Ooutokumpu finnmines. RAPORTTI lAAW96 Aulis KinnunenIKET OKMEIarkisto, AAK. Karttalehti Sijainti 1 :

Transkriptio

1 Ooutokumpu finnmines RAPORTTI lAAW96 Aulis KinnunenIKET Jakelu OKMEIarkisto, AAK NIVALAN ALUEEN ULTRAMAFISTEN INTRUUSIOIDEN NIKKELIKRIITTISYYDEN ARVIOINTIA Karttalehti 2344 Sijainti 1 : 4 I Avainsanat Malmitiedot: Geologia: Muut avainsanat: nikkelimalmi ultramafiitit, intruusiot malminetsinta

2 ()oufiokumpu finnrnines RAPORTTI 1/2344/AAK/96 MALMINETSINTA Aulis KinnunenIKET TI IVISTELMA Nivalan alueelta on käsitelty analyysiaineistoa eri intruusioiden (Hitura, Räihänneva, Huituperä ja Riitakallio) ja myös ekstruusioiden Nikriittisyyden tutkimiseksi Työssä on pyritty käyttämään ns Niohjelman aineistoa hyväksi, ei ainoastaan silikaattien Ni ja Fepitoisuuksia, vaan myös XRF ja AASanalyysituloksia Näkökulmaa on laajennettu siten että, yhden intruusion sijasta on tarkasteltu intruusioryhmää Eri alkuaineiden vaihtelun avulla on pyritty tutkimaan magman primitiivisyyden astetta Silikaattien Ni ja Fepitoisuuksista on tehty paätelmiä magman primääristä Nipitoisuudesta Rikkiin sitoutuneen nikkelin ja silikaatteihin sitoutuneen nikkelin suhteen avulla on pyritty päättelemään rikin määrää kiteytyvässä magmassa Tulosten perusteella ei valitettavasti Nivalan alueella tässä käsitellyissä Hituran satelliiteissa ole nikkelipotentiaalia, vielä vähemmän ekstrusiiveissa JOHDANTO 3 INTRUUSIOIDEN KUVAUS JA NAYTEMATERIAALI 3 MAGMAN PRIMITIIVISYYDEN ARVIOINTI 4 MAGMAN NIKKELIPITOISUUS 5 RIKIN M h w 5 YHTEENVETO 6 TAULUKKO 1 7 LI ITTEET 1 Kallioperäkartta 2 MgO / CaO+A123 3 Ti2 / Cr23 4 Oliviinin Ni ja Fepitoisuudet 5 Ortopyroksenin Ni ja Fepitoisuudet 6 Klinopyroksenin Ni ja Fepitoisuudet r 7 NiSULPH 1 NiSIL /'2 Y' 8 ("

3 (aoukkumpu finnrnines MALMINETSINTA 1 RAPORTTI 12344lAAW96 Aulis KinnunenIKET NIVALAN ALUEEN ULTRAMAFISTEN INTRUUSIOIDEN NIKKELIKRIITTISYYDEN ARVIOINTIA JOHDANTO Nikkelimalmien isantäkivi on mafinenultramafinen intruusio Joissakin intruusioissa saattaa esiintyä off settyyppisiä rikastumia sivukiven puolella jollakin etäisyydellä Useimmiten kysymyksessa on intruusiorypäs, jossa vain yksi, tavallisesti tilavuudeltaan suurin intruusio on produktiivinen Läheiset satelliitit sisältävät pienempiä esiintymiä Nikkelinetsijän toiveena on ollut kehittää menetelmä, jonka avulla pystyisi sanomaan analysoimalla joukko naytteita onko kyseinen intruusio malmikriittinen Kirjoittajalla on ollut mahdollisuus Nivalan alueella tutkia joukkoa intruusioita Näytemateriaalia, pääasiassa kairausnäytteitä, on ollut kaytettavissa Hituran, Räihännevan, Huituperän ja Riitakallion intruusioista Myös alueella esiintyvät ekstrusiiviset ultramafiitit on käsitelty omana ryhmänään Ekstrusiivit ovat ultramafisia laavoja, jotka voivat sisältää puolipinnallisissa olosuhteissa kiteytyneitä osia Valitettavasti ei Makolan ja Jakonmutkan eikä Ainaslammen ja Pitkänevan intruusioista aineistoa ole kaytettavissa Näytteistä on tehty ns nikkeliohjelman määritykset: XRFkokokivianalyysi, AAS (Ni,Cu,Co), S ja oliviinin, pyroksenien ja amfibolin Ni ja Fepitoisuudet Kun Nivalan alueella esiintyy joukko todennäköisesti samasta magmasäiliöstä lohjenneita intruusioita, analyysiaineiston käsittelyllä on pyritty saamaan vastaus seuraaviin kysymyksiin: 1 mikä intruusioista on emäksisinlprimitiivisin 2 kuinka paljon kiteytyvä magma on sisältänyt nikkeliä 3 kuinka paljon on ollut rikkiä saatavilla INTRUUSIOIDEN KUVAUS JA NAYTEMATERIAALI Hituran intruusio on voimakkaasti serpentiiniytynyt Oliviini on säilynyt vain reunavyöhykkeessä kontaktin läheisyydessä, missä myös esiintyy ortopyroksenia Malmin Nipitoisuus in situ on n 8 % Kirjoittaja on syvennysprojektin inventointikairauksen yhteydessä kerännyt muutamia naytteita tutkittavaksi Myös vanhempia naytteita on ollut kaytettavissa Osasta vanhempia naytteita kuitenkin puuttuu XRFanalyysi Joukossa on mukana myös naytteita EteläHiturasta On hyvin mahdollista, että kysymyksessa on kolme eri intruusiota: Pohjois, Keski ja EteläHitura ja jokaisen aineistoa olisi käsiteltävä erikseen Räihännevan intruusio on yksi suurimmista satelliiteista Hituran ympäristössä Ultramafisen osan lisäksi siihen kuuluu tilavuudeltaan lähes samankokoinen gabrodifferentiaatti Vuonna 197 kairatulla reiällä on todettu gabrossa, lähellä peridotiitin kontaktia FEKCUK

4 Ooukkumpu finnrnines MALMINETSINTA RAPORTTI lAAW96 Aulis KinnunenIKET MAGMAN PRIMITIIVISYYDEN ARVIOINTI mineralisaatio, joka sisaltaa 49 m:n matkalla 63 % Ni ja 35 % Cu Myöhemmin kairattujen reikien perusteella nayttaa muuallakin esiintyvän intruusiossa samassa asemassa vähäistä sulfidien rikastumista Parhaimmillaan Nipitoisuus oli vain 21 % Räihännevan intruusion osalta Niohjelman määrityksia on tehty sekä kalliomurskeettä kairausnaytteista, ei kuitenkaan 197luvun kairausnäytteista Huituperän intruusio on pienehkö ja kokonaan ultramafinen Gabrodifferentiaattia ei ainakaan tunneta Kivilaji vaihtelee metapyrokseniitista serpentiniittiin Sulfidien esiintyminen pirotteena tai mobiloituneina juonina tai Iäiskina on hyvin yleistä Nipitoisuus parhaimmillaankin on vain n 1 2 % ja NiSF alhainen Näytteet on otettu kahdesta kairatusta reiasta Riitakallion intruusio tunnetaan parhaiten kahden samaan profiiliin kairatun reiän perusteella Intruusio osoittautui länteen tai lounaaseen loivasti kaatuvaksi laattamaiseksi muodostumaksi, jonka emaksisin osa on kattopuolella Kivilaji vaihettuu kattopuolen metaoliviinipyrokseniitista metapyrokseniitiksi ja metapyroksenigabroksi Jo metaoliviinipyrokseniitti sisaltaa interkumulustilassa olevaa plagioklaasia Sulfidista nikkeliä esiintyy vain muutamia satoja ppm:a Nivalan alueella esiintyy myös ekstrusiivisia ultramafiitteja Ne ovat monesti asultaan raitaisia, koostumukseltaan hornblendiittejä tai pyrokseniittejä, mutta myös oliviinirikkaita osueita esiintyy Ne eivät esiinny migmatiittisessa kiillegneissiymparistössa vaan läheisessä yhteydessä muihin vulkaanisiin kiviin Noin puolet näytteista on peräisin Alavieskan Kunnarinperän muodostumasta ja keratty GTL:n 196luvulla kairaamista kahdesta reiasta Muita ekstrusiiveja esiintyy Alavieskassa, Ylivieskassa, Oulaisissa ja Pyhäjärvellä lähellä Pihtiputaan rajaa Naista on keratty vasaranäytteitä Nivalan alueella suoritettuja tutkimuksia on selostettu yksityiskohtaisemmin raportissa: Hituran kaivoksen ympäristön malminetsintatutkimukset vuosina Primitiivisyyden arvioinnin voi tehdä XRFanalyysin pohjalta Ultramafisen magman kiteytyminen alkaa oliviinilla Sitä seuraavat normaalisti ortopyrokseni ja klinopyrokseni seka plagioklaasi Oliviinin kiteytyminen kuluttaa magmasta piita, magnesiumia ja hieman rautaa Ortopyrokseni tarvitsee kiteytyakseen näiden samojen alkuaineiden lisäksi hieman alumiinia Vasta klinopyroksenin ja plagioklaasin alkaessa kiteytya tulee kalsium otetuksi käyttöön Aivan kiteytymiskulun mukaisesti emäksisyytta ja kiteytymispolkua nayttaa kuvaavan parhaiten diagrammi MgO 1 CaO+A123 (liite 2) Rautaa ei ole otettu mukaan tarkasteluun, koska suuri osa saattaa olla sulfideihin sitoutuneena Kuten arvata saattaa, MgOrikkain intruusio on Hitura, par

5 Ooukkumpu finnmines MALMINETSINTA RAPORTTI 1/2344/AAK/96 Aulis KinnunenIKET MAGMAN NIKKELIPITOISUUS RIKIN MAARA haimmillaan n 41 % Raihannevan ja Huituperan intruusiot ovat keskenään melkein samanlaisia Raihannevan emaksisin differentiaatti on kuitenkin MgOrikkaampi, n 33 %, Huituperan jäädessä n 3 %:n tasolle Riitakallio on selvästi MgOköyhempi lukuunottamatta yhtä näytetta, josta enemmän hiukan myöhemmin Diagrammistakin voi arvata Raihannevan ja Riitakallion sisältävän gabrodifferentiaattia Ekstrusiivien MgOpitoisuus vaihtelee välillä 1 3 % Magman emaksisyyttälprimitiivisyytta voi tutkia myös kromin ja titaanin avulla Kromi tunnetusti rikastuu varhaisiin differentiaatteihin Titaanilla sen sijaan on taipumus rikastua jaannösmagmaan Diagrammissa Ti2 1 Cr23 (liite 3) kukin intruusio asettuu omaan kenttaansa, vieläpä niin, että gabroluokan kivet asettuvat omaan kenttaansa Primitiivisyysjarjestys nayttaisi olevan Hitura, Raihanneva, Huitupera ja Riitakallio Primaaria magman Nipitoisuutta voi yrittää päätellä silikaattien sisältämän nikkelin määrän perusteella Myös sulfidisulan erkaantumisen voi riittavasta naytemateriaalista nahda silikaattien, varsinkin oliviinin, Nipitoisuuden akillisena köyhtymisena Oliviinin Nipitoisuuksia (liite 4) tarkasteltaessa Hituran intruusiossa voi nahda selvän köyhtymistrendin pienehkösta näytemateriaalista huolimatta Nipitoisuus oliviinissa on korkeimmillaan n 13 ppm ja vastaavasti Fepitoisuus % Raihannevalla oliviinin Nipitoisuus on samaa luokkaa, mutta Fepitoisuus suurimmillaan lähes 25 % Selvää köyhtymistrendia ei voi havaita Huituperan ja Riitakallion intruusioissa oliviinin Nipitoisuus on alle 5 ppm ja Fepitoisuus 15 2 % Sen sijaan ekstrusiivien oliviinin Nipitoisuus on useimmiten 15 2 ppm ja Fepitoisuus 14 2 % Ortopyroksenin (liite 5) ja klinopyroksenin (liite 6) suhteen tulos on samansuuntainen vaikka aineisto muutamista intruusioista on niukka Magman Nipitoisuus nayttaisi tällä perusteella olleen melko korkea Hiturassa, Raihannevalla ja myös ekstrusiiveissa, mutta alhainen Huituperalla ja Riitakalliolla Nikkelimalmin tekemisessa on rikilla ratkaiseva osuus Rikkiä voi tietysti analysoida intruusiokohtaisesti ja laskea sulfidifaasin Nipitoisuutta Hyödyllisemmaksi on osoittautunut kuitenkin Nivalan alueella rikin jakaantumisen tarkastelu sulfidifaasin ja silikaattifaasin kesken AASanalyysi kertoo suoraan rikkiin sitoutuneen nikkelin Tästä on käytetty lyhennetta NiSULPH XRFanalyysi taas kertoo kiven totaa Iin Nipitoisuuden, mukaanlukien myös silikaatteihin sitoutuneen

6 Ooutokumau finnrnines m MALMINETSINTA 1 RAPORTTI 12344lAAKI96 Aulis KinnunenIKET nikkelin XRF Ni AAS Ni on silikaatteihin sitoutunut Ni Tästä on käytetty lyhennettä NiSIL Diagrammissa NiSULPH / NiSIL (liite 7) Hituran intruusion aineisto a settuu niin, että suhde on suunnilleen 1:l 8 %:n Nimalmi sisältää silikaateissa n 8 ppm Ni Räihännevan näytteissä tuo suhde on 1 tai sen alle Vain yhdessä näytteessä suhde on n 5:l Silikaatteihin sitoutuneen nikkelin pitoisuus on alhainen suuressa osassa näytteitä Huituperän intruusion rikkimäärällä olisi saatu malmia aikaan mutta nikkelin määrä on ollut vähäinen Vielä heikommin asiat ovat Riitakallion suhteen; ei rikkiä eika nikkelia Ekstrusiivit sisaltavat silikaatteihin sitoutunutta nikkelia, mutta eivät rikkiin sitoutunutta Tässä yhteydessa kannattaa palata Riitakallion poikkeavaan näytteeseen Kysymyksessä on näyte M28613 reiästä RK1 syvyydeltä 1266, analnro Näyte on otettu vain noin 3 cm paksusta juonimaisesta osueesta selvästi oliviinirikkaampaa kiveä Analyysin mukaan se kaikilta osin poikkeaa ympäröivästä kivestä (taulukko 1) Kaikki sen ominaisuudet viittaavat siihen, että se kuuluu paremminkin ekstruusioihin kuin intruusioihin Tämä on tulkittavissa siten, että intruusiovaiheen ultramafiittia leikkaa ekstruusiovaiheen ultramafiitti Olisikohan laajemminkin esimerkiksi Vammalan alueella serpentiniittien ja cortlandiittien ikäsuhde tällainen? YHTEENVETO Nivalan alueelta kertyneen materiaalin perusteella on pyritty arvioimaan eri intruusioiden nikkelikriittisyyttä keskenään Työssä on pyritty käyttämään ns Niohjelman aineistoa hyväksi, ei ainoastaan silikaattien Ni ja Fepitoisuuksia, vaan myös XRF ja AASanalyysituloksia Näkökulmaa on myös laajennettu siten, että yhden intruusion sijasta on tarkasteltu intruusioryhmää Eri intruusiot ovat vain "lohjenneet" tavalla tai toisella jossakin vaiheessa samasta magmasäiliöstä ja yksi tai muutamat niistä sisaltavat sulfidiaineksen Mutta mikä tai mitkä? Juuri tähän kysymykseen on pyritty hakemaan vastaus yllä esitetyllä analyysiaineiston käsittelytavalla Valitettavasti kaikista satelliiteista ei ole aineistoa käytettävissä Myöhäisintä vaihetta edustavat ekstrusiivityyppiset ultramafiitit Ne esiintyvät kiinteästi vulkaanisten kivien yhteydessa eika intruusioiden tavoin migmatiittivyöhykkeessä Intruusion nikkelikriittisyys on usean muuttujan summa Yksiselitteisesti sitä ei pysty päättelemään yksistään kokonaiskoostumuksesta, ei silikaattien Nipitoisuudesta eika sulfidifaasin koostumuksesta Nämä tiedot yhdistettynä nikkelin jakaantumiseen sulfidifaasin ja silikaattifaasin kesken antavat luotettavamman lopputuloksen Lisäksi vertailu on hyvä tehdä usean samankantaisen intruusion välillä Valitettavasti Nivalan alueella ei tässä käsitellyissä satelliiteissa ole nikkelipotentiaalia, vielä vähemmän ekstrusiiveissa

7 Ooutokumpu finnmines m MALMINETSINTA RAPORTTI lAA W96 Aulis KinnunenIKET TAULUKKO 1 ANALYYSEJA RIITAKALLION INTRUUSION NAYTTEISTA HNRO ANRO NAYTE Nlppm CUppm COppm S% NIIOL FEIOL NIIOPY FEIOPY NIIMPY FEIMPY NIIAF FEIAF FOIOL S12 T12 AL23 CR23 FEO MNO MGO CAO NA2 K2 Nl %

8 HITURAN ALUEEN GEOLOGINEN KARTTA Liite 1 ll\hitu\geol8 DRW L W T Muut khwi m Nlld<elimalmi

9 Liite 2 MgO / CaO+A13 NIVALA AREA i 7 = ' 8 = '*h, :,***e I INTRUSIONS + EXTRUSIONS I I 1 41 HITURA RI ITAKALLIO

10 Liite 3 4 Ti2 1 Cr23 NIVALA AREA INTRUSIONS EXTRUSIONS * ** 4 * = a iti* 4 + * # te, * 8 + a 4 m m B = : = = 1 R*, 1 HITURA F,s m + I i 5 1 1,5 Cr23 % RI ITAKALLIO

11 Liite 4 OLIVIININ Ni ja Fepitoisuudet NIVALA AREA INTRUSIONS EXTRUSIONS ** H U 'i =: =C = 1Ci ** ** ii * 5 i D'C %?d b I 1 1 I OLFe % OLFe % , 35 OLFe % 3 25 HUITUPERA 3 25 RIITAKALLIO 2 a 5 lm O 1 m 5 CL', E 2 a a15 5 'OoO OLFe % OLFe % 5

12 Liite 5 Ortopyrokseenin Ni ja Fepitoisuudet NIVALA AREA INTRUSIONS EXTRUSIONS I H 1 15 OPYFe % I HITURA OPYFe % 1 I OPYFe % RI ITAKALLIO OPYFe % 1 m m OPYFe %

13 Liite 6 Klinopyroksenin Ni ja Fepitoisuus NIVALA AREA INTRUSIONS EXTRUSIONS mm *H rn i: * m L= *** 4 I l I I I I MPYFe % 5 HITURA MPYFe % MPYFe % RI ITAKALLIO 1 vmm : MPYFe % 1 : MPYFe %

14 Liite 7 NiSULPH 1 NiSIL NIVALA AREA NiSIL ppm 1 8 HITURA NiSIL ppm NiSIL ppm E Q Q 1 8 I s 6 a l a =c4 9 z E P ;$ 6 5 s 3 E 4 9 z 2 RIITAKALLIO * == HUITUPERA NiSIL ppm NiSIL ppm