia ja vaihtelevia määriä interkumulusplagioklaasia. Ylimmät kromitiittikerrokset sijaitsevat m päävyöhykkeen alimpien gabrojen alapuolella. Myös gabroissa on yleensä pieniä määriä kromiittia. Alavyöhykkeen yläosassa on lukuisia ohuita gabrovälikerroksia ja vastaavasti päävyöhykkeen alaosassa brontsiitti- ja brontsiittioliviinikumulaatteja.

5 5 Kromitiittikerrosten alakontaktit ovat useimmiten teräviä; yläkontaktissa kromitiitti vaihettuu pyrokseenisilmäkkeisen ja verkkomaisen kromiitti-brontsiittikiven kautta kromiittirikkaaksi pyrokseniitiksi ja edelleen tavalliseksi, vain vähän kromiittia sisältäväksi pyrokseniitiksi. Kromitiitiksi on analyysivälejä määrättäessä laskettu massiiviset, silmäkkeiset ja rikkaat verkkomaiset malmityypit. Kromitiittikerrokset ovat laadullisesti epätasaisempia, mutta keskimäärin selvästi Crrikkaampia ja jonkin verran Pt-Pd-rikkaampia kuin intruusion yläosan Yläkromitiittikerros. Liitteen 8 taulukossa on esitetty merkittävimmät Cr- ja Pt-Pdlävistykset. Lävistysten painotetut Cr 2 O 3 -pitoisuudet vaihtelevat välillä %. Heikot lävistykset sisältävät yleensä normaalia enemmän verkkomaisia malmityyppejä ja kromiittiköyhiä välikerroksia. Kromiittimineraalin Cr/Fe on mikroanalyysien mukaan ; se on poikkeuksellisen Mg-köyhä (MgO n. 1 %). Kromitiittikerrosten V- pitoisuus on %. Kromiitti esiintyy omamuotoisina, teräväsärmäisinä oktaedrisina kiteinä, joiden raekoko vaihtelee alle 0.1 mm:stä 1 mm:iin. Malmin iskos koostuu pääasiassa flogopiitista, amfibolista ja plagioklaasista; vaihtelevia määriä on skapoliittia, talkkia, kloriittia, karbonaattia ym. sekundaarimineraaleja. Kromitiiteissa on anomaalisia mutta taloudellisesti merkityksettömiä Pt-Pd-pitoisuuksia (ks. liite 8). Pt+Pd-pitoisuudet vaihtelevat välillä ppm, Pt/Pd välillä Kaikkien kromitiittilävistysten painotettu keskimääräinen Pt+Pd-pitoisuus on 0.87 ppm, Pt/Pd Raskaita platinametalleja (Ir, Os, Ru) saattaa esiintyä, mutta niitä ei ole analysoitu. Kromitiittien sivukivissä ei ole vielä tavattu merkittäviä Pt-Pd-pitoisuuksia. R360:ssa lävistettiin kromiittimurskaleisessa pyrokseniitissa massiivista ja pirotteista sulfidia välillä m. Kivessä on keskimäärin 1.1 % Cu, mutta vain vähän Ni, Pt ja Pd.

6 6 Kromitiittikerrokset ovat kohtalaisen Cr-rikkaita. Kairauksien ja geologisten tietojen mukaan kerroksilla on jatkuvuutta km. Kromitiittikerrosten esiintyminen reiän R363 alaosassa viittaa myös mahdollisiin kromitiittikerrosten paksunnuksiin ja (tai) kromitiittien esiintymiseen alemmilla stratigrafisilla tasoilla. Valtausalueella kromitiitit ovat kuitenkin liian ohuita nykyisin louhittavaksi. Myös kään platinametallipitoisuudet eivät riitä kohottamaan kromitiittikerroksia taloudellisiksi malmeiksi. Tästä syystä emme hae valtausalueelle kaivospiiriä. Geologi Tapani Mutanen Liitteet 1. Valtausalue Porkkausoja 1-3 sijainti, kartta 1 : Geologinen kartta, 1 : Geokemialliset näytteenottolinjat, 1 : Painovoimakartta, 1 : Magneettinen kartta, 1 : Sähkömagneettinen kartta, imaginaarikomponentti, 1 : Luettelo syväkairausrei'istä 8. Syväkairausten merkittävät kromimalmilävistykset

7

8

9

10

11

12

13 Liite 7 SYVÄKAIRAUSREIÄT Valtausalue Porkkausaapa 1-3 Reikä x y suunta, Kaltevuus, syvyys, m Yht m

14 SYVÄKAIRAUSTEN MERKITTÄVÄT KROMIMALMILÄVISTYKSET, Valtaukset Porkkausoja 1-3 Liite 8 Reikä Lävistys m Cr O (hukkaa 0.2 m) n (osa lävistystä kadonnut kairasydänten siirrossa, jäljellä 0.3 m) SYVÄKAIRAUSTEN MERKITTÄVÄT Pt-Pd-LÄVISTYKSET, Valtaukset Porkkausoja 1-3 Reikä Lävistys Pt+Pd max Pt/Pd (0.07 m; pääosa lävistystä meni soijaan) (0.43 m; pyrokseniitti 0.6 m, Pd 0.06 ppm) (0.12 m) (0.22 m; heikko Cr) (0.51 m) (1.3 m) (0.88 m) (0.48 m) (0.50 m) (0.49 m) n (0.3 m; laatikko sekaisin, osa kromitiittilävistystä hukassa) (1.23 m) (3.72 m; kr-pit. PXTTI) (0.53 m)