GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 11.7/3142/-80/1 Mikkelinmlk Korpijärvi-Mietiäinen Ossi Ikävalko

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 11.7/3142/-80/1 Mikkelinmlk Korpijärvi-Mietiäinen Ossi Ikävalko SELOSTUS KORPIJÄRVI-MIETIÄINEN ALUEEN KALLIOPERÄN TUTKIMUKSISTA KESÄLLÄ 1980

2 2 1. YLEISTÄ 1.1. Tutkimusalue Kartoitusalueeksi valittiin lehdiltä ja km 2 :n alue, jolla oli aikaisemmin suoritettu geofysikaalisia maastomittauksia Aikaisemmat tutkimukset Geologian tutkimuskeskuksen kallioperäosasto on suorittanut alueella aikaisemmin Mikkelin (3142) 1 : kallioperäkartan laatimisen yhteydessä kartoitustöitä (Simonen, A., Niemelä, R.). Lisäksi J. Jokinen on detaljikartoittanut osaa alueesta kesinä 1978 ja Kahdella alueella on suoritettu syväkairauksia : Kätkytsaari ja Mietiäinen (Jokinen, 1980) Tutkimusaineisto Tutkimusaineiston muodostavat Jokisen kallioperähavainnot ja allekirjoittaneen kenttähavainnot kesältä Allekirjoittanut keskittyi kartoituksessaan serpentiini-tremoliittimuodostumien läheisyyteen ja pyrki saamaan niistä mahdollisimman tarkan petrografisen ja tektonisen kuvan. Lisäksi aineisto koostuu suuresta määrästä silikaattianalyysejä ja ohuthieitä, jotka on tehty pääsosin A. Laitakarin ja J. Jokisen toimesta. Geofysikaaliset maastomittauskartat olivat apuna määrättäessä alueen tektonista kuvaa. Kartoituksessa oli apuna E. Niskanen, H. Sikanen, V. Hänninen ja 0. Nupponen.

3 Tutkimuksen tarkoitus Tutkimuksen ensisijainen tarkoitus oli selvittää tektonisin, petrografisin ja kemiallisin keinoin Kätkytsaaren Ni-Cu-mineralisation mahdollista alkuperää. Aikaisempien tutkimusten yhteydessä tavatut serpentiini-tremoliittikivipahkut olivat tällöin ensimmäinen lähtökohta, ja näihin keskityttiin tässäkin tutkimuksessa. 2. PETROGRAFIAA 2.1. Yleistä Suurimmat kivilajiyksiköt on esitetty kartalla 1. Näitä ovat alueen W-osan karkeaklastiset metagrauvakat ja kiillegneissit, kiillegneissit, joissa on sarvivälkegneissejä välikerroksina (S-osa), erilaiset migmatiittiutuneet kiillegneissit (pääosin juonimigmatiitteja), amfiboliitit (emäksiset vulkaniitit), serpentiini-tremoliittikiviassosiaatiot, porfyriset gabrot ja kvartsi-granodioriitit. Yksityiskohtaisesti pyrittiin tutkimaan serpentiini-tremoliittikivet ja erilaiset mafiset ja ultramafiset assosiaatiot Serpentiini-tremoliittikivet Serpentiini-tremoliittikiviä esiintyy varsin rajoitetuilla ja ilmeisesti tektonisesti kontrolloiduilla alueilla. Parhaiten ne on nähtävissä Mietiäisen ympäristössä ja Nykäsenkylässä Pökönvuoren liuskelouhoksella. Serpentiini-tremoliittikivet ovat usein varsin massamaisia ja väriltään tumman vihreitä, paikoin lähes mustia serpentiinin määrästä riippuen. Ne ovat hienorkeisia, selvää liuskeisuutta niissä ei ole aina havaittavissa, vaan sen sijaan usein melko

4 4 voimakas venymä. Ne ovat usein rakenteeltaan porfyrisia. Mietiäisen ympäristössä niissä on n. 3 mm O oliviinipseudomorfeja tai kidekasaumia. Nämä ovat punaruskeita "kuoppia" kiven rapautumispinnalla. Pökönvuoren liuskelouhoksella tavataan hienossa tremoliittimassassa paikoin jopa 0 2 cm oliviinikiteitä (serpentiiniytyneitä). Paikoin esiintyy pyrokseenia hajarakeina ja paikoin tremoliitti on kitetytynyt suuremmiksi neulasiksi. (n. 5 mm pitkiksi). Mikroskoopissa havaitaan usein oliviinihajarakeiden voimakas serpentiniittitytyminen sekä niiden "syöpyminen" tremoliitin tunkeutuessa niihin. Hienorakeinen perusmassa koostuu lähes värittömästä amfibolista. Analyysitulosten mukaan tällöin on kyse varsin Mg-rikkaista kivistä. Raudan määrän lisääntyessä amfiboli muuttuu selvästi vihertäväksi. Näin voitaneen puhua tremoliittikivistä, tremoliittiaktinoliittikivistä ja aktinoliittikivistä amfibolin ilmeisen värinmuutoksen ja Fe-pitoi suuden kasvun mukaisesti. Oliviinihajarakeiden esiintyminen on tulkittava ilmeisen selväksi kumulaatiorakenteeksi. Pökönvuoren liuskelouhokselta tavattiin n. 3 m 3 :n suuruinen louhittu kivi, jossa oliviinihajarakeet muodostivat selviä kerroksia kiveen ja aikaansaivat kerrallisen rakenteen siten, että kerrosten pohjalla rakeet saattoivat olla 0 3 cm ja pienentyä kerroksen yläosaan siirryttäessä niin, että rakeet olivat lopulta n. 1 mm 0. Lopulta päädyttiin varsin puhtaaseen tremoliittikiveen, missä kumulatiivista oliviinia ei ollut havaittavissa. Mietiäisellä ei tavattu yhtä selviä kerrallisia rakenteita, vaan useinkin kivessä oli epäselviä rajapintoja, jotka edustivat oliviinikiteiden asettumishorisontteja. Pökönvuoren serpentiniittipahkun reunoilla tavattiin voimakkaasti liuskeisia, Mg-rikkaita talkki-kloriittiliuskeita. Nämä olivat selvässä yhteydessä kumulaattirakenteiseen serpentiini-tremoliittikiveen. Missään muualla tutkimusalueella ei tavattu vastaavia talkki-kloriittiliuskeita.

5 5 Useissa ohuthieissä todettiin opaakkia kasaumina siten, että ne muodostivat täpliä kiveen. Tämä tulkittiin myös kumulaatiorakenteeksi. Mietiäisellä tavattiin serpentiini-tremoliittikivipahkun reunoilla vaihtelevan paksu pegmatiittinen tai "sialinen" kivi, jota kutsuttiin maasälpä-kvartsi-malmikiveksi, koska sen todettiin ohuthieessä sisältävän varsin paljon hienoa opaakkiainesta. Kairauksessa se tavoitettiin molemmin puolin pahkua. E-reunassa siinä esiintyy varsin paljon turmaliinia. Malmiaines on selvästi syngeneettinen aiheuttaen paikoin maasälvässä helisiittisiä rakenteita samoin kuin suurissa muskoviittiporfyroblasteissakin. Koko kivi on voimakkaasti muuttunut, maasälpä on serisiittiytynyt, muskoviitti ja maasälpä sekä paikoin kvartsi esiintyvät selvästi sekundäärisesti, epigeneettisesti. Tutkimuksessa jäi epäselväksi, onko malmi aines yhdistettävissä geneettisesti serpentiinikiveen. Muuttumisilmiöt liittynevät serpentiini-tremoliittikiven kontaktialueille Sarvivälkegneissit Sarvivälkegneissit muodostivat mielenkiintoisen ja tärkeän tutkimuskohteen, koska Kätkytsaaren Ni-Cu-mineralisaatio esiintyy vastaavanlaisessa yhteydessä (Jokinen 1980). Sarvivälkegneissiksi kutsutaan tässä pääosin sarvivälkkeestä, biotiitista ja plagioklaasista koostuvaa voimakkaasti liuskeista kiveä, joka esiintyy vaihtelevan paksuisina välipatjoina kiill.egneisseissä. Yleensä se on hyvin massamainen, eikä siinä tavata rakenteita, jotka viittaisivat sen vulkaaniseen alkuperään. Rapautumispinnaltaan kivi on usein varsin musta, jos sarvivälkettä on paljon, mutta biotiitin ja plagioklaasin määrän lisääntyessä se vaalenee. Ohuthieessä kivi vaikuttaa usein varsin hypidiomorfiselta, amfiboli esiintyy tynnyrimäisinä lyhyinä kiteinä ja plagioklaasi varsin omamuotoisena. Sarvivälke on voimakkaan vihreän

6 6 pleokroista, biotiitti punaruskeata. Aksessorisina tavataan apatiittia, kvartsia, opaakkia, serisiittiä, väritöntä amfibolia ja titaniittia. Havainnolla OJI tämä kivi esiintyy loivasti kiillegneissiä leikkaavana juonimaisena. Ottaen huomioon tämän ja ohuthieessä esiintyvän hypidiomorfisen rakenteen sekä selvien vulkaanisten tai sedimentogeenisten rakenteiden puuttumisen voitanee sarvivälkegneissit tulkita tektonisoituneiksi magmaattisiksi kiviksi, lähinnä juoniksi mutta paikoin myös, metagabropahkuiksi Kiillegneissit Kiillegneissejä esiintyy valtaosalla tutkimusaluetta. Ne ovat usein varsin voimakkaasti migmatiittiutuneita ja metamorfoituneita. Alkuperäiset rakenteet ovat paikoin säilyneitä. Alkuperältään ne on tulkittavissa sedimentogeenisiksi. Kiillepitoiset gneissit ovat ilmeisesti syntyneet alkujaan kahden eri fasieksen olosuhteissa. Alueen W-osassa esiintyy karkeaklastisia metagrauvakkoja, joita voi paikoin kutsua jopa konglomeraateiksi. Niissä esiintyy melkein säännöllisesti q 0,5 cm kvartsi-maasälpäpalloja tai -kalsteja. Sarvivälkegneissiä niissä ei juuri esiinny välikerroksina. E-osan kiillegneisseissä ei tavata vastaavanlaisia klasteja, mutta sarvivälkegneissejä niissä esiintyy välipatjoina, jotka ovat ilmeisesti alkujaan kerroksellisuuden suuntaisia juonia, varsin paljon. Fasiesraja on esitetty kartoissa. Serpentiini- -tremoliittipahkut sijoittunevat ilmeisesti näiden kahden fasieksen rajamaille. Kiillegneissit ovat usein voimakkaasti migmatiittiutuneita. Niissä tavataan paljon graniittista ainesta leveinä kerroksellisuuden tai liuskeisuuden suuntaisina juonina-(juonityyppisiä migmatiitteja). Poimujen harja-alueilla tavataan myös suonigneissimäisiä migmatiitteja.

7 7 Metamorfoosiaste on alueella varsin korkea. Tätä todistaa migmatiittien ja gneissien runsaus. Metamorfoosi on tapahtunut ilmeisesti amfiboliittifasieksen yläosissa, eikä vihreäliuskefasieksen kiviä tai muuttumisilmiöitä ole juuri alueella tavattu. Kiillegneisseissä tavataan täällä varsin yleisesti kordieriittia, sillimaniittia ja granaattia Porfyrinen gabro Porfyriseksi gabroksi kutsutaan tässä Kätkytsaaren N-puolella tavattua mafista porfyristä kiveä. Koostumukseltaan se on gabroidinen, eikä ultramafinen, kuten serpentiini-tremoliittikivet. Se on karkeampirakeinen yleensä kuin serpentiini- -tremoliittikivet. Porfyrinen rakenne on siinä hyvin voimakas. Paikoin se puuttuu, jolloin kivi on voimakkaasti liuskeinen. Tällöin se muistuttaa hyvin paljon tiettyjä sarvi välkegneissejä. Hajarakeet tässä kivessä voivat olla 0 jopa 3-4 cm, usein hajarakeiden määrä kasvaa niin suureksi, että kivi saa lähes massamaisen ulkoasun. Näytteestä OJI tehtiin ohuthie. Siinä esiintyy suuria hajarakeita, jotka koostuvat hyvin vaaleasta amfibolista (trem.-akt.). Nämä ovat ilmeisesti muuttuneita pyrokseenirakeita. Hienompirakeisen perusmassan (jota on vähän) muodostavat plagioklaasi, diopsidi ja hypersteeni sekä tremoliitti- -aktinoliittimassa. 3. TEKTONIIKKAA Tarkoin tektonisin mittauksin pyrittiin saamaan kuva alueella esiintyvien mafisten ja ultramafisten yksiköiden sijoittumisesta ympäröivään metagrauvakkasysteemiin ja samalla selvittämään Kätkytsaaren mineralisaation suhde niihin. Mineralisaation asettumisessa vaikuttaneet deformatiovaiheet pyrittiin tutkimuksessa myös selvittämään. Kaikista paljastumista tarkkailtiin eri poimutusfaaseja sekä tehtiin havaintoja

8 8 siirroksista, ruhjevyöhykkeistä ja muista vastaavista lineamenteista. Samalla pyrittiin määrittämään niiden ikäsuhteet Poimurakenteet ja poimutusvaiheet Tutkimusalueella vallitsee lähes poikkeuksetta voimakas NNE- -suuntainen liuskeisuus, joka useimmiten yhtyy kerroksellisuuteen. Tämän on aiheuttanut voimakas yleinen alueellinen poimutus F 1. Tätä nuorempia "intrafolial foldeja" ei havaittu alueen korkeasta metamorfoosiasteesta johtuen. Tämä poimutus on ollut ilmeisen isokliinista, ja se on aiheuttanut vaihtelua liuskeisuuksien ja kerroksellisuuksien kaateiden suunnissa. Deformaatiovaihe F 2 on havaittavissa paikoin hyvinkin voimakkaissa kink-poimuvyöhykkeissä. Kink-poimuja on havaittavissa voimakkaasti migmatiittiutuneissa kivissä suurten poimurakenteiden harja-alueilla (kuva 1). Pökönvuoren liuskelouhoksella tällainen poimutus on havaittavissa serpentiniitti-tremoliittikivissä ja pahkua ympäröivissä gneisseissä. Myöskin serpentiinikivistä tehdyt venymähavainnot suuntautuvat lähes tämän akselitason suutnaisesti (n. NW). Kuva 1. Deformaatiovaiheiden F l ja F 2 suhde.

9 - 9 - Serpentiini-tremoliittikivissä on havaittavissa myöskin deformaatiovaihe F hei.kkoina tasomaisina elementteinä. On 1 ilmeistä, että ne ovat asettuneet F 1 :n vaikuttaessa tai sitä ennen. Niiden nykyistä helminauhamaista esiintymistä kontrolloi kuitenkin F 2 deformaatiovaiheen poimutus. On ilmeistä, että ne ovat juurettomia pahkuja, jotka esiintyvät tiettyyn stratigrafiseen horisonttiin (fasiesrajaan) sidottuina F l :n ja F 2 :n aiheuttamissa kupoli- ja allasrakenteissa (kuva 2). Kuva 2. Serpentiini-tremoliittikivien sijoittuminen F 1 :ssä ja F 2 :ssa. Kartassa 4 on esitetty pääpiirteittäin suurimmat tektoniset piirteet. Nuorinpia tektonisia suuntia (deformaatiovaiheita) edustavat ruhjeet ja siirrokset, jotka leikkaavat edellisiä rakenteita. Niihin liittyy laahuspoimurakenteita ja juonia Siirrokset ja ruhjeet Kartassa 5 on esitetty merkittävät siirrokset ja ruhjesys teemit. Pääosin nämä on havaittu topografiasta, osa on voitu

10 (siirrokset) havaita kartoittamalla,f kuten serpentiinisysteemien katkeaminen NNW-suuntaisessa vasenkätisessä siirroksessa Mietiäisellä. Mietiäisen - Korpi järven kivet sijoittuvat alueellisesti Läämingin syvämurrossysteemin.sisään, sen SE-päähän. Tämä on hyvin voimakas syvämurrossuunta,.joka on kontrolloinut mm. Puulan graniittien sijoittumista ja vaikuttanut Salmenkylän gabroalueella. Kätkytsaaressa tehdyt havainnot osoittavat, että mineralisoitunut linssi on sijoittunut paikalleen tektonisesti leikaten hyvin loivasti vallitsevaa liuskeisuutta (5 /90) ja samalla gneissien "kerrallisuutta". Muodostuma on pääosin suunnassa 25, ja kaatuu hieman W. S-osassa linssi kaartunee loivasti E. Tektonisina suuntina linssin asettumista kontrolloi siirros 20 /85 W ja juoni 355/75. Todennäköisesti Kätkytsaaren N-puolisessa Särkänsaaressa tavattu suuri F 2 -poimurakenteen aksel.itaso on ensisijaisesti kontrolloiva tekijä maimilinssin sijoittumisessa, ja toissijaisesti nuoremmat em. siirron- ja juonisuunnat. Mitattu F 2 poimuakseli on 336 /55.

11 VALTAUSALUEILLA KORPIJÄRVI 1 JA ISO -MIETIÄINEN 1 TEHDYT SYVÄKAIRAUSREIÄT R x Y suunta/ kaltevuus pituus M 19/52/3142/-80/R / (s) " R / " R / " R / " R / " R / " R / " R / m