Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR 1, HH-KR2 ja HH-KR3 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit

Transkriptio

1 Työraportti 9740 Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HHKR 1, HHKR2 ja HHKR3 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Olavi Taikinaaho Kivitieto Oy ''oulukuu 1997 POSVA OY Mikonkatu 15 A, FIN HELSINKI Puhelin (09) Fax (09)

2 Työ r a p o r t t i Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HHKR 1, HHKR2 ja HHKR3 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Olavi Taikinaaho Kivitieto Oy Joulukuu 1997

3 Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa

4 LOVIISAN HÄSTHOLMENIN KAIRAUSNÄYTTEIDEN HHKR1, HHKR2 JA HHKR3 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT TIIVISTELMÄ Tässä raportissa esitetään Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HHKR1, HHKR2 ja HHKR3 petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. Kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset on määritetty polarisaatiomikroskoopilla ja päämineraaleina esiintyvien plagioklaasin, biotiitin ja amfibolien kemialliset koostumukset on määritetty käyttäen mikroanalysaattoria. Kokokivianalyysit on teetetty käyttäen röntgenfluoresenssianalysaattoria (RF), neutroniaktivaatioanalysaattoria, LECOrikkianalysaattoria ja ioniselektiivisiä elektrodeja. Rakomineraalit on identifioitu silmämääräisesti ja tarvittaessa identifiointi on varmennettu käyttäen stereomikroskooppia ja röntgendiffraktometria. Näytteiden kivilajit on jaettu neljään päätyyppiin, jotka ovat: 1) viborgiitit ja pyterliitit, 2) porfyyriset rapakivet, 3) tasarakeiset rapakivet sekä 4) vaaleat, heikosti porfyyriset rapakivimuunnokset ja apliittiset juonet. Näiden lisäksi on tavattu vähäisempinä osueina graniittisia, todennäköisesti rapakiviassosiaatioon suoranaisesti kuulumattomia graniitteja. Viborgiitit ja pyterliitit ovat tekstuuriltaan porfyyrisiä rapakivigraniitteja, joissa merkittävä osa hajarakeista esiintyy keskirakeisen perusmassan ympäröiminä ovoideina eli pyöreäpiirteisinä, kalimaasälpärakeina. Viborgiittien ovoideihin liittyy tyypillisesti plagioklaasivaippa, mutta pyterliiteissä niitä tavataan vähemmän. Tasarakeiset rapakivet samoin kuin graniiteiksi kartoitetut kivilajitkin ovat modaalisen koostumuksensa perusteella tyypillisiä, keskirakeisia graniitteja. Porfyyrisissä muunnoksissa on vaihtelevia määriä parin kolmen senttimetrin läpimittaisia hajarakeita. Apliitit ja vaaleat rapakivet sisältävät tummia mineraaleja alle 5 %, ja myös ne voivat sisältää pieniä määriä porfyyrisiä hajarakeita. Tyypillisimpinä matalan lämpötilan rakomineraalifaaseina on tavattu kalsiitti, dolomiitti, rautahydroksidi ja savimineraalit (illiitti, kaoliniitti, montmorilloniitti). Näitä esiintyy karkeasti arvioiden kaikissa kairausnäytteissä ja kaikilla kairaussyvyyksillä. Edellisten lisäksi esiintyy satunnaisesti Fekiisua ja fluoriittia sisältäviä rakoja. Karbonaattikiteytymät ovat joko kalsiittia ja/tai dolomiittia, ja niitä on tavattu kaikista näytteistä kohtalaisen runsaasti. Vahvuudeltaan karbonaattikiteytymät ovat tyypillisesti alle 1 mm ja paksuimmillaan 3 mm:n luokkaa. Makroskooppisesti on eräistä raoista todettu rakokalsiittien kiteytyneen ainakin kahdessa vaiheessa. Rautahydroksideja ja toisinaan myös savimineraaleja esiintyy jopa m pituisissa yhtenäisissäjaksoissa, ilman syvyysriippuvuutta. Etenkin ne vyöhykkeet, joissa esiintyy rautahydroksideja runsaasti sisältävät tyypillisesti ympäristöään runsaammin rakoja ja niiden vedenjohtavuus on useassa tapauksessa suuri. Tyypillisesti rautahydroksidit muodostavat kalvomaisen ohuita, enimmillään millimetrien vahvuisia katteita. Metasomaattisesti voimakkaasti muuttuneet kivilaji vyöhykkeet, joissa isäntäkiven maasälvät ovat kaolinisoituneet, illiittiytyneet ja joskus myös hematiittiutuneet, vaikuttavat suoranaisesti myös rakomineraaliseurueisiin. Rakomineraalit koostuvat näissä vyöhykkeissä vastaavasti kaoliniitista, illiitistä ja hematiitista/punarapaumasta, riippuen kulloisenkin muutosvyöhykkeen luonteesta ja muutosprosessin intensiivisyydestä. Kloriittipintaisia rako ja ja kloriittihiertovyöhykkeitä esiintyy yleisesti kaikissa kivilajiympäristöissä ja kaikilla syvyyksillä. A vainsanat: Paleoproterotsoinen, anorogeeninen, rapakivi, graniitti, petrologia, kokokivikemia, mineraalikemia, matala lämpötila, rakomineraali.

5 LOVIISA, HÄSTHOLMEN, PETROLOGV ANG LOW TEMPERATURE FRACTURE MINERALS IN DRILL CORE SAMPLES HHKR1, HHKR2 AND HHKR3 ABSTRACT The results of petrological studies and low temperature fracture mineral mappings of drill cores HHKR1, KR2 and KR3 from the Hästholmen area are presented in this report. The petrographic mapping was performed with the naked eye and the textures and modal mineral compositions of the rock samples were determined by polarization microscopy. Thechemical compositions of the plagioclase, biotite and amphiboles existing as major components, were determined by JEOL733 superprobe at theinstitute of Eleetron Optics, University of Oulu. Whole rock analyses were carried out at the RAL laboratory (Canada) using an ray spectrometer, neutron activation analyzer, LECO sulphur analyzer and ion selective electrodes (ISE). The fracture minerals were mapped and identified with the naked eye and by stereo microscopy and ray diffractometry. The four main rock types of the drill cores area are: 1)wiborgites and pyterlites, 2) porphyritic rapakivi granites, 3) even grained rapakivi granites and 4) weakly porphyritic, leucocratic rapakivi granites and applites. In addition to these in the cores has been found also granitic rocks, probably not directly associated with the rocks of the rapakivi association. Wiborgites and pyterlites are porphyritic rapakivi granites the phenocrysts of which are roundish Kfeldspar grains or ovoids surrounded by medium grained ground mass. The ovoids in the wiborgites are mantled by plagioklase whereas the ovoids in the pyterlites typically have no plagioklase mantles. Even and medium grained rapakivi granites are typical granites in their modal mineral composition. Porphyritic varieties include phenocrysts 1 2 cm in diameter. Weakly porphyritic, leucocratic rapakivi granites contain a few, scarcely visible feldspar phenocrysts and mafic minerals less than 5 %. Applites are reddish, medium and even grained granites including less than 5 % mafic minerals. Calcite, dolomite, Fe hydroxides and clay minerals (illite, montmorillonite and kaolinite) form the most typical fracture mineral phases throughout the drill cores. Carbonate crystallizations consist of calcite and/or dolomite which have been found frequently in every core. Carbonate fillings are typically less than 1 mm thick and ca. 3 mm at most. The crystallization of calcite took place in at least two phases the products of which are distinguishable by naked eyes. Fe hydroxides may exist serially in every drilling depths and no depth control is established. Fe hydroxides form typically thin filmy covers, 1 mm in thickness at most. Fluorite and Fe sulphides (pyrrhotite and pyri te) have been found less frequently. The zones of high metasomatic alteration in which the feldspars are replaced by kaolinite, illite and sometimes also by hematite affect directly to fracture mineral phases. Fracture minerals in these zones consist of kaolinite, illite and hematite controlled by the character of alteration zone and intensity of alteration process. Fracture walls coated by chlorite and chloritic slickensides occur in every bedrock environments and in every depths. Keywords: Palaeoproterozoic, anorogenic, rapakivi, granite, petrology, whole rock chemistry, mineral chemistry, low temperature, fracture mineral.

6 5 SISÄLLYSLUETTELO: TITVISTELMÄ ABSTRACT 1 JOHDANTO Tutkimusalue Tutkimuksen tavoite Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Rakomineraalifaasit ja seurueet Kairausnäyte HHKRl Petrografia Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Viborgiitti ja pyterliitti Porfyyrinen rapaki vi Tasarakeinen rapakivi Graniitti Rakomineraalit Yleispiirteet Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä Kairausnäyte HHKR Petrografia Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Viborgiitti ja pyterliitti Porfyyrinen rapakivi Tasarakeinen rapakivi Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Rakomineraalit Yleispiirteet Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä

7 6 4 Kairausnäyte HHKR Petrografia Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Pyterlu ttt Porfyyrinen rapaki vi Tasarakeinen rapakivi Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Rakomineraalit Yleispiirteet Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä Yhteenveto Liitteet

8 7 1 JOHDANTO Imatran Voima Oy:n ja Teollisuuden Voima Oy:n voimalaitosten ydinjätehuollossa varaudutaan käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen Suomen kallioperään. Posiva Oy huolehtii tähän liittyvistä tutkimuksista. Yksityiskohtaiset sijoituspaikkatutkimukset on aloitettu 1993, ja niitä tehdään Eurajoen Olkiluodon, Kuhmon Romuvaaran ja Äänekosken Kivetyn alueilla vuoteen 2000 saakka. Vuoden 1997 alussa aloitettiin vastaavanlaiset tutkimukset Loviisan Hästholmenin alueella. Loppusijoituspaikka valitaan vuonna Tässä raportissa esitetään Hästholmenin tutkimusalueelle vuonna 1997 kairattujen reikien HHKR1, HHKR2 ja HHKR3 petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. 1.1 Tutkimusalue Hästholmenin saari sijaitsee Loviisan kaupungin kaakkoispuolella, noin 15 kilometrin päässä kaupungista. Tutkimusalue on noin puolitoista kilometriä pitkä ja puoli kilometriä leveä (kuva 11) rajoittuen joka puolelta Suomenlahteen (Posiva 1996). 1.2 Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen tavoitteena on ollut määrittää Hästholmenin alueen kairausnäytteiden HH KR1, HHKR2 ja HHKR3 kivilajien petrologiset ja mineralogiset ominaispiirteet, analysoida tyypillisimpien ja Jaajimpia esiintymisalueita edustavien kivilajimuunnosten kemialliset koostumukset sekä määrittää valittujen näytteiden plagioklaasin, biotiitin ja amfibolin kemialliset koostumukset. Tavoitteena on ollut myös kartoittaa matalan lämpötilan rakomineraalien esiintymisalueet keskittyen vettä parhaiten johtaviin vyöhykkeisiin. Hästholmenin alueelle tehtyjen kairanreikien sijaintipaikat on esitetty kuvassa 11. Kairausnäytteet HHKR1 ja KR2 ovat noin 1000 metriä pitkiä. HHKR3 näyte on noin 600 metrin mittainen, ja se on kairattu aiemmin tehdyn reiän Y7 jatkeeksi. 1.3 Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto Kivilajien modaalisten koostumusten, kokokivenkemiallisten koostumusten ja mineraalien kemiallisten koostumusten osalta vertailumateriaaleina on käytetty alueen aiempien petrologisten tutkimusten tuloksia, jotka on esitetty raportissa Gehör et al. ( 1997).

9 8 l!:'j Smedsholmarna Hästholmsfjärd ():> 0 Stora Kolmen 0 Hudöfjärden Kuva 11. Hästholmenin alue ja kairanreikien sijaintipaikat.

10 9 Vertailuaineistoina käytetyt maankuoren eri osien ja yleisten kivilajityyppien koostumukset ovat peräisin teoksesta Taylor & McLennan ( 1985) ellei toisin ole mainittu. Käytetyt petrologiset ja petrogeneettiset luokitusmenetelmät ja esitetyt diagrammit perustuvat artikkeleihin Cox et al. (1979), lrwine & Baraggar (1971), LeMaitre et al. (1987), Maniar & Piccoli (1989), Mullen (1983), Peacock (1931), Pearce & Cann (1973), Pearce et al. (1984), Streckeisen (1976) ja Winchester & Floyd (1977). Rakomineraalien esiintymisalueita kuvaavissa diagrammeissa käytetty vedenjohtavuutta kuvaava aineisto prustuu raporttiin Pöllänen & Rouhiainen (1997) ja kairausnäytteiden rakoluvut raportteihin Niinimäki (1997a, 1997b) ja Rautio Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Rakomineraalikartoitus ja näytteenotto petrologisia ja mineralogisia tutkimuksia varten on tehty Geologian tutkimuskeskuksen Lopen kairasydänarkistossa. Kartoitusavustajina ovat toimineet E. Karjalainen, T. Karvonen ja S. Lehtola. Kartoitusaineiston puhtaaksikirjoituksen ovat suorittaneet E. Karjalainen ja S. Lehtola. Kairausnäytteistä on otettu edustavat näytteet pääkivilajien modaalisen mineraalikoostumuksen, tekstuurin ja kokokiven kemiallisen koostumuksen määrittämistä varten. Näytteiden valinnan on suorittanut FT A. Kärki. Kairausnäytteiden kivilajit ovat pääosin erityyppisiä rapakiviä. Yksityiskohtaisiin jatkotutkimuksiin on pyritty valitsemaan tyypillisimpiä ja kairausnäytteiden merkittävintä osuutta edustavia kivilajimuunnoksia samassa suhteessa, jossa ne kairausnäytteissä esiintyvät. Pääkivilajeja edustavista näytteistä on valmistettu kiillotetut ohuthieet valomikroskooppitutkimusta ja mikroanalyysejä varten. Ohuthieiden kokonaismäärä on 37 kpl ja ne on valmistanut Oulun yliopiston geotieteiden laitoksen hielaboratorio. Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri on määritetty polarisaatiomikroskoopilla ja pistelaskurilla laskemalla viisisataa pistettä kustakin ohuthieestä. Pistelaskut on suorittanut FM S. Suoperä. Petrografinen kuvaus perustuu valomikroskooppitutkimukseen, ja se on A. Kärjen ja S. Suoperän laatima. Kokokivianalyysit on teetetty kanadalaisessa RALlaboratoriossa röntgenfluoresenssianalysaattorilla (RF), neutroniaktivaatioanalysaattorilla (INAA), rikkianalysaattorilla (LECO) sekä käyttäen ioniselektiivisiä elektrodeja (ISE). Kokokiven kemiallisen aineiston käsittelyn on tehnyt A. Kärki. Määritetyt alkuaineet, analyysimenetelmät ja määritysrajat on esitetty taulukossa 11.

11 10 Taulukko 11. Kokokivianalyyseissä määritetyt elementit, menetelmät ja määritysrajat. Elementti Menetelmä Määritsraia Elementti Menetelmä Määritsraia Si02 RF 0,01% Ba RF 20ppm Ti02 RF 0,001% Zr RF 3ppm Al20 3 RF 0,01% Nb RF 3ppm Fe20 2 RF 0,01% Sr RF 2ppm MnO RF 0,01% Cs NA 1 ppm MgO RF 0,01 o/o Mn ICP 2ppm CaO RF 0,01% u NA 0,5 ppm NO RF 0,01% F ISE 20ppm K20 RF 0,01% Cl ISE 50ppm P20s RF 0,01% s LECO 0,01% Th NA 0,5 ppm Br NA 0,5 ppm Rb RF 2ppm Cr20 3 RF 0,01% y RF 2ppm LOI RF 0,01% Kivilajien päämineraaleina esiintyvien biotiitin, amfibolien sekä plagioklaasin kemialliset koostumukset on analysoitu mikroanalysaattorilla yhteensä 16 edustavasta mineraalirakeesta. Mineraalien kemialliset koostumukset on määritetty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksen JEOL733 mikroanalysaattorilla FM 0. Taikinaahon valvonnassa. Mineraalianalyysiaineiston käsittelyn on suorittanut FT S. Gehör. Rakomineraalikartoituksen sekä näytteenoton ovat tehneet S. Gehör, A. Kärki, S. Suoperä ja 0. Taikinaaho. Aineiston käsittelyn on suorittanut ja yhteenvedon laatinut S. Gehör. Rakomineraalien kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla ja röntgendiffraktometrilla (RD). RDmääritykset on tehty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella Siemensröntgendiffraktioanalysaattorilla 0. Taikinaahon toimesta. 1.5 Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Hästholmen sijoittuu Suomen laajimman rapakivimassiivin, ns. Viipurin massiivin länsiosaan (Simonen 1980a). Kemiallisesti sen kivilajit ovat tyypillisiä alkalisluonteisia, kalium ja rautarikkaita rapakiviä (Nurmi & Haapala 1986). Tekstuurin perusteella Viipurin massiivin rapakivet on luokiteltu viborgiiteiksi, pyterliiteiksi sekä tasarakeisiksi ja porfyyrisiksi rapakiviksi (kuva 12, Simonen 1980b, Vorma 1976). Eri rapakivigeneraatioiden iät vaihtelevat Ma (Vaasjoki 1977, Vaasjoki & Huhma 1992). Hästholmenin alueen kallioperä koostuu näistä samoista, eri muodoissaan esiintyvistä rapakivityypeistä (Posiva 1996, Kuivamäki et al. 1996).

12 11 Vähäovoidiset viborgiitit Vähäovoidiset pyterliitit Viborgiitit Pyterliitit V aipalliset ovoidit Vaipatlomat ovoidit Kuva 12. Rapakivien luokitus ja nimitysperusteet

13 12 Hästholmenin alueen yleispiirteet on esitetty kuvassa 11. Valokuvia tyypillisimmistä rapakivimuunnoksista on esitetty kuvassa 13. Kairausnäytteiden HHKR1 HHKR3 kivilajit edustavat samoja rapakivimuunnoksia kuin maanpintaleikkauksen kivilajitkin sillä poikkeuksena, että KR3:ssa tavataan poikkeuksellisen runsaasti vaaleita, heikosti porfyyrisiä ja vain satunnaisia ovoideja sisältäviä rapakiviä, joita on nimitetty myös porfyyriapliiteiksi. Rapakivet muodostuvat neljästä eri komponentista: tasarakeisesta ja tyypillisesti keskirakeisesta perusmassasta; tavallisista, usein ainakin osittain omamuotoisista hajarakeista, jotka ovat tyypillisimmin maasälpiä; vaipattomista kalimaasälpäovoideista sekä neljäntenä komponenttina plagioklaasivaipallisista ovoideista. Eri kivilajimuunnoksissa mainittujen komponenttien keskinäiset määräsuhteet voivat vaihdella varsin laajasti. Esimerkiksi viborgiiteissa vaipallisten ovoidien määrä on aina suurempi kuin vaipattomien, mutta myös tavallisia hajarakeita voi sisältyä niihin. Tasarakeisen perusmassan suhteellinen osuus voi vaihdella verrattain paljon. Nimeämisessä merkittävin tekijä on ovoidien määrän suhde muiden hajarakeiden ja perusmassan määrään. Tässä raportissa viborgiiteiksi on luokiteltu sellaiset rapakivimuunnokset, joissa hajarakeita on yli 30 % koko kiven massasta, ovoidit muodostavat vähintään 25 % hajarakeista ja vaipallisia ovoideja on enemmän kuin vaipattornia ovoideja (kuva 12). Pyterliitit on määritetty samoin perustein sillä erolla, että pyterliiteissä vaipattornia ovoideja on enemmän kuin vaipallisia. Porfyyrisiksi rapakiviksi on luokiteltu sellaiset muunnokset, joissa hajarakeista vähintään 75% on muita kuin ovoidejaja vähintään 30% kivenkoko massasta muodostuu hajarakeista (kuva 12). Vähäovoidiset viborgiitit ja pyrterliitit sekä heikosti porfyyriset rapakivet sisältävät 5 30 % hajarakeita. Muut rajaarvot ovat samoja kuin enemmän hajarakeita sisältävissä kivissä. Kuva 13 seuraavalla sivulla. A. Viborgiitti, jossa ovoidit ovat noin 2 mm vahvan plagioklaasivaipan ympäröimiä. B. Pyterliitti, jossa suuri kehätön ja pienempiä kehällisiä ovoideja. C. Porfyyrinen rapakivi, jossa muutamia ovoideja. D. Vaalea heikosti porfyyrinen rapakivi (näyte HH.88, HHKR3 796,00 m). E. Pieni ja tasarakeinen rapakivi. F. Keskirakeinen rapakivi. G. Vaalea, porfyyrinen rapakivi. H. Viborgiitti, jossa ovoidien plagioklaasikehät ovat kaolinisoituneet ja osin hematiitin korvaaamia (näyte HHKR2 449,90 m). Kairausnäytteiden halkaisijat ovat42mm.

14 13

15 Rakomineraalifaasit ja seurueet Tutkituissa kairausnäytteissä tavatut merkittävimmät rakomineraalifaasit ovat erilaisia karbonaattimineraaleja, rautaoksideja ja hydroksideja, rautakiisuja, savimineraaleja sekä fluoriittia. Tyypillisimmät rakomineraalit sekä niiden kemialliset kaavat ovat: Kaisiitti Dolomiitti Fluoriitti Hematiitti Rau takiisu t: Rautahydroksidit: S a vimineraali t: CaC0 3 Ca,Mg(C0 3 ) 2 CaF 2 Fe magneettikiisu Fe 1 _xs rikkikiisu FeS 2 götiitti FeO(OH) limoniitti FeO(OH)*nH 2 0 illiitti (K,Ca,Mg)AliSi 3 Al0 10 )0H 2 kaoliniitti Al 2 Si (0H) 4 montmorilloniitti Na(Al, Mg) 8 (Si )ioh) 8 *nh 2 0 smektiitti (ryhmä savimineraaleja) Valokuvia rakomineraaleista ja yleisimmistä rakomineraaliseurueista on esitetty kuvassa 14. Alueen kairausnäytteet on jaettu syvyysvyöhykkeisiin niiden sisältämien rakomineraaliseurueiden perusteella. Luokittelu on tehty tavallisimpien ja runsaimpina esiintyvien mineraalispesiesten mukaan. Rakomineraaliseurue on keinotekoisesti määrätty nimike mineraaliryhmälle, joka esiintyy kairausnäytteen tietyllä rakopinnalla tai koostuu vierekkäisten rakopintojen sisältämistä rakomineraaleista. Rakomineraaliseurueeseen kuuluvat mineraalit eivät välttämättä ole fyysisesti kontaktissa tai kemiallisesti tasapainossa keskenään. Niiden synnyn ei tarvitse olla samanaikainen. ldentifioidut rakomineraaliseurueet ovat: Karbonaattiseurue Karbonaatti savimineraaliseurue Karbonaatti +/ savimineraali +/fluoriittiseurue Karbonaattirautakiisu savimineraaliseurue Rautahydroksidiseurue Rau tahydroksidikarbonaattiseurue Rautahydroksidi savimineraalikarbonaattiseurue Rautahydroksidisavimineraaliseurue Rautahydroksidisavimineraali+/fluoriittiseurue Rautahydroksidirautakiisu savimineraali +/fluoriittiseurue Rautakiisuseurue S a vimineraaliseurue Savimineraalifluoriittiseurue

16 15 Kuva 14. seuraavilla sivuilla. A. HHKR1 115,33 m. Hematiittia, Fehydroksidia, kloriittia, illiittiä ja dolomiittia sisältävä rako. Rakopinnalla noin 1 cm halkaisijaltaan olevia syöpymiä B. HHKR1 179,58 m. Hematiittia, dolomiittia (valkoinen), dolomiittia (punertava) sekä rikkikiisua sisältävä rakopinta. C. HHKR1468,08 m. Hematiittia, punarapumaajakaoliniittia sisältävä syöpynäinen rakopinta. D. HHKR1 947,29 m. Punarapaumaa, dolomiittia, illiittiä ja montmorilloniittia sisältävä rakopinta, jossa syöpymiä. E. HHKR2 371,19 m. Kalsiittitäytteinen avorako, jossa täytepaksuus on 2 mm. F. HHKR2 796,67 m. Omamuotoista kalsiittia sisältävä rakopinta, jokssa runsaasti syöpymiä. Täytepaksuus 3 mm. G. HHKR2 853,24 m. Hematiittiiskoksinen breksia. Kiven rakopinnalla on hematiittia sekä punarapaumaa. H. HHKR2 853,24 m. Hematiittiiskoksinen breksia, jonka rakopinnalla on hematiittia sekä punarapaumaa. 1. HHKR2 903,19 m. Kiteistä hematiittia sisältävä punarapautunut rakopinta, jossa on lisäksi illiittiä ja montmorilloniittia. Kiteinen hematiitti näkyy kuvassa näytteen kärkiosan kummallakin reunalla metallin kiiltoisina pisteinä. J. HHKR3 284,59 m. Dolomiittia, kalsiittia (raon keskiosassa oleva punertava laikku), illiittiä ja montmorilloniittia sisältävä rako. K. HHKR3 401,06 m. Niukkatäytteinen rakopinta, jossa vihreää montmorilloniittia, valkoista kaoliniittia pesäkkeinä sekä laikkuina. L. HHKR3 573,85 m. Fluoriittipintainen avorako, jossa kookkaina hajarakeina omamuotoisia kalsiittidolomiittikiteitä. Kairausnäytteet ovat läpimitaltaan 42 mm kokoisia.

17 HHKR1 179,58 m 0'\

18 17

19 18

20 19 2 Kairausnäyte HHKR1 Kairanreikä HHKR1 sijaitsee Hästholmenin pohjoisosassa (kuva 11). Reiän lähtöpisteen koordinaatit ovat = 5971,01, Y = 4057,86 ja Z = 6,55. Kairauksen lähtösuunta on 307 ja lähtökaltevuus 60,7. Kairausnäyte on otettu talteen syvyysväliltä 3, ,13 m. 2.1 Petrografia Näyte HHKR1 koostuu pääosin viborgiiteista ja pyterliiteistä, joiden lisäksi tavataan vähäisempiä määriä erilaisia tasarakeisia ja porfyyrisiä rapakivimuunnoksia. Kairanreikä lävistää myös muutamia tasarakeisia tai porfyyrisiä graniittijaksoja, jotka ovat ominaispiirteiltään tavanomaisesta rapakiviseurueesta poikkeavia. Syvyysväleillä mja m kivilajit ovat keskimääräistä voimakkaammin muuttuneita, tummien mineraalien osalta hematiittiutuneita ja maasälpienkin osalta rautaoksidien tai hydroksidien pigmentoimia. Voimakkainta muuttuminen on m syvyysvälillä olevien hematiittiiskoksisten breksiavyöhykkeiden ympäristössä. Kairausnäytteen kivilajit on kuvattu yksityiskohtaisesti taulukossa 21 ja yksinkertaistetussa graafisessa muodossa kuvassa 21. Taulukko 21. Kairausnäytteen HHKR1 kivilajit Syvyys (m) Kuvaus 3,07 25,10 52,50 54,00 77,10 78,15 98,90 99,85 Alku. T ASARAKEJNEN RAP AKIVI, keskirakeinen, jossa muutamia alle 5 cm läpimittaisia plagioklaasikehällisiä ovoideja sekä tavallisina, osittain omamuotoisina hajarakeina kalimaasälpää ja plagioklaasia. PYTERLIITTI, jossa paikoin runsaasti, paikoin tuskin lainkaan ovoideja. Tasa ja hienorakenteinen RAP AKIVI. VIBORGIITTI, jossa runsaasti läpimitaltaan 1 5 cm:n kokoisia, tyypillisesti 2 3 mm:n vahvuisen plagioklaasikehän sisältäviä ovoideja. Breksia 1 ruhjevyöhyke. VIBORGIITTI kuten edellä, sekä muutamia tasarakeisia juonia. VIBORGIITTI, jossa plagioklaasi kaolinisoitunutta.

21 20 Efm Pyterliitti [=fi Viborgiitti r71 Tasarakeinen rapakivi Porfyyrinen rapakivi Kuva 21. Kairausnäytteen HHKRl kivilajit

22 21 Taulukko 21. Kairausnäytteen HHKR1 kivilajit, jatko. Syvyys (m) Kuvaus 112,85 113,85 134,80 135,20 158,75 159,40 208,50 240,10 254,00 272,45 273,00 281,47 281,90 311,50 359,50 378,00 VffiORGllTTI,jossa runsaasti ovoidejaja ovoidien PLAGIOKLAASissa ruskea pigmentti. Tasarakeinen RAP AKIVI 1 porfyyrinen RAP AKIVI, jossa lopussa muutamia ovoideja. VffiORGllTTI, jossa paikoin vain vähän ovoideja, muutamia pyterliittiseltä vaikuttavia jaksoja. Tasa ja keskirakeinen RAP AKIVI. VffiORGIITTI, jossa plagioklaasi on vaaleata, ilmeisesti muuttunutta. Tasarakeinen rapakivi, jossa lopussa vähän (alle 5%) kehättömiä, konsentrisia ovoideja. VffiORGllTTI, jossa plagioklaasi on vaaleata. Loppuosassa hyvin suuria kehättömiä ovoidejaja kehällisten ovoidien määrä pienentyy. Välillä m vaaleata, maasälpien osalta tyypillistä enemmän muuttunutta rapakiveä. PYTERLllTTI, joka on paikoin porfyyriseltä RAP AKIVELT Ä vaikuttava. Selvästi kehällisten ovoidien määrä vaihtelee, mutta on kokonaisuudessaan pienehkö. VffiORGIITTI, jossa ovoidien plagioklaasikehät tyypillisesti ruskean pigmentin värjäämiä. PYTERLllTTI, joka on paikoin porfyyriseltä RAP AKIVELT Ä vaikuttava. Selvästi kehällisten ovoidien määrä vaihtelee, mutta on kokonaisuudessaan pienehkö. Vaalea, keskirakeinen GRANIITTI. VffiORGIITTI, joka vaihettuu varsin pian PYTERLIITiksi. Vaalea, keskirakeinen GRANIITTI. PYTERLIITTI. VffiORGIITTI, jossa kehät epäselviä, mutta kuitenkin erottuvia. PYTERLIITTI, joka paikoin kohtalaisesti ovoideja sisältävä, mutta paikoin lähinnä porfyyrinen rapakivi. Ovoidien määrä kokonaisuutena suhteellisen pieni.

23 22 Taulukko 21. Kairausnäytteen HHKR1 kivilajit, jatko. Syvyys (m) Kuvaus 404,20 405,25 418,45 420,25 424,80 425,20 446,10 455,80 465,05 469,00 476,70 485,40 490,70 521,70 527,30 556,45 562,95 573,80 VIBORGITTTI, jonka ovoideissa tyypillisesti alle 1 mm paksu PLA GIOKLAASikehä. Ovoidit ovat osin konsentrisia. Harmaa, tasarakeinen RAP AKIVI. VIBORGITTTI. T ASARAKEINEN RAP AKIVI, jossa keskirakeisesta, porfyyrisestä RAPAKIVEST Ä koostuvia jaksoja. PYTERLITTTI Breksiapiirteinen RAP AKIVI, jossa suuria kehättömiä kalimaasälpäovoideja. VIBORGITTTI, jossa pyterliittisiä jaksoja satunnaisesti, ja jatkuvasti viimeisen viiden metrin matkalla. PYTERLITTTI, joka tekstuuriltaan paikoin tavallinen porfyyrinen RAPAKIVI. VIBORGITTTI, jossa plagioklaasikehät tyypillisesti epäteräviä Ja kontaktit perusmassaan vaihettuvia. PYTERLllTTI, jossa syöpymäonkaloita. Tummat mineraalit hematiittiutuneet. Jaksossa myös cm levyisiä tasarakeisia rapakivi osueita. Vaalea, porfyyrinen RAP AKIVI. VIBORGllTTI, ovoideissa on vaaleat mutta epäselvät kehät. Porfyyrinen, keskirakeinen RAP AKIVI. PYTERLllTTI, joka paikoin runsaasti kehällisiä ovoideja sisältävä VIBORGITTI ja paikoin lähinnä porfyyrinen RAPAKIVI. Porfyyrinen RAP AKIVI, jossa läpimitaltaan mm kokoisia maasälpähajarakeita keskirakeisessa perusmassassa. VIBORGllTTI, joka on alkuosastaan PYTERLllTTinen ja loppuosasta tumma ja sisältää pieniä kehättömiä ovoideja. (Välillä 552,40 553,00 m tasarakeinen RAP AKIVI). Tasarakeinen, keskirakeinen vaalea GRANITTTI. PYTERLllTTI.

24 23 Taulukko 21. Kairausnäytteen HHKR1 kivilajit, jatko. Syvyys (m) Kuvaus 582,45 592,75 598,10 612,10 622,10 622,70 737,85 741,70 769,50 773,15 773,75 776,10 776,55 779,30 783,60 784,40 785,50 793,10 811,20 822,50 Vaalea porfyyrinen GRANITTTI. PYTERLITTTI,jossa selviä puolen metrin levyisiä VIBORGIITTijaksoja. Porfyyrinen RAP AKIVI. PYTERLITTTI. VIBORGITTTI, joka välillä m lähinnä porfyyrinen rapakivi tai PYTERLITTTI. Breksiapiirteinen RAP AKIVI. VIBORGIITTI, jossa pyterliittisiä jaksoja (lev. 1 5 m) ja kirjomaasälpäjuonia välillä m. Porfyyrinen RAP AKIVI. PYTERLITTTI. Porfyyrinen RAP AKIVI, jossa muutamia tyypillisesti kehättömiä ovoideja. Tasarakeinen RAP AKIVI. PYTERLITTTI. Keski ja tasarakeinen RAP AKIVI. Porfyyrinen RAPAKIVI, jossa hajarakeet korkeintaan mm halkaisijaltaan. PYTERLIITTI. Porfyyrinen RAP AKIVI. PYTERLITTTI. PYTERLITTTI, jossa vähän ovoideja. PYTERLITTTI, jossa ovoideja verrattain vähän ja maasälpä väriltään harmaata. PYTERLITTTI, jossa plagioklaasi osin epidoottiutunutta ja osin hematiitin pigmentoimaa. Kivessä selviä VIBORGllTTJjaksoja, mm. välillä 819,60 822,50 m.

25 24 Taulukko 21. Kairausnäytteen HHKR1 kivilajit, jatko. Syvyys (m) Kuvaus 839,90 904,10 907,70 941,70 942,50 944,80 945,35 960,00 973,50 984,95 989, ,73 PYTERLllTTI/porfyyrinen RAP AKNI. Pyterliitti on tyypillisesti harmaa ja vähän ovoideja sisältävä. Paikoin kivi on ovoideja sisältämätön porfyyrinen rapakivi. VffiORGllTTI, väriltään harmaa, mutta runsaasti kehällisiä ovoidej a sisältävä välillä 859,00 863,00 m. Kivi on 864,00 m:stä alkaen voimakkaasti hematiittiutunut tummien mineraalien ja ovoidien plagioklaasikehien osalta. Keskirakeinen, porfyyrinen RAP AKIVI, joka loppuosastaan hyvin rikkonainen. VffiORGllTTI, jossa ovoidien plagioklaasikehät voimakkaasti muuttuneet, tyypillisesti hematiittiutuneet. Hematiittiiskoksinen breksia. VIBORGllTTI, jossa ovoidien plagioklaasikehät voimakkaasti muuttuneet, tyypillisesti hematiittiutuneet. Hematiittipitoinen breksia 1 ruhje. VffiORGIITTI, jossa plagioklaasi ja tummat mineraalit voimakkaasti muuttuneita jakson loppuosassa 957,00 m alkaen hematiittijuonia 1 breksiavyöhykkeitä. VffiORGIITTI, jossa plagioklaasi ja tummat mineraalit vähemmän muuttuneet ja hematiittiutuminen ei ole yhtä voimakasta kuin yllä olevassa jaksossa. VffiORGITTTI, jossa maasälvät vaaleita mutta eivät hematiittiutuneita. Ovoidit selvästi pyöreäpiirteisiä mutta niitä on vähän. Ovoidit ovat osin konsentrisia, osin homogeenisia. Suurimmat ovoidit ovat halkaisijaltaan 78 cm. Tasarakeinen osin heikosti porfyyrinen RAP AKIVI, jossa kapea punainen APLllTTUUONI. PYTERLllTTI/porfyyrinen RAP AKNI. Pyterliitin ovoidit ovat osin kehällisiä, osin kehättömiä ja heikosti perusmassasta erottuvia.

26 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri A Kuva 22. Kairausnäytteen HHKRl kivilajien QAPsuhteet ja nimitys. Qsyen = kvartsisyeniitti. Q Kairausnäytteestä HHKRl on valmistettu 15 kiillotettua ohuthiettä. Kairanreiän viborgiitit ovat väriltään joko vaaleanharmaita (näytteet HH.58 ja HH.60) tai punertavia (näytteet HH.52, HH.53, HH.54, HH.64 ja HH.65). Valtaosa tutkittujen viborgiitti näytteiden ovoideista on plagioklaasikehällisiä. Pyterliitti näytteistä kehälliset ovoidit ovat harvinaisempia, mutta kuitenkin tavallisia. Silmämääräisesti tarkasteltuna pyterliitti näytp teet HH.56 ja HH.63 ovat väriltään harmaita ja näyte HH.55 on punertava. Porfyyrinen rapakivinäyte HH.59 on harmaanpunertava. Tasarakeisia rapakivigraniitteja edustavat näytteet HH.57 ja HH.66 ovat punertavia. Näyte HH.61 on tasarakeinen, punainen graniitti, ja näyte HH.62 edustaa vaaleanharmaata porfyyristä graniittimuunnosta. Näytteiden modaaliset mineraalikoostumukset on esitetty taulukossa 22 ja kvartsimaasälpäsuhteisiin perustuva luokitusdiagrammi kuvassa 22. K vartsimaasälpäsuhteittensa perusteella kaikki rapakivimuunnokset ovat varsin tyypillisiä graniitteja ainakin laajempana kokonaisuutena tarkasteltuna. Hienäytteeseen sijoittuvan suuren kalimaasälpäovoidin takia näyte HH.58 luokittuu kuitenkin kvartsisyeniitiksi.

27 26 Taulukko 22. Kairausnäytteen HHKRl kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. Näyte HH.52 HH.53 HH.54 HH.55 HH.56 HH.57 HH.58 HH.59 Syvyys (m) 67,80 121,40 154,25 264,60 369,75 405,05 442,55 489,15 Kivilaji VIBO VIBO VIBO PYTE PYTE TRRK VIBO PORK Kvartsi 26,6 31,8 29,6 34,7 31,6 22,6 10,3 21,6 Plagioklaasi 27,7 11,9 12,0 9,9 12,6 24,3 13,1 18,8 Kalimaasälpä 35,4 44,6 35,5 46,8 45,8 46,1 66,6 58,6 Biotiitti 3,8 1,4 6,5 0,8 4,0 2,3 3,5 0,9 Sarvivälke 5,2 9,1 13,6 7,1 4,4 3,8 5,5 0,1 Fluoriitti 0,6 0,6 0,9 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 Muutyht. 0,3 0,2 0,2 0,5 0,4 0,2 0,3 0,0 Zirkoni Apatiitti Opaakit yht. 0,5 0,3 1,6 0,2 1,2 0,6 0,6 0,0 Rikkikiisu Magneettikiisu Kuparikiisu Sinkkivälke Ilmeniitti Magnetiitti Hematiitti Götiitti Näyte HH.60 HH.61 HH.62 HH.63 HH.64 HH.65 HH.66 Syvyys.(m) 535,65 561,40 580,70 833,00 895,15 947,75 988,39 Kivilaji VIBO GR POGR PYTE VIBO VIBO TRRK Kvartsi 30,9 34,3 30,2 23,8 35,9 26,6 25,1 Plagioklaasi 10,1 24,1 35,2 40,5 30,5 9,4 11,0 Kalimaasälpä 41,5 37,8 26,8 22,7 23,2 50,9 61,6 Biotiitti 8,2 3,3 7,2 3,9 1,4 1,9 1,4 Sarvivälke 7,1 0,3 0,0 5,1 7,8 1,7 0,6 Muskoviitti 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 Fluoriitti 0,8 0,0 0,1 0,3 0,0 0,0 0,3 Muut yht, 0,2 0,0 0,4 1,9 1,1 6,1 0,0 Zirkoni Apatiitti Opaakit yht. 1,3 0,1 0,0 1,8 0,0 3,4 0,0 Rikkikiisu Magneettikiis u Kuparikiisu Sinkkivälke Ilmeniitti Magnetiitti Hematiitti Götiitti VffiO = viborgiitti, PYTE = pyterliitti, PORK = porfyyrinen rapakivi, TRRK = tasarakeinen rapakivi, POGR = porfyyrinen graniitti, GR =graniitti, x = aksessorinen mineraali.

28 27 Viborgiitti Viborgiittinäytteiden ovoidien läpimitat vaihtelevat mm, ja ne ovat muodoiltaan aina pyöreähköjä. Myös suurempia, läpimitaltaan jopa 80 mm:n kokoisia ovoideja on havaittu kartoituksen yhteydessä. Käsinäytteissä ovoidien plagioklaasivaipat erottuvat usein harmaina,ja niiden paksuudet vaihtelevat 14 mm. Joskus ne ovat selvärajaisesti erottuvia, mutta joskus piirteiltään epäteräviä ja kontakteissaan perusmassaan asteittain vaihettuvia. Mikroskooppisesti harmaiden viborgiittien (näytteet HH.58 ja HH.60) ovoidien kalimaasälpärakeet ovat suuria, ovoidin sydänosan lähes kokonaisuudessaan täyttäviä rakeita. Niissä on sulkeumina ja suotaumina pyöreäpiirteisiä, läpimitaltaan 0,2 1,5 mm kokoisia kvartsirakeita, sekä albiittisia pertiittisuotaumaluiroja. Itsenäiset plagioklaasi sulkeumat ovat myös varsin yleisiä, ja ne esiintyvät läpimitaltaan 0,5 2,0 mm:n kokoisina rakeina. Plagioklaasisulkeumat ovat paikoin selvästi vyöhykkeellisiä. Biotiittia ja sarvivälkettä tavataan myös satunnaisina sulkeumina. Näytteessä HH.60 esiintyy myös muutamia lähes 8 mm:n läpimittaisia itsenäisiä plagioklaasihajarakeita, joissa sulkeumina esiintyy kvartsia ja sarvivälkettä. Plagioklaasihajarakeet ovat noin 10 % osalta pintaalaistaan hienorakeisen saussuriitin pigmentoimia. Ovoidien plagioklaasikehien paksuudet vaihtelevat varsin paljon. Näytteessä HH.60 vaipan paksuus eri ovoideissa vaihtelee 1,0 4,0 mm:iin. Näytteessä HH.58 vaipan kontakti ovoidin sisäosaan on epäselvä ja vaipan paksuus alle 1,5 mm. Näytteen HH.60 vaipan sisäreunan plagioklaasirakeet ovat lähes muuttumattomia, mutta ulkoreunalla ne ovat vähän saussuriittiutuneita. Hajarakeiden lomassa oleva perusmassa on keskirakeista raekoon vaihdellessa 0,2 4,0 mm:iin, ja se koostuu pääasiassa kvartsista, plagioklaasista, sarvivälkkeestä, kalimaasälvästäja biotiitista. Kvartsirakeet ovat läpimitaltaan 0,2 3,0 mm:n kokoisia ja vierasmuotoisia, yleensä pyöreäpiirteisiä. Plagioklaasirakeet ovat 0,4 2,0 mm kokoisia tyypillisesti voimakkaasti saussuriittiutuneita tai serisiittiytyneitä (pintaalasta %). Vierasmuotoiset sarvivälkerakeet ovat 0,4 4,0 mm:n kokoisia ja muuttuneet osittain biotiitiksi ja joskus edelleen kloriitiksi. Perusmassan kalimaasälpärakeet ovat 0,4 4,0 mm:n kokoisia ja vierasmuotoisia. Sulkeumina niissä on usein kvartsia ja lisäksi pertiittisuotaumia. Biotiittisuomut ovat 0,4 4,0 mm:n mittaisia. Ne ovat osittain omamuotoisia ja paikoin vähän kloriittiutuneita. Lähinnä perusmassaan sijoittuvat aksessoriset mineraalit ovat opaakit, apatiitti, karbonaatti, fluoriitti, zirkoni, titaniitti ja epidootti. Punertavat viborgiitit (näytteet HH.52, HH.53, HH.54 ja HH.64) poikkeavat merkittävästi vain väriltään harrnaista viborgiiteista. Kalimaasälpähajarakeiden reunoilla esiintyy usein ohut, granofyyrinen yhteenkasvettuma kvartsin kanssa. Paikoin näytteissä tavataan myös

29 28 läpimitaltaan alle 9,0 mm kokoisia plagioklaasihajarakeita, joiden pintaaloista noin 5 10 % on saussuriittipigmentin peitossa. Perusmassassa olevat sarvivälkerakeet ovat 0,5 6,0 mm kokoisia eli vähän suurempia kuin tutkituissa harmaissa viborgiittityyppeissä. Ovoideissa, plagioklaasikehien rakenteissa tai perusmassassa ei ole merkittävää eroa harrnaisiin viborgiittityyppeihin verrattuna. Näytteet HH.64 ja HH.65 ovat keskimääräistä voimakkaammin muuttuneita. Niiden kalimaasälpärakeet ovat kauttaaltaan hyvin pienirakeisen serisiittimassan ja ruskehtavan, opaakkimaisen ja hyvin pienirakeisen materiaalin samentamia. Plagioklaasirakeet ovat kalimaasälpiä vähemmän muuttuneita. Biotiittisuomujen lomassa esiintyy hematiitista ja todennäköisesti rautahydroksideista koostuvia raitoja. Amfibolirakeet ovat lähes täydellisesti biotiittiutuneita, kloriittiutuneita ja rautamineraaleiksi muuttuneita. Amfibolirelikteissä on satunnaisesti kulkevia hematiittijuoniverkostoja, ruskeita, pisaratai laikkumaisia rautahydroksidikasaumia pienirakeisen biotiittikloriittimassan joukossa. Muuttumatonta amfibolia on usein jäljellä vain pieninä reliktikappaleina. Pyterliitti Pyterliittien ovoidit ovat pyöreitä ja hienäytteessä läpimitaltaan mm:n kokoisia. Niissä on myös varsin suuria, jossain määrin kulmikkaita maasälpähajarakeita. Näytteet HH.56 ja HH.63 edustavat käsinäytteessä harmaata tyyppiä, jossa tavattujen vaipallisten ovoidien plagioklaasikehien paksuudet vaihtelevat 0,5 4,0 mm. Ovoidien kalimaasälpähajarakeet ovat suuria tai ovoidit muodostuvat pelkästään yhdestä ainoasta kalimaasälpärakeesta, jossa on sulkeumina kvartsiluiroja, vyöhykkeellistä plagioklaasia, sarvivälkettä ja biotiittia. Näytteessä HH.56 kalimaasälpäovoidin ja plagioklaasikehän kontaktissa esiintyy kapea, sarvivälke ja biotiittirakeita sisältävä sauma. Näytteessä HH.63 on enemmän ovoideja ja ne ovat kooltaan suurempia kuin HH.56:ssa. Ovoideja ympäröivät plagioklaasikehät ovat terävärajaisia ja hyvin selvästi perusmassasta erottuvia. Osaksi ovoidit ovat konsentrisia, eli sisältävät useita maasälpävaippoja, joiden kontakteissa on kapea, joskus tummia mineraaleja sisältävä sauma. Lisäksi näytteestä on satunnaisia kvartsi ja plagioklaasihajarakeita. Vaipan sisäreunan puolelle sijoittuva plagioklaasi on lähes muuttumatonta, mutta ulkoreunan puolella se voi olla vähän saussuriittiutunutta. Perusmassa on keskikarkearakeista rakeiden läpimittojen vaihdellessa 0,4 3,0 mm. Se koostuu pääasiassa kvartsista, plagioklaasista, sarvivälkkeestä, kalimaasälvästä ja biotiitista. K vartsirakeet ovat 0,2 3,0 mm kokoisia, vierasmuotoisia ja aina jossain määrin kulmikkaita. Plagioklaasirakeet ovat 0,4 2,5 mm mittaisia, usein vierasmuotoisia ja tyypillisesti % osalta pintaalastaan saussuriittiutuneita. Sarvivälkerakeet ovat 0,4 3,0 mm mittaisia, vierasmuotoisia, repaleisia ja runsaasti sulkeumia sisältäviä. Rakeet ovat

30 29 muuttuneet osittain biotiitiksi sekä kloriitiksi ja opaakeiksi. Kalimaasälpä esiintyy vierasmuotoisina, 0,5 2,5 mm mittaisinaja pienirakeisen saussuriittimassan pigmentoimina rakeina. Itsenäiset biotiittisuomut ovat 0,4 2,0 mm pitkiä, mutta sarvivälkkeen muuttumistuloksena syntynyt biotiitti voi olla hyvin pienirakeista suomumassaa, joka esiintyy yhdessä pienirakeisten opaakkien ja kloriitin kanssa. Lähinnä perusmassassa tavattavat aksessoriset mineraalit ovat karbonaatti, epidootti, fluoriitti, titaniitti, apatiitti, zirkoni ja fluoriitti. Näytteessä HH.63 titaniitti esiintyy suurehkoina, noin 2 mm:n läpimittaisina rakeina. Näyte HH.55 edustaa punertavaa pyterliittiä, jossa harvakseltaan esiintyvien kalimaasälpähajarakeiden läpimitat vaihtelevat mm:iin. Kalimaasälpähajarakeissa esiintyy sulkeumina pyöristyneitä kvartsirakeita ja 0,2 2,0 mm mittaisia kvartsiluiroja, plagioklaasia 0,5 1,5 mm kokoisina rakeina, sarvivälkettä 0,5 2,0 mm kokoisina rakeina ja biotiittia 0,4 1,5 mm mittaisina suomuina. Lisäksi näytteessä on itsenäisiä kvartsi ja plagioklaasihajarakeita, jotka ovat läpimitaltaan 5 15 mm:n kokoisia. Perusmassa on keskikarkearakeista rakeiden läpimittojen vaihdellessa 1,5 3,5 mm:iin. Se koostuu kvartsista, plagioklaasista, sarvivälkkeestä, kalimaasälvästä ja biotiittista. K vartsirakeet ovat 1,0 4,0 mm läpimittaisia, vierasmuotoisia, ja ne muodostavat paikoin laajempia raekasaumia. Plagioklaasirakeet ovat 0,5 2,0 mm kokoisia, osittain omamuotoisia ja niiden pintaalasta on tavallisesti noin 30 % on hienorakeisen saussuriittipigmentin peitossa. Lähes vierasmuotoiset, repaleiset 0,4 3,0 mm mittaiset sarvivälkerakeet ovat muuttuneet osittain biotiitiksi ja kloriitiksi. Kalimaasälpä esiintyy vierasmuotoisina 0,4 2,0 mm kokoisina rakeina, jotka ovat pintaalaltaan % osalta saussuriittipigmentin peitossa. Biotiittisuomut ovat 0,3 2,2 mm mittaisia ja usein sarvivälkkeen yhteydessä lähinnä niiden muuttumistuloksena. Perusmassan aksessoriset mineraalit ovat samat karbonaatti, epidootti, fluoriitti, titaniitti, apatiitti, zirkoni ja fluoriitti kuin harmaissa pyterliiteissä. Porfyyrinen rapakivi Näyte HH.59 edustaa punertavanharmaata, karkearakeista ja porfyyristä rapakivityyppiä. Hajarakeet ovat 7,0 17,0 mm mittaisia ja perusmassakin on varsin suurirakeista keskimääräisen raekoon ollessa noin 4 mm. Suurimmat hajarakeet koostuvat kalimaasälvästä, jossa on poikiliittisina sulkeumina maasälpiä ja kiven tummia mineraaleja. Myös plagioklaasihajarakeet ovat verrattain yleisiä. Perusmassassa on maasälpien lisäksi osittain muuttuneita sarvivälkerakeita, biotiittia ja rapakiville tyypillisiä aksessorisia mineraaleja. Fluoriittirakeet ovat tässä näytteessä poikkeuksellisen suuria eli yli 1 mm:n läpimittaisia. Näytteen plagioklaasirakeet ovat lähes muuttumattomia, mutta kalimaasälpä on kauttaaltaan hyvin pienirakeisen saussuriittimassan samentamaa. Sarvivälkerakeet ovat tyypillisesti

31 30 lähes kokonaisuudessaan biotiitiksi, kloriitiksi ja opaakeiksi muuttuneita. Biotiittisuomut ovat osittain muuttumattomia, mutta osaksi ne ovat kloriittiutuneita ja opaakeiksi muuttuneita. Tasarakeinen rapakivi Makroskooppisesti tarkasteltuna kairausnäytteestä valitut tasarakeiset rapakivet ovat vaalean harmahtavia, keski ja tasarakeisia sekä homogeenisia. Näyte HH.66 on vähän karkearakeisempi kuin näyte HH.57, mutta tummien mineraalien määrät ovat molemmissa näytteissä pieniä. Kalimaasälpärakeet ovat läpimitaltaan 0,4 2,0 mm kokoisia, vierasmuotoisia ja niiden sulkeumina esiintyy pieniä, alle 0,3 mm kokoisia pyöreitä kvartsirakeita sekä pertiittisuotaumia. K vartsirakeet ovat 0,3 2,0 mm kokoisia ja pyöreäpiirteisiä. Plagioklaasi esiintyy 0,4 2,0 mm kokoisina, osittain omamuotoisina liistakkeina tai kulmikkaina rakeina, jotka ovat pintaalastaan % osalta saussuriittiutuneita. Osaksi plagioklaasirakeet ovat vyöhykkeellisiä. Näytteen HH.66 kalimaasälpärakeet ovat usein kvartsin kanssa granofyyrisesti yhteenkasvettuneita. Tekstuuriltaan tasarakeiset rapakivigraniitit ovat allotriomorfisgranulaarisia, homogeenisia ja keskirakeisia. Tasarakeisten rapakivien aksessoriset mineraalit ovat biotiitti, sarvivälke, kloriitti, opaakki, serisiitti, epidootti, apatiitti, titaniitti, zirkoni ja fluoriitti. Graniitti Graniittinäytteistä HH.62 edustaa makroskooppisesti vaaleanharmaata, keskikarkearakeista ja porfyyristä tyyppiä ja HH.61 tasarakeista graniittimuunnosta. Mikroskooppisesti näytteessä HH.62 on nähtävissä vierasmuotoisia, 2,0 3,0 mm läpimittaisia kalimaasälpähajarakeita, halkaisijaltaan 3,0 10,0 mm kokoisia kvartsiraekasaumia sekä yksittäisiä, paikoin vyöhykkeenisiä plagioklaasihajarakeita, joiden läpimitat ovat 1,0 2,0 mm. Plagioklaasirakeet ovat lähes kauttaaltaan saussuriittiutuneita. Kalimaasälpärakeet ovat myös osittaisen hienon saussuriittipigmentin peittämiä, ja usein niissä esiintyy kvartsi ja plagioklaasisulkeumia. Perusmassa on keskirakeista koostuen pääosin 0,2 2,0 mm kokoisista pyöreäpiirteisistä kvartsi ja maasälpärakeista. Tekstuuriltaan kivi on allotriomorfisgranulaarinen tai granoblastinen koostuen pääosin vierasmuotoisista, pyöreäpiirteisistä rakeista. Rakeiden rajapinnat ovat aaltomaisesti lomittuneita, mikä ei ole tyypillistä alueen rapakiville. Tasarakeinen graniittinäyte HH.61 on tekstuuriltaan myös allotriomorfisgranulaarinen koostuen pääosin pyöreäpiirteisistä kvartsirakeista ja satunnaisen muotoisista maasälpärakeista. Myös biotiittisuomut ovat täysin satunnaisen muotoisia täyttäen pyöreäpiirteisten

32 31 kvartsirakeiden ja maasälpärakeiden välisiä tiloja. Kiven kaikki mineraalit esiintyvän noin 0,5 1,0 mm kokoisina rakeina. Maasälvät ovat kauttaaltaan hyvin pienirakeisen saussuriitin pigmentoimia ja noin 20 % rakeista on muuttunut läpinäkymättömiksi saussuriittisyheröiksi. Biotiittisuomut ovat usein reunoiltaan ainakin % osalta kloriittiutuneita ja suomujen väleissä esiintyy opaakkiraitoja Mineraalikemia Kairausnäytteen HHKR1 kivilajien mineraaleista on tehty 7 mineraalianalyysiä. Viborgiitista on analysoitu yksi plagioklaasi, yksi biotiitti ja yksi sarvivälkerae. Tasarakeisen rapakiven mineraaleista on tehty 1 plagioklaasianalyysi, 2 sarvivälkeanalyysiä ja yksi biotiittianalyysi. Tulokset on esitetty taulukossa 23. Viborgiitista analysoitu plagioklaasi sijoittuu AbAnOrdiagrammilla (kuva 23) viborgiiteille tyypilliseen tapaan oligoklaasikenttään anortiittipitoisuuden ollessa 26 %. Tasarakeisen rapakiven plagioklaasi on likimain samankoostumuksista oligoklaasia. Biotiitti K(Mg,Fe) 3 (OH,F) 2 (Al,Fe )Si0 10 Viborgiitista analysoitu biotiitti on rautarikasta FeO pitoisuuden ollessa 34 % ja tasarakeisen rapakiven biotiitti on vielä vähän rautarikkaampi (taulukko 23). Kaavaan lasketun kaliumin määrä on viborgiitin biotiitissa 1,94, joka on lähellä mineraalin stokiometrista koostumusta, mutta tasarakeisessa rapakivessä se on vähän pienempi ilmentäen rakeen olevan jossain määrin muuttunutta. Analysoidut biotiitit ovat anniittisia (kuva 23) eli niiden Fe/(Fe+Mg)suhde on korkea, viborgiitin biotiitissa 0,92 ja tasarakeisen rapakiven biotiitissa 0,93. Viborgiitista ja tasarakeisessa rapakivestä analysoidut sarvivälkkeet ovat koostumukseltaan keskenään lähes identtisiä. Ne sisältävät kohtalaisesti natriumia sekä kaliumia ja asettuvat amfiboliluokittelussa hastingsiittisen sarvivälkkeen kenttään (kuva 23).

33 32 Or Ab An Eastonite Siderophyllite 3 r,r,r, Mg 1.. Silicic Edenite Edenite Ed Hbl Has Hbl Magnesio Hastingsite Silicic FerroEdenite Ferro Edenite Fe Ed Hbl Mga Has Hbl Has Magnesian Hastingsite Hastingsite 2L...L 'L...L IL...L...L...1' 0 Phlogopite B. Fe/(Fe+Mg) Anni te 0 8,0 c. 1 7,5 1 lo.wro 1 7,0 6,5 6,0 TSi 5,5 e Viborgiitti 0 Pyterliitti D Tasarakeinen rapakivi liiiid Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Kuva 23. Kairausnäytteiden HHKRl, KR2 ja KR3 kivilajien mineraalien kemialliseen koostumukseen perustuvia luokitusdiagrammeja. A. plagioklaasi, B. biotiitti ja C. amfiboli.

34 33 Taulukko 23. Hästholmenin kairausnäytteiden HHKRl, KR2 ja KR3 mineraalien kemiallisia koostumuksia ja kaavat. Näyte HH.54 HH.57 HH.73 HH.75 HH.88 Näyte HH.54 HH.57 HH.66 HH. 73 Reikä KR1 KR1 KR2 KR2 KR3 Reikä KR1 KR1 KR1 KR2 Kivilaji VIBO TRRK VIBO LPRK LPRK Kivilaji VIBO TRRK TRRK VIBO Mineraali PLG PLG PLG PLG PLG Mineraali sv sv sv sv Si0 2 60,2 60,2 60,7 64,2 63,4 Si0 2 38,2 37,0 38,3 37,3 Al ,3 24,0 23,8 20,8 21,1 Ti02 1,78 1,52 2,10 1,44 FeO 0,17 0,11 0,05 0,03 0,05 Al ,15 9,36 8,33 9,27 CaO 6,14 5,62 5,47 1,90 2,43 FeO 30,0 32,2 30,5 30,0 Na 2 0 8,40 8,60 8,73 10,70 10,45 Cr ,00 0,04 0,00 0,00 K 2 0 0,29 0,32 0,25 0,15 0,49 MnO 0,60 0,51 0,37 0,51 Total 99,6 98,9 99,0 97,8 98,0 MgO 1,50 0,94 1,75 1,25 Si 10,8 10,9 10,9 11,6 11,4 CaO 9,99 9,41 9,87 10,4 Al 5,13 5,10 5,03 4,42 4,49 NazO 1,66 1,77 1,72 1,72 Fe2 0,02 0,02 0,01 0,00 0,01 K 2 0 1,49 1,47 1,51 1,56 Ca 1,18 1,08 1,05 0,37 0,47 Total 94,1 94,2 94,4 93,5 Na 2,92 3,00 3,04 3,74 3,66 TSi 6,39 6,24 6,43 6,34 K 0,07 0,07 0,06 0,03 0,11 TAI 1,61 1,76 1,57 1,66 Cations * * * * * Sum_T 8,00 8,00 8,00 8,00 Ab 70,10 72,20 73,30 90,30 86,30 CAI 0,20 0,10 0,07 0,20 An 28,30 26,10 25,40 8,90 11,10 CCr 0,00 0,00 0,00 0,00 Or 1,60 1,80 1,40 0,80 2,70 CFe3 0,32 0,70 0,35 0,28 CTi 0,22 0,19 0,26 0,18 CMg 0,38 0,24 0,44 0,32 Näyte HH.54 HH.57 HH.73 HH.75 HH.83 HH.88 CFe2 3,84 3,74 3,85 3,98 Reikä KR1 KR1 KR2 KR2 KR3 KR3 CMn 0,04 0,04 0,03 0,04 Kivilaji VIBO TRRK VIBO LPRK TRRK LPRK Sum_C 5,0 5,0 5,0 5,0 Mineraali BIOT BIOT BIOT BIOT BIOT BIOT BFe2 0,05 0,10 0,08 0,01 Si0 2 32,8 32,8 32,8 33,5 33,0 32,3 BMn 0,04 0,04 0,03 0,04 Ti02 3,55 3,21 3,83 3,02 2,10 3,26 BCa 1,80 1,70 1,77 1,90 Al ,4 12,1 12,2 14,0 17,1 12,9 BNa 0,11 0,16 0,12 0,05 Cr203 0,00 0,01 0,04 0,00 0,03 0,04 Sum_B 2,00 2,00 2,00 2,00 FeO 34,0 35,5 33,1 33,8 30,5 35,6 ACa 0,00 0,00 0,00 0,00 MnO 0,25 0,42 0,25 0,26 0,25 0,11 ANa 0,43 0,42 0,44 0,52 MgO 1,68 1,57 1,57 0,52 0,58 0,59 AK 0,32 0,32 0,32 0,34 CaO 0,00 0,01 0,69 0,00 0,00 0,00 Sum_A 0,75 0,74 0,76 0,86 NazO 0,00 0,03 0,02 0,07 0,13 0,11 Sum_cat 15,8 15,7 15,8 15,9 K 2 0 8,55 8,14 8,58 8,85 8,47 8,47 Sum_oxy 23,0 23,0 23,0 23,0 Total 93,2 93,8 93,0 94,1 92,5 93,4 CTotal Si 5,83 5,82 5,83 5,87 5,76 5,78 AIIV 2,17 2,18 2,17 2,13 2,24 2,22 AIVI 0,42 0,36 0,38 0,76 1,27 0,49 Ti 0,47 0,43 0,51 0,40 0,28 0,44 Fe2 5,04 5,28 4,92 4,95 4,45 5,33 Cr 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 VIBO = viborgiitti Mn 0,04 0,06 0,04 0,04 0,04 0,02 TRRK = tasarakeinen rapaki vi Mg 0,44 0,42 0,42 0,14 0,15 0,16 Ca 0,00 0,00 0,13 0,00 0,00 0,00 LPRK = vaalea, heikosti porfyyrinen Na 0,00 0,01 0,01 0,02 0,04 0,04 rapakivi K 1,94 1,84 1,95 1,98 1,97 1,93 Cations 16,4 16,4 16,4 16,3 16,2 16,4 BIOT = biotiiti Fe_FeMg 0,92 0,93 0,92 0,97 0,97 0,97 PLG = plagioklaasi Mg_FeMg 0,08 0,07 0,08 0,03 0,03 0,03 SV = sarvivälke