Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR5 ja HH-KR6 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit

Transkriptio

1 Työ raportti Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR5 ja HH-KR6 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Olli Taikina-aho Maaliskuu 1999 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN HELSINKI, FINLAND Tel Fax

2 Työraportti Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR5 ja HH-KR6 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Olli Taikina-aho Maaliskuu 1999

3 Oulu Saate TEKIJÄ ORGANISAATIO: Kivitieto Oy Teknologiantie OULU TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A Helsinki TILAUSNUMERO: /MVS TILAAJAN YHDYSHENKILÖT: FK Margit s nellman Posiva Oy KONSULTIN YHDYSHENKILÖ: FT Aulis Kärki Kivitieto Oy TYÖRAPORTTI- gcj -/ Cj LOVIISAN HÄSTHOLMENIN KAIRAUSNÄ YTTEIDEN HH-KRS JA HH-KR6 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT Tarkastettu ja hyväksytty ~~+~ Margit Snellman Posiva Oy {t&.e--..s-==:-.::::::::::-;;- Aulis Kärki Kivitieto Oy

4 Työraportti Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR5 ja HH-KR6 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Olli Taikina-aho Kivitieto Oy Maaliskuu 1999 Pesivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaq.

5 LOVIISAN HÄSTHOLMENIN KAIRAUSNÄYTTEIDEN HH-KR5 JA HH-KR6 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT 2 TIIVISTELMÄ Tässä raportissa esitetään Loviisan Hästholmenin kairausnäytteiden HH-KR5 ja HH KR6 petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. Kivilajien tunnistaminen ja kivilajiyksiköiden esiintymisalueiden määritys perustuu silmämääräiseen analyysiin. Valittujen näytteiden petrografiset ominaisuudet sekä modaaliset mineraalikoostumukset on määritetty polarisaatiomikroskoopilla. Näytteissä päämineraaleina esiintyvien plagioklaasin, biotiitin ja amfibolin kemialliset koostumukset on analysoitu mikroanalysaattorilla. Kokokivianalyysit on teetetty käyttäen röntgenfluoresenssianalysaattoria (RF), neutroniaktivaatioanalysaattoria (NAA), indusoitua plasmaherätteistä massaspektrometria (ICP-MS), LECO-rikkianalysaattoria ja ioniselektii visiä elektrodej a (ISE). Rakomineraalit on kartoitettu ja 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, joskus heikosti porfyyriset rapakivimuunnokset sekä apliittiset juonet. Viborgiitit ja pyterliitit ovat tekstuuriltaan porfyyrisiä rapakivigraniitteja, joissa merkittävä osa hajarakeista esiintyy keskirakeisen perusmassan ympäröiminä ovoideina eli pyöreäpiirteisinä, 3-5 cm:n läpimittaisina kalimaasälpärakeina. Viborgiittien ovoideihin liittyy tyypillisesti plagioklaasikehä, mutta pyterliiteissä kehällisiä ovoideja tavataan vähemmän. Tasarakeiset rapakivet ovat modaalisen koostumuksensa perusteella tavanomaisia, keskirakeisia graniitteja. Porfyyrisissä muunnoksissa on vaihtelevia määriä kahden- kolmen senttimetrin läpimittaisia hajarakeita. Vaaleat rapakivet sisältävät korkeintaan 5 % biotiittia, ja joihinkin niistä sisältyy pieniä, perusmassasta heikosti erottuvia hajarakeita. Tyypillisimpinä matalan lämpötilan rakomineraalifaaseina on tavattu kalsiittia, dolomiittia, rautahydroksideja ja savi mineraaleja, joita esiintyy kaikilla kairaussyvyyksillä. Näiden lisäksi on satunnaisesti tavattu rautakiisuja 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 paksuja ja paksuimmillaan 3 mm. Rautahydroksideja ja toisinaan myös savimineraaleja esiintyy jopa m pituisissa yhtenäisissä jaksoissa, 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 kunkin muutosvyöhykkeen luonteen ja muutosprosessin intensiivisyyden mukaan. Kloriittipintaisia rako ja ja kloriittihiertovyöhykkeitä esiintyy yleisesti kaikissa kivilajiympäristöissä ja kaikilla syvyyksillä. A vainsanat: Paleoproterotsoinen, anorogeeninen, rapakivi, graniitti, petrologia, kokokivikemia, mineraalikemia, matala lämpötila, rakomineraali, ydin jätehuolto.

6 LOVIISA, HÄSTHOLMEN, PETROLOGY AND LOW TEMPERATURE FRACTURE MINERALS IN DRILL CORE SAMPLES HH-KR5 AND HH-KR6 3 ABSTRACT The results of petrological studies and low temperature fracture mineral mappings of drill cores HH-KR5 and HH-KR6 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 therock samples were determined by polarization microscopy. The chemical compositions of the plagioclase, biotite and amphiboles existing as major components, were determined by JEOL-733 superprobe. Whole rock analyses were carried out using an -ray spectrometer, neutron activation analyzer (NAA), indused coupled plasm mass spectrometer (ICP-MS), LECO sulphur analyzer and ion selective electrodes (ISE). The fracture minerals were mapped and identified with the naked eye and, when needed, by stereo microscopy and -ray diffractometry. The four main rock types of the drill cores are: 1) wiborgites and pyterlites, 2) porphyritic rapakivi granites, 3) even grained rapakivi granites and 4) weakly porphyritic or even grained leucocratic rapakivi granites and applites. Wiborgites and pyterlites are porphyritic rapakivi granites the phenocrysts of which are roundish K-feldspar grains or ovoids surrounded by medium grained ground mass. The ovoids in the wiborgites are mantled by plagioclase whereas the majority of the ovoids in the pyterlites has no plagioclase mantles. This texture is characteristic for rapakivi' s proper. Even and medium grained rapakivi granites are conventional granites in their modal mineral composition. Porphyritic varieties include phenocrysts 1-2 cm in diameter. W eakly porphyritic, leucocratic rapakivi granites contain a few, scarcely visible feldspar phenocrysts, and biotite as the only mafic mineralless than 5 %. 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 can bee identified also by macroscopic methods. 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. Chlorite coated fractures 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, nuclear waste management.

7 4 Sisällysluettelo: 1 JOHDANTO Tutkimusalue Tutkimuksen tavoite Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Rakomineraalifaasit ja -seurueet KAIRAUSNÄYTEHH-KR Petrografia Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Viborgiitti ja pyterliitti Porfyyrinen rapakivi Tasarakeinen rapakivi Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Kairausnäytteen HH-KR5 rakomineraalit Yleispiirteet Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä KAIRAUSNÄ YTE HH-KR Petrografia Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Pyterlii tti ja vi borgii tti Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Kairausnäytteen HH-KR6 rakomineraalit Yleispiirteet Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä YHTEENVETO KIRJALLISUUS Liitte 1: Kairausnäytteen HH-KR5 rakomineraalit Liitte 2: Kairausnäytteen HH-KR6 rakomineraalit

8 5 1 JOHDANTO Fortum Oyj (Imatran Voima Oy) ja Teollisuuden Voima Oy varautuvat voimalaitostensa ydinjätehuollossa 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 1998 kairattujen reikien HH-KR5 ja HH-KR6 petrologisten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. 1.1 Tutkimusalue Tutkimusalue sijoittuu Hästholmenin saarelle ja sen luoteispuolella olevalle niemelle. Alue sijaitsee Loviisan kaupungin kaakkoispuolella, noin 15 kilometrin päässä kaupungista. Tutkimusalue on noin kaksi kilometriä pitkä ja puoli kilometriä leveä (kuva 1-1). 1.2 Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen tavoitteena on ollut määrittää Hästholmenin alueen kairausnäytteiden HH KR5 ja HH-KR6 kivilajien petrologiset ja mineralogiset ominaispiirteet, analysoida tyypillisimpien kivilajimuunnosten kemialliset koostumukset sekä määrittää valittujen näytteiden plagioklaasin, biotiitin ja amfibolin kemialliset koostumukset. Toisena tavoitteena on ollut kartoittaa matalan lämpötilan rakomineraalien esiintymisalueet keskittyen vettä parhaiten johtaviin vyöhykkeisiin. Hästholmenin alueelle tehtyjen kairanreikien sijaintipaikat on esitetty kuvassa 1-1. Tutkittu kairausnäyte HH-KR5 on noin 960 metriä pitkiä ja HH-KR6 noin 660 m pitkä.

9 6.;. T 1:59 Hästholmen Kairanreikien sijainnit KR1- KR6 Suomen koordinaattijärjestelmä KKJ3 (Projektio: Gauss-Kruger) Saanio & Riekkola Oy 1 NCS, HM ~ Kairanreiän sijainti l \ \. \ \. \ \ \ \ \ \ _,_ \ \ '\ \ '\ T.1. Kuva 1-1. Hästholmenin alue ja kairanreikien sijaintipaikat.

10 1.3 Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto 7 Kivilajien modaalisten koostumusten sekä kokokiven ja mineraalien kemiallisten koostumusten osalta vertailumateriaaleina on käytetty alueen aiempien petrologisten tutkimusten tuloksia, jotka on esitetty raporteissa Gehör et al. (1997a, 1997b ja 1998). Vertailuaineistoina käytetyt maankuoren eri osien ja yleisten kivilajityyppien koostumukset ovat peräisin teoksesta Taylor & McLennan ( 1985) ellei toisin ole mainittu. Käytetyt petrologiset ja petrageneettiset luokitusmenetelmät ja esitetyt diagrammit perustuvat artikkeleihin Batchelor & Bowden (1985), Cox et al. (1979), Irwine & 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 perustuu raporttiin Pöllänen & Rouhiainen ( 1998) ja kairausnäytteiden rakoluvut raportteihin Niinimäki (1998) ja Rautio (1998). 1.4 Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Rakomineraali- ja kivilajikartoitus sekä näytteenotto petrologisia ja mineralogisia tutkimuksia varten on tehty Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) kairasydänarkistossa Lopella. Kartoituksen sekä näytteenoton ovat tehneet FT S. Gehör, FT A. Kärki ja FM 0. Taikina-aho. Kartoitusavustajina ovat toimineet LuK A. Nivala, tradenomi S. Lehtola ja H. Gehör. Kartoitusaineiston puhtaaksikirjoituksen on suorittanut S. Lehtola. Kairausnäytteistä on otettu edustavat näytteet pääkivilajien modaalisen mineraalikoostumuksen, tekstuurin ja kokokiven kemiallisen koostumuksen määrittämistä varten. Näytteiden valinnan on suorittanut A. Kärki. Yksityiskohtaisiin jatkotutkimuksiin on pyritty valitsemaan tyypillisimpiä ja merkittävintä osaa kairausnäytteestä edustavia kivilajimuunnoksia siinä suhteessa, jossa ne kairausnäytteissä esiintyvät. Pääkivilajeja edustavista näytteistä on valmistettu kiillotetut ohuthieet polarisaatiomikroskooppitutkimusta ja mikroanalyysejä varten. Ohuthieiden kokonaismäärä on 22 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 polarisaatiomikroskooppitutkimukseen, ja se on A. Kärjen laatima.

11 8 Taulukko 1-1. Kokokivianalyyseissä määritetyt elementit, menetelmät ja määritysrajat. Elementti Menetelmä Määrit~sraja Elementti Menetelmä Määrit~sraja Si02 RF 0,01% Ba RF 20ppm Ti02 RF 0,001% Zr RF 2ppm Al20 3 RF 0,01% Nb RF 2ppm Fe20 2 RF 0,01% Sr RF 2ppm MnO RF 0,01% Cs NA 1 ppm MgO RF 0,01% Mn ICP 2ppm CaO RF 0,01 o/o u NA 0,5 ppm N~O RF 0,01% F ISE 20ppm K20 RF 0,01% Cl ISE 50ppm P20s RF 0,01% s LECO 0,01% p ICP 0,01% Br NA 0,5 ppm Th NA 0,5 ppm Cr20 3 RF 0,01 o/o Rb RF 2ppm LOI RF 0,01 o/o y RF 2J2J2m Kokokivianalyysejä on teetetty 22 kappaletta kanadalaisessa RAL-laboratoriossa 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 1-1. 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 JEOL-733 mikroanalysaattorilla FM 0. Taikina-ahon valvonnassa. Mineraalianalyysiaineiston käsittelyn on suorittanut A. Kärki. Rakomineraalikartoitusaineiston käsittelyn on suorittanut ja yhteenvedon laatinut S. Gehör. Rakomineraalien kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla sekä röntgendiffraktometrilla (RD). RD-määritykset on tehty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella Siemens-röntgendiffraktioanal ysaattorilla 0. Taikina-ahon toimesta. 1.5 Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Hästholmen sijoittuu Suomen laajimman rapakivimassiivin, ns. Viipurin massiivin länsiosaan (Simonen 1980a). Sen kivilajit ovat tyypillisiä alkalisluonteisia, runsaasti

12 9 kaliumia ja rautaa sisältäviä rapakiviä (Nurmi & Haapala 1986). Tekstuurin perusteella Viipurin massiivin rapakivet on luokiteltu viborgiiteiksi, pyterliiteiksi sekä erilaisiksi tasarakeisiksi ja porfyyrisiksi rapakiviksi (Simonen 1980b, 1987, Vorma 1976). Eri rapakivigeneraatioiden iät vaihtelevat Ma (Vaasjoki et al. 1996). Hästholmenin alueen kallioperä koostuu näistä samoista, eri muodoissaan tavattavista rapakivityypeistä (Posiva 1996, Kuivamäki et al. 1997, Gehör et al. 1997aja b, Gehör et al. 1998). Kairausnäytteissä samoin kuin maanpintaleikkauksestakin on tavattu pyterliiteiksi ja viborgiiteiksi luokittuvia rapakivimuunnoksia. Lisäksi niissä esiintyy tasarakeisia ja porfyyrisiä, usein vain vähän mafisia mineraaleja sisältäviä rapakiviä. Kokonaisuudessaan 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 lähes rajattomasti. Viborgiiteissa vaipallisten ovoidien määrä on aina suurempi kuin vaipattomien, mutta myös tavallisia hajarakeita voi sisältyä niihin merkittäviäkin määriä. Tasarakeisen perusmassan suhteellinen osuus voi myös vaihdella verrattain paljon. Nimeämisessä merkittävin tekijä on eri tyyppisten ovoidien keskinäinen määräsuhde ja niiden kokonaismäärän suhde muiden hajarakeiden ja perusmassan määrään. Tässä raportissa luokitusperusteena on käytetty tätä yleisesti hyväksyttyä menetelmää. Luokitteluperusteet on esitetty kuvassa 1-3. Rapakivitekstuuriset eli ovoideja sisältävät rapakivimuunnokset vaihettuvat säännöttömästi toisikseen, minkä takia niiden tarkka luokittelu mainitulla menetelmällä voi olla hyvin hankalaa ja joskus myös epätarkoituksenmukaista. Valokuvia tyypillisimmistä, nyt tutkituissa kairausnäytteissä esiintyvistä rapakivimuunnoksista on esitetty kuvassa 1-2. Kuva 1-2 seuraavalla sivulla. A. Viborgiitti, jonka maasälvät ovat vähän kaoliniittiutuneita, B. Pyterliitti, jossa tummia mineraaleja on hyvin vähän ja kvartsi esiintyy pyöreinä, ovoideja reunustavina rakeina. C. Heikosti porfyyrinen, lähes tasarakeinen rapakivi. D. Pyterliitti, joka on voimakkaasti muuttunutta- hematiittiutunutta ja kaoliniittiutunuttaja sisältää pieniä syöpymäonkaloita. E. Hematiittiutunut ja epidoottiutunut pyterliitti.

13 10

14 11 Viborgiitit Vaipalliset ovoidit Vaipattomat ovoidit Kuva 1-3. Rapakivien luokitus- ja nimitysperusteet. PoRK = porfyyrinen rapakivi, H PoRK =heikosti porfyyrinen rapakivi. 1.6 Rakomineraalifaasit ja -seurueet Tutkituissa kairausnäytteissä tavatut merkittävimmät rakomineraalifaasit ovat karbonaattimineraaleja (kalsiitti ja dolomiitti), rautaoksideja ja -hydroksideja, rautakiisuja, savimineraaleja ja fluoriittia. Tyypillisimmät rakomineraalit sekä niiden kemialliset kaavat ovat: Kaisiitti Dolomiitti Fluoriitti Hematiitti Rautakiisut: magneettikiisu Fe 1 _xs rikkikiisu FeS 2 Rautaoksidit 1 : Rautahydroksidit 1 : Savimineraalit götiitti FeO(OH) limoniitti FeO(OH) nh?o illiitti (K,Ca,Mg)AliSi 3 Al0 10 )0H 2 kaoliniitti Al 2 Si (0H) 4 smektiitti (ryhmä savimineraaleja)

15 12 1 Rautaoksidien, rautaoksihydraattien ja rautahydroksidien erottaminen toisistaan edellyttäisi nyt tehtyä yksityiskohtaisempaa instrumentaalista tutkimusta, sillä tunnetusti osa rautahydroksideista esiintyy amorfisessa muodossa. RD-menetelmä ei siksi kaikilta osin sovellu ao. spesiesten identifiointiin. Rautaoksidi-hydroksidiraoista on käytetty yleisnimitystä Fe-hydroksidikate tai punarapauma. Ainoastaan silloin, kun kiteinen, sinertävänharmaa hematiitti on kartoituksen yhteydessä voitu makroskooppisesti identifioida, on käytetty merkintää "HE". Edellisten lisäksi on raoista tavattu satunnaisesti albiittia (NaA1Si ), molybdeenihohdetta (MoS 2 ), kuparikiisua (CuFeS 2 ), hydroapofylliittiä KCa 4 (Si )2F 8H 2 0, epidoottia C~(Fe,Al)AliSi04 )(Si )0(0H), saponiittia (Ca,Na) 0 /Mg,Fe2 +) 3 (Si,Al) (0H) 2 4H 2 0 ja sepioliittia (Mg 4 Si (0H) 2 6H 2 0). Valokuvia rakomineraaleista ja yleisimmistä rakomineraaliseurueista on esitetty kuvassa 1-4. 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. Olkiluodon kairausnäytteistä identifioidut rakomineraaliseurueet ovat: Karbonaattiseurue Karbonaatti -savimineraaliseurue Karbonaatti±savimineraali±fluoriittiseurue Karbonaatti-rautakiisu -sa vimineraaliseurue Karbonaatti-rau takiisu-fl uorii ttiseurue Karbonaatti-rautahydroksidiseurue Karbonaatti-rautahydroksidi-savimineraaliseurue Karbonaatti±fluoriittiseurue Karbonaatti-rautakiisu-fluoriittiseurue Rautahydroksidiseurue Rautahydroksidi-savimineraali±fluoriittiseurue Rau tah ydroksidi-rautakiisu -savimineraali±fl uorii ttiseurue Rau tahydroksidi -savimineraaliseurue Rautakiisuseurue Rautakiisu-fluoriittiseurue Rau takiisu -savimineraaliseurue S avimineraaliseurue S a vimineraali±fl uorii ttiseurue Täytteettömät raot

16 13 Kuva 1-4 seuraavilla sivuilla. A. HH-KR6 177,59 m. Kalsiittia, dolomiittia, hematiittia, rikkikiisua ja illiittiä sisältävä rako. Dolomiitti-kalsiittilaikut näkyvät kuvassa valkoisina. Kuvan tummat osueet koostuvat illiitistä ja hematiitista. B. HH-KR5 480,12 m. Kvartsia, kloriittia, rautahydroksidia, sideriittiä ja albiittia sisältävä rakopinta. Albiitti esiintyy kuvan oikeassa reunassa vaaleina laikkuina. Muut rakomineraalit muodostavat massamaisen seoksen. C. HH-KR6 396,56 m. Dolomiitti-kalsiitti-illiitti-kvartsitäytteinen rakopinta. Dolomiitti ja kaisiitti muodostavat vaaleita-punertavia porfyroblasteja. llliitti esiintyy kuvan oikeassa reunassa vihertävinä laikkuina. D. HH-KR5 545,76 m. Dolomiitti-fluoriitti-kaoliniitti-kvartsi-illiittitäytteinen rakopinta. Kaaliniitti esiintyy kuvassa valkoisina laikkuina. Dolomiittia on kuvan keskiosan vaaleanpunaisessa laikussa. llliitti esiintyy kuvassa tumman vihreänä massana. E. HH-KR6 276,73 m. Kaoliniittia, kvartsia, hematiittia ja illiittiä sisältävä raon täyte. F. HH-KR5 515,24 m. Kalsiittia, kaoliniittia ja kvartsia sisältävä raon täyte. Kaisiitti ja kaoliniitti esiintyvät valkoisina laikkuina, kvartsi muodosta hyvin hienorakeisen, lasimaisen kiteymän rakopinnalle. G. HH-KR6 168,39 m. Kalsiittia, kvartsia, kaoliniittia, montmorilloniittiaja hematiittia sisältävä massamainen raontäyte. H. HH-KR5 209,81 m. Syöpynyt punarapaumainen rako, jonka massamainen täyte sisältää dolomiittia, hematiittia, nakriittia (vihreä) ja kvartsia. 1. HH-KR6 317,00 m. Kaoliniitistaja kvartsista koostuva raontäyte. J. HH-KR5 522,71 m. Kaoliniittia, kvartsiaja illiittiä sisältävä raontäyte.

17 14

18 15

19 16

20 17

21 2 KAIRAUSNÄ YTE HH-KR5 18 Kairanreiän HH-KR5 lähtöpiste sijaitsee mantereella, Hästholmenin saaren luoteispuolella (kuva 1-1). Reiän lähtöpisteen koordinaatit ovat: = ,46; Y = ,79 ja Z= 13,17. Kairanreiän lähtösuunta on 90 ja lähtökaltevuus 70. Kairausnäyte on otettu talteen syvyysväliltä 40, ,54 m. 2.1 Petrografia Valtaosa näytteestä HH-KR5 muodostuu ovoideja sisältävistä rapakivistä, joista useimmat on luokiteltu pyterliiteiksi. Satunnaisesti kehälliset ovoidit voivat nousta määrältään hallitseviksi, ja tällöin kivi olisi nimettävä käytetyn luokituksen perusteella viborgiitiksi. Kehällisten ja kehättömien ovoidien vuorottelu on kuitenkin hyvin satunnaista, ja selvästi jompaankumpaan luokkaan kuuluvien kivilajien esiintymisjaksot ovat niin lyhyitä, että pidempien seurantojen nimeäminen on tehtävä karkean, silmämääräisen arvion perusteella. Vain yhdessä jaksossa 600 m:n kairaussyvyystason alapuolella löytyy kehällisiä ovoideja jatkuvasti ja niin systemaattisesti, että on perusteltua luokitella pitkähkö jakso viborgiittiseksi. Muutoin ovoideja sisältävät jaksot on nimetty pyterliiteiksi, vaikka niihin voi sisältyä lyhyitä viborgiittisiksi luokittuvia alajaksoja. Tasarakeisista ja heikosti porfyyrisistä, usein vaaleansävyisistä rapakivistä muodostuvialeikkauksia esiintyy satunnaisesti, lyhyinä jaksoina koko kairausnäytteessä. Ruhjeisia, kataklastiittisia ja sekundääristen mineraalien breksioimia vyöhykkeitä on tavattu useilta syvyystasoilta. Tällaisten vyöhykkeiden lähistöllä kivilajit ovat tavallisesti voimakkaasti läpikotaisesti muuttuneita. Maasälvät voivat olla voimakkaasti saussuriittiutuneita, joskus vihertävänsävyisiä ja selvästi epidoottiutuneita. Joskus maasälvät ovat taas kaoliniittisoituneita ja hematiitin pigmentoimia. Muuttumistapahtumien lukumäärän tai luonteen tarkka arviointi on silmämääräisen tarkastelun perusteella mahdotonta. On kuitenkin selvää, että muuttumistapahtumiin johtaneita prosesseja on ollut useita, ja muuttumistapahtumien tuotteina syntyneet mineraaliseurueet ovat erilaisia eri tapahtumissa. Kairausnäytteen kivilajit on kuvattu yksityiskohtaisesti taulukossa 2-1 ja yksinkertaistetussa graafisessa muodossa kuvassa 2-1.

22 19 gm Pyterliitti t~~~~ Viborgiitti f7d ~ ~ ~ Tasarakeinen rapakivi Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Porfyyrinen rapakivi Breksia/ kataklastiitti Kuva 2-1. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajit

23 20 Taulukko 2-1. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajit Syv. (m) Kuvaus 40,03 Alku - 50,25 Pyterliitti, jossa on 1-3 cm läpimittaisia ovoideja, joiden kehät ovat esiintyessään usein hematiitin pigmentoimia. - 51,50 Hematiitti-iskoksinen breksia/ruhje. - 53,80 Pyterliitti, jossa ovoidien kehät ovat voimakkaasti, joskus jopa läpikotaisesti muuttuneita - kaolinisoituneita. - 80,00 Pyterliitti, jossa on 1-3 cm:n läpimittaisia ovoideja n % kiven tilavuudesta. Paikoin kivi ei sisällä tummia mineraaleja juuri lainkaan, ja kvartsi esiintyy pyöreinä, noin 5 mm:n läpimittaisina rakeina kalimaasälpäovoidien ympärillä. - 83,70 Keski- ja tasarakeinen rapakivi. - 84,00 Ruhje/läpikotaisesti muuttunut tasarakeinen rapakivi ,50 Pyterliitti, jossa on ovoideja sekä osittain omamuotoisia, tavanomaisia hajarakeita yli 50% kiven tilavuudesta. Jaksossa tavataan samanlaisia, pyöreitä kvartsirakeita ja vain vähän tummia mineraaleja sisältäviä rapakivimuunnoksia samoin kuin 80 m:n kairaussyvyystason yläpuoleltakin. Välillä 124,20-136,00 m kivi on verrattain voimakkaasti muuttunutta, ja ovoidit ovat kehiensä osalta hematiittiutuneita. Syvyydeltä 209,70 m alkaen kivi on läpikotaisesti muuttunutta ja osin hematiittiutunutta ,60 Ruhje ,20 Keski- ja tasarakeinen rapakivi ,36 Pyterliitti, jossa muutamia yli 5 cm läpimittaisia ja runsaasti noin 3 cm:n läpimittaisia ovoideja sekä kulmikkaita hajarakeita. Kivi on syvyydelle 220,00 m asti verrattain voimakkaasti muuttunutta ja hematiittiutunutta ,85 Keski- ja tasarakeinen, violetinsävyinen rapakivi ,50 Pyterliitti, jossa tavanomaisia, kulmikkaita hajarakeita runsaasti Ja vain satunnaisia ovoideja sisältäviä porfyyrisiä rapakivijaksoja. Ovoideja sisältävät jaksot luokittuvat osin viborgiittisiksi, mutta kehättömiä ovoideja runsaammin sisältävät jaksot ovat yleisempiä ,75 Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi, jossa on epämääräisiä, 5-10 mm:n kokoisia, pyöreäpiirteisiä maasälpähaj arakeita kvartsi-maasälpämatriksissa.

24 21 Taulukko 2-1. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus - 331,25 Pyterliitti-viborgiitti, jossa yli 60 % kivestä muodostuu ovoideista. Muutamissa jaksoissa ovoidit ovat valtaosin kehällisiä ,10 Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi, jossa on läpimitaltaan 5-10 mm kokoisia pyöreäpiirteisiä, heikosti erottuvia hajaraekasaumia kvartsia runsaasti sisältävässä matriksissa. Alakontakti pyterliittiin on vaihettuva ,64 Pyterliitti, jossa on osittain omamuotoisia hajarakeita sisältäviä porfyyrisiä rapakivijaksoja sekä viborgiittisia jaksoja syvyysvälin ensimmäisen kymmenen metrin matkalla. Loppujakso muodostuu tavallisimmin yli 50 % ovoideja sisältävästä, monotonisesta pyterliitistä. Kivessä on satunnaisesti 5-8 cm läpimittaisia konsentrisia ovoideja. -472,57 Vähäovoidinen, pääosin keski- ja tasarakeisesta massasta muodostuva rapakivi. Kivi vaikuttaa tummalta ja sen maasälvät ovat osin epidoottiutuneita ,30 Porfyyrinen rapakivi, jossa on 10-20% kiventilavuudesta keskimäärin 5 millimetrin läpimittaisia hajarakeita ,60 Pyterliitti, joka on välillä m läpikotaisesti voimakkaasti muuttunutta, hematiitin pigmentoimaa ja syöpymäonkaloita sisältävää ,35 Tummanharmaa, heikosti porfyyrinen tai tasarakeinen rapakivi ,90 Pyterliitti, jossa ovoidien määrä vaihtelee %:iin ja ne ovat tavallisesti 1-3 cm:n läpimittaisia. Satunnaisesti kivessä on myös konsentrisia, 5-8 senttimetrin läpimittaisia ovoideja ,10 Ovoideja sisältävä rapakivi, joka on läpikotaisesti hematiittiutunut ja kaolinisoi tunut ,50 Pyterliitti, jossa ovoidien määrä vaihtelee %:iin, ja ovoidit ovat tavallisimmin 1-3 cm läpimittaisia. Syvyydeltä 590 m eteenpäin kivi on pääsääntöisesti viborgiittinen ja syvyydeltä 597,70 m eteenpäin lisäksi selvästi hematiittiutunut ,65 Porfyyrinen rapakivi, jossa läpimitaltaan 0,5-2 cm kokoisia kvartsi- ja maasäl pähaj arakei ta ,00 Viborgiitti, jossa on 1-4 cm:n läpimittaisia ovoideja 50-80% kiven tilavuudesta. Väleillä 610,50-612,50 m, 621,00-625,50 mja 648,00-669,00 m kivi on hematiittiutunut etenkin ovoidien kehien osalta.

25 22 Taulukko 2-1. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus - 688,10 Pyterliitti, jossa useita ovoideja vähän sisältäviä porfyyrisiä rapakivijaksoja. Syvyydeltä 683,00 m eteenpäin kivi on selvästi hematiittiutunutta ,00 Heikosti porfyyrinen, karkearakeinen rapakivi ,05 Pyterliitti- viborgiitti, jossa kauttaaltaan voimakkaasti muuttuneita, hematiittipitoisia jaksoja ,50 Hematiitti-iskoksinen breksia ,20 Pyterliitti ,45 Breksioitunut rapakivi ,60 Voimakkaasti muuttunut pyterliitti ,15 Ruhjevyöhyke, jossa kivet ovat voimakkaasti hematiittiutuneita ,80 Pyterliitti, joka on voimakkaasti muuttunut- hematiittiutunut ,95 Hematiitti-iskoksinen breksia ,20 Muuttunut pyterliitti, jossa on kapeita hematiitti-iskoksisia breksiavyöhykkeitä. Kivi on kauttaaltaan hematiittiutunut ja satunnaisesti myös kaolinisoitunut ,20 Pyterliitti, jonka ovoidit erottuvat usein heikosti perusmassasta. Kivessä on lisäksi osittain omamuotoisia hajarakeita ,70 Porfyyrinen rapakivi ,20 Pyterliitti, jossa maasälpä on vihertävänsävyistä, ilmeisesti epidoottiutunutta ,50 Pyterliitti - viborgiitti ,55 Keskirakeinen, heikosti porfyyrinen rapakivi ,60 Harmaasävyinen pyterliitti, jossa ovoideja on 40-50% kiven tilavuudesta ,20 Harmaa, satunnaisesti ovoideja ja hajarakeita sisältävä rapakivi ,40 Pyterliitti, jossa plagioklaasi esiintyy vaaleanharmaina rakeina. Ovoidit ovat 1-4 cm:n läpimittaisia ja niiden osuus on %. Kivi vaikuttaa usein läpikotaisesti muuttuneelta.

26 23 Taulukko 2-1. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus - 905,03 Tasa- ja keskirakeinen rapakivi, jossa esiintyy satunnaisesti 1-3 cm:n läpimittaisia hajarakeita ja ovoideja. Hajarakeiden määrä lisääntyy jakson loppuosassa ,60 Pyterliitti, jossa on vähän ovoideja sisältäviä porfyyrisiä rapakivijaksoja. Kokonaisuudessaan kivi sisältää verrattain vähän selvästi erottuvia ovoideja ,54 Heikosti porfyyrinen rapakivi, jossa on satunnaisesti myös ovoideja keskirakeisessa perusmassassa. Hajarakeet ovat keskimäärin 1 cm:n läpimittaisia. Kivessä on muutamia pyterliittiseksi luokiteltavissa olevia jaksoja Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Kairausnäytteestä HH-KR5 on valmistettu 14 kiillotettua ohuthiettä. Näytteet HH.1 02, HH.103, HH.106, HH.108, HH.109, HH.111 ja HH.113 ovat pyterliittisiäja HH.110 on viborgiittinen. Tasarakeista rapakivityyppiä edustavat näytteet HH.1 04, HH.1 07, HH.114 ja vaaleita, heikosti porfyyrisiä rapakiviä näytteet HH.105 ja HH.112. Näyte HH.115 on heikosti porfyyrinen, ja siinä on myös plagioklaasin kehystämiä ovoideja. Näytteiden kvartsi-maasälpäsuhteisiin perustuva luokitusdiagrammi on esitetty kuvassa 2-2 ja modaaliset mineraalikoostumukset taulukossa 2-2. Kaikille graniittisille kivilajeille tyypillisiä aksessorisia mineraaleja, apatiittia, zirkonia tai vastaavia ei ole mainittu taulukossa. Viborgiitti ja pyterliitti Viborgiittinen näyte HH.110 ja pyterliittiset näytteet HH.108, HH.109, HH.111 ja HH.113 ovat kemiallisesti keskenään likimain samanlaisia ja kokonaisuudessaan varsin tyypillisiä tämän ryhmän kivilajeja. Modaalisen koostumuksensa perusteella kaikki näytteet ovat graniittiisia (kuva 2.2), vaikka yksittäisten näytteiden koostumukset voivatkin vaihdella yhden ohuthieen alalta määritettynä varsin paljon. Näytteessä HH.1 09 suuri kalimaasälpäovoidi kattaa lähes koko tutkitun hieen alueen, minkä takia näyte luokittuu alkalimaasälpää runsaasti sisältäväksi.

27 24 Taulukko 2-2. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. LPRK =vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi, PYTE = pyterliitti, PORK = porfyyrinen rapakivi, TRRK = tasarakeinen rapakivi, VIBO = viborgiitti, x =tunnistettu aksessorinen mineraali. Näyte HH.102 HH.103 HH.104 HH.105 HH.106 HH.107 HH.108 Kivilaji PYTE PYTE TRRK LPRK PYTE TRRK PYTE Syvyys (m) 66,75 158,93 227, ,87 442,55 480,45 Kvartsi 48,6 42,4 36,2 42,8 23,2 36,4 2,8 Plagioklaasi 4,8 11,6 14,6 8,4 45,2 11,4 32,4 Kalimaasälpä 44,4 42,8 43,8 42,0 22,2 47,4 55,6 Biotiitti 1,6 2,4 3,4 4,6 2,2 3,6 1,6 Sarvivälke 6,6 Saussuriitti Kloriitti 0,6 4,4 Fluoriitti 1,0 1,8 0,2 Opaakityht. 0,4 0,4 0,2 0,4 1,8 Rikkikiisu Magneettikiisu Kuparikiisu Sinkkivälke Ilmeniitti Magnetiitti Hematiitti Götiitti Limaniitti Muut 0,2 0,8 0,6 0,4 0,4 1,4 Näyte HH.109 HH.110 HH.111 HH.l12 HH.113 HH.114 HH.115 Kivilaji PYTE VIBO PYTE LPRK PYTE TRRK PORK Syvyys (m) 560,22 604,8 806,5 815,96 866,14 895,47 992,97 Kvartsi 22,4 26,0 39,0 29,8 21,8 37,4 23,8 Plagioklaasi 7,4 22,2 16,8 15,4 37,2 9,8 23,8 Kalimaasälpä 64,0 44,2 33,2 51,0 31,4 49,8 47,4 Biotiitti 1,0 3,6 2,2 3,8 1,6 1,8 Sarvivälke 5,0 4,0 1,4 1,2 5,8 0,8 2,4 Epidootti Muskoviitti 0,4 Saussuriitti Kloriitti 6,0 Fluoriitti 0,2 0,2 Opaakit.yht 0,6 0,2 0,4 0,8 Rikkikiisu Magneettikiisu Kuparikiivu Sinkkivälke Ilmeniitti Magnetiitti Hematiitti Götiitti Limaniitti Muutyht. 0,2 2,6

28 25 Q A p Kuva 2-2. Kairausnäytteen HH-KR5 kivilajien QAP-suhteet ja nimitysperusteet Numero projektiapisteen vieressä viittaa näytenumeroon. Näytteet HH.102 ja HH.103 ovat poikkeuksellisia sikäli, että niissä mafisten mineraalien määrät ovat pieniä, ja kalimaasälpäovoideja ympäröi pyöreistä kvartsirakeista koostuva reunus. Näytteet HH.108 ja HH.lll edustavat keskimääräistä voimakkaammin muuttuneita näytetyyppej ä. Vaaleammat, alle 3 % biotiittia sisältävät pyterliitit (HH.102 ja HH.103) eivät ole kemialliselta koostumukseltaan eivätkä mineraalikoostumukseltaankaan tavanomaisimpien pyterliittien kaltaisia. Tekstuuriltaan näytteet ovat kuitenkin rapakivirakenteisia, eli niissä on pyöreähköjä kalimaasälpäkasaumia tai yli senttimetrin läpimittaisia ovoideja pienemmistä rakeista koostuvassa perusmassassa. Ovoidien kalimaasälvässä on runsaasti pertiittisuotaumia sekä pyöreähköjä kvartsi- ja plagioklaasisulkeumia. Samoin niissä on pieniä, kulmikkaita biotiittisulkeumia, vaikkakin vain hyvin niukalti. Sulkeumina tavatut rakeet ovat varsin pieniä, tyypillisimmin 0,5-1 mm kokoisia. Suuria kalimaasälpärakeita reunustaa usein pyöreistä, läpimitaltaan noin 2-3 mm:n kokoisista rakeista muodostuva epäjatkuva kehä. Kyseiset kvartsirakeet voidaan lukea välimassaan kuuluviksi, sillä myös muu välimassa sisältää runsaasti pyöreäpiirteisiä kvartsirakeita. Niiden lomassa on suurempia maasälpärakeita sekä biotiittisuomuja, joissa kvartsi voi olla poikiliittisina sulkeumina. Perusmassan kvartsirakeet ovat keskimäärin 2 millimetrin kokoisia, ja muut mineraalit vähän suurempia, keskimäärin 3-5 mm:n

29 26 läpimittaisia. Näytteissä tavatut fluoriittirakeet ovat myös varsin suuria eli tavallisesti yli 1 mm:n läpimittaisia. Näytteiden kalimaasälpärakeet ovat niukan serisiittimassan samentamia, ja plagioklaasi on kohtalaisesti saussuriittiutunutta. Biotiittisuomut ovat osaksi kloriittiutuneita, mutta osaksi ne ovat täysin muuttumattomia. Näytteet HH.106, HH.109 ja HH.110 edustavat tavanomaisia pyterliittejäja viborgiitteja. Niiden tyypilliset kalimaasälpäovoidit ovat laajoja, poikiliittisesti muita mineraaleja sisäänsä sulkevia rakeita tai raekasaumia. Tavallisimpia sulkeumia niissä ovat kvartsi ja plagioklaasi. K vartsi esiintyy pitkänomaisina luiroina tai pyöreähköinä, suurimmillaan yhden millimetrin läpimittaisina rakeina. Plagioklaasisulkeumat voivat olla samoin pyöreäpiirteisiä, mutta niitä tavataan myös kulmikkaina, lähes omamuotoisina rakeina, jotka ovat suurimmillaan 1-2 mm pitkiä. Pertiittisuotaumat ovat ovoidien kalimaasälvässä hyvin tavallisia, ja ne muodostavat hyvin pienirakeisen rihmaston lähes kattavasti kaikkien ovoidien alueelle. Muita tyypillisiä sulkeumia ovoideissa ovat kulmikkaat tai repaleiset biotiittisuomut ja tavallisesti repaleiset sarvivälkerakeet, jotka ovat keskimääräiseltä raekooltaan 0,5-1 mm:n kokoisia. Fluoriitti- ja magnetiittisulkeumia ovoideissa tavataan myös satunnaisesti. Ovoideja reunustavat plagioklaasisaumat koostuvat pitkänomaisista liistakemaisista tai täysin satunnaisen muotoisista, pyöreäpiirteisistä ja keskimäärin 0,5-1 mm:n läpimittaisista plagioklaasirakeista. Ovoidien lomassa oleva perusmassa sisältää pääosan kivien tummista mineraaleista. Tekstuuriltaan perusmassa on lähinnä allotriomorfisgranulaarista koostuen pyöreähköistä kvartsirakeista ja niitä reunustavista tai ympäröivistä, satunnaisen muotoisista maasälpä-, biotiitti- ja sarvivälkerakeista. Kvartsirakeiden keskimääräinen läpimitta on 0,5 mm muiden ollessa vähän suurempia, keskimäärin 1-2 mm:n läpimittaisia. Biotiitti- ja sarvivälkerakeet ovat joskus vielä suurempia, noin 5 mm:n läpimittaisia ja runsaasti muita mineraaleja poikiliittisina sulkeuminaan sisältäviä. Näytteet HH.106, HH.109 ja HH.110 ovat varsin vähän muuttuneita. Niiden maasälpärakeet ovat vain osittain pienirakeisen saussuriittimassan samentamia ja mafiset mineraalit ovat jokseenkin muuttumattomia. Ulkonäöltään poikkeuksellinen, silmämääräisesti tarkastellen valkoisena erottuvaa maasälpää sisältävä näyte HH.113 on mikroskooppisesti maasälvän osalta läpikotaisesti muuttunutta. Sen plagioklaasirakeet ovat kauttaaltaan hyvin pienirakeisen, ruskehtavan saussuriittimassan samentamia. Paikoin muuttumistuloksessa erottuu myös suurempia, 0,1-0, 3 mm:n läpimittaisia karbonaatti- ja epidoottirakeita sekä muskoviittisuomuja. Näytteen mafiset mineraalit ovat kuitenkin lähes muuttumattomia. Ainoastaan sarvivälkerakeet ovat pieneltä osin biotiittiutuneita.

30 27 Voimakkaammin muuttuneissa pyterliittinäytteissä HH.lll ja HH.l 08 maasälvät ovat kauttaaltaan saussuriitin tai serisiitin pigmentoimia ja tummat mineraalit läpikotaisesti muuttuneita. Alkuperäiseltä tekstuuriltaan näytteet ovat tavanomaisten pyterliittien kaltaisia, mutta muuttumistulos on hyvin pienisuomuisten ja muiden pienirakeisten mineraalien takia varsin erilainen. Näytteen HH.lll muuttumisaste on vähäisempi. Siinä plagioklaasi on kauttaaltaan saussuriitin pigmentoimaa. Muuttumistuloksessa erottuu runsaasti suurehkoja, läpimitaltaan 0,2-0,5 mm:n kokoisia epidootti- ja muskoviittirakeita. Myös karbonaattia esiintyy runsaasti. Kalimaasävän plagioklaasisulkeumat ovat täysin saussuriittisia, mutta kalimaasälpärakeet ovat vain vähän serisiittiytyneitä. Biotiitti- ja sarvivälkerakeet ovat kauttaaltaan pienirakeisen kloriittimassan korvaamia. Suomujen lomassa on hematiittilamelleja alkuperäisten lohkorakojen suunnassa ja karbonaattia satunnaisesti suuntautuneina, noin puolen mm:n mittaisina rakeina. Näyte HH.l 08 edustaa voimakkaimmin muuttunut pyterliittityyppiä. Näytteen maasälvät ovat silmämääräisesti tarkastellen punasävyisiä. Mikroskooppisesti plagioklaasi on kauttaaltaan saussuriittimassan ja rautaoksihydroksidien pigmentoimaa. Kalimaasälpärakeet ovat myös kauttaaltaan ruskehtavan serisiitti-opaakkipigmentin samentamia. Muuttumistuotteet ovat valtaosin hyvin pienirakeista massaa, mutta joskus epidootti, muskoviitti ja karbonaatti esiintyvät selvästi tunnistettavina, kuitenkin korkeintaan 0,1 mm:n mittaisina rakeina. Maasälpien punainen värisävy aiheutuu rautamineraaleista, joista götiittiset, mikrokiteiset kasaumat ovat yleisimpiä. Hematiitti muodostaa joskus tunnistettavia neulasmaisia lamellej a. K vartsia näytteessä HH.1 08 on hyvin niukalti. Sitä tavataan vain pieninä, alle 0,2 mm:n läpimittaisina, pyöreinä sulkeumina maasälpärakeissa. Näytteen alkuperäinen plagioklaasi on voimakkaasti muuttunutta, mutta voimakkaimmin muuttuneiden rakeiden lisäksi siinä esiintyy myös suurirakeista, todennäköisesti sekundääristä plagioklaasia. Tämä plagioklaasi on koostumukseltaan varsin albiittista, ja se esiintyy suurina, terävästi kaksostuneina ja muita plagioklaasirakeita kirkkaampina rakeina. Näissä muuttumistulokset ja pigmenttimineraalit vaikuttavat pikemminkin sulkeumilta kuin muuttumistuotteilta. Näytteen HH.108 mafiset mineraalit ovat kauttaaltaan kloriitti-epidootti-opaakkimassaksi muuttuneita. Apatiittisulkeumat lienevät niissä ainoita primäärimuodossaan pysyneitä mineraaleja. Kloriittimassa on hyvin pienirakeista koostuen tyypillisesti alle 0,1 mm:n mittaisista suomuista. Epidoottirakeet voivat olla vähän suurempia, ja ne voivat olla lähes omamuotoisia rakeita, mutta tavallisemmin nekin sijoittuvat muuttumistuotteeseen hyvin pieninä rakeina. Tummien mineraalien muuttumistuotteessa hematiitti on varsin yleistä, ja se esiintyy pieninä, noin 0,1 mm:n läpimittaisina rakeina sekä hyvin ohuina lamelleina.

31 28 Toinen yleinen rautamineraali on götiitti, jota tavataan runsaasti alkuperäisten mafisten mineraalien paikalla. Titaniitti on myös yleinen faasi mafisten mineraalien muuttumistuloksessa. Osaksi tummien mineraalien samoin kuin plagioklaasinkin muuttumistuote on hyvin pienirakeista, mikrokiteistä massaa, eikä sen koostumusta ole mahdollista identifioida mikroskooppisesti. Porfyyrinen rapakivi Näyte HH.115 edustaa heikosti porfyyristä rapakiveä eikä eroa modaalisen koostumuksensa tai QAP-suhteittensa perusteella merkittävästi muista rapakivityypeistä (kuva 2-2). Hajarakeina näytteessä esiintyy kalimaasälpää, kvartsia ja plagioklaasia. Kalimaasälpähajarakeiden koko vaihtelee 3,0-10 mm:iin, ja ne ovat muodoltaan kulmikkaita tai täysin satunnaisen muotoisia. Niissä esiintyy sulkeumina runsaasti pyöreitä kvartsirakeita tai luiroja, runsaasti pertiittisuotaumia ja joskus plagioklaasi- ja sarvivälkerakeita sekä biotiittisuomuja. Sarvivälkerakeiden sydänosat koostuvat usein amfibolin ja vaaleiden mineraalien granofyyrisestä yhteenkasvettumasta, ja vain rakeen reunalla esiintyy yhtenäistä sarvivälkettä. Kalimaasälpähajarakeiden reunoilla on runsaasti poikiliittisina sulkeumina pyöreitä kvartsirakeita ja kokonaisuudessaan raerajat ovat hyvin epämääräisiä. Tavallisesti kalimaasälpärakeissa on sulkeumia noin % rakeiden aloista, mutta muutamissa rakeissa sulkeumat muodostavat jopa puolet rakeesta. K vartsihajarakeet ovat läpimitaltaan 2-6 mm:n kokoisia ja pääasiassa pyöreäpiirteisiä. Niiden raerajat ovat teräväpiirteisiä, joskin satunnaisesti kaarevia. Plagioklaasihajarakeet esiintyvät osittain omamuotoisina, läpimitaltaan 3-10 mm:n kokoisinaja kulmikkaina rakeina, joissa on sarvivälkettä, biotiittia ja pyöreitä kvartsirakeita sulkeumina. Plagioklaasirakeet ovat joskus vyöhykkeellisiä siten, että rakeiden keskiosat ovat selvästi anortiittisempia kuin reunaosat Plagioklaasihajarakeiden raerajat ovat teräväpiirteisiä ja usein suoraviivaisia. Hajarakeina tavattujen maasälpien alasta on pieni osa, % hienorakeisen saussuriitin pigmentoimaa. Heikosti porfyyriseen rapakivityyppiin sisältyy satunnaisesti ovoideja. Tutkitussa näytteessä on yksi, noin 4 cm:n läpimittainen ovoidi, jonka keskiosa muodostuu runsaasti sulkeumia ja suotaumia sisältävästä kalimaasälvästä. Sulkeumina tavataan 0,5-1 mm:n läpimittaisia sarvivälke- ja plagioklaasirakeita sekä muutamia alle 0,5 mm:n mittaisia biotiittisuomuja. Lisäksi siinä on pitkänomaisia, kapeita kvartsiluiroja. Ovoidia reunustaa 4-5 mm leveä plagioklaasikehä. Perusmassa on keskirakeista yksittäisten rakeiden läpimittojen vaihdellessa 0,2-3 mm:iin. Perusmassa koostuu pääosin kalimaasälvästä, kvartsista, plagioklaasista sekä sarvivälk-

32 29 keestä ja biotiitista. Kalimaasälpää tavataan omamuotoisina, kulmikkaina rakeina sekä täysin satunnaisen muotoisina rakeina. Plagioklaasin esiintymisasu vaihtelee samalla tavalla, ja molemmat maasälvät ovat lähes kauttaaltaan hyvin pienirakeisen, ruskehtavan muuttumispigmentin värjäämiä. Kvartsirakeet ovat pieniä, keskimäärin 0,5 mm:n läpimittaisia ja pyöreäpiirteisiä. Niitä tavataan runsaina sulkeumina sekä maasälvissä että suuremmissa tummissa mineraalirakeissa. Sarvivälke- ja biotiittirakeet ovat hyvin repaleisia runsaina esiintyvien sulkeumiensa takia. Niiden tyypillinen raekoko vaihtelee 0,5-1 mm:iin, ja valtaosa kiven opaakeista sekä muista vähäisemmässä määrin esiintyvistä mineraaleista, apatiitista, titaniitista ja zirkonista sijoittuu niiden yhteyteen, ympärille tai sulkeumiksi. Tummat mineraalit ovat lähes muuttumattomia. Ainoastaan biotiitti voi olla pieneltä osin kloriittiutunutta. Vaalea, heikosti porfyyrinen rapakivi Kairausnäytteen vaaleita, heikosti porfyyrisiä rapakiviä edustavat näytteet HH.105 ja HH.112. Nämä rapakivet ovat varsin homogeenisia kivilajeja, jotka ovat niin modaalisesti kuin kemiallisestikin varsin tarkasti toistensa ja muiden alueelta tutkittujen vastaavanlaisten kivilajien kaltaisia. Joskus niihin sisältyy epäselvästi erottuvia, pyöreäpiirteisiä hajarakeita tai raekasaumia, mikä aiheuttaa niiden porfyyrisen tekstuurin. Kokonaisuudessaan nämä kivet muistuttavat myös varsin paljon vaaleita pyterliittejä ja mineraalikoostumuksensa perusteella näytteet luokittuvat tasarakeisten rapakivien tavoin hyvin tavanomaisiksi granii teiksi. Tekstuuriltaan näytteet ovat allotriomorfisgranulaarisia. K vartsirakeet ovat läpimitaltaan tyypillisesti 1-2 mm:n kokoisia ja pyöreäpiirteisiä. Maasälpärakeet ovat vähän suurempia, keskimäärin 2-4 mm:n kokoisia ja satunnaisen muotoisia. Ne täyttävät biotiittisuomujen kanssa pyöreiden kvartsirakeiden väliin jäävän tilan. Plagioklaasia tavataan joskus omamuotoisina, kulmikkaina ja korkeintaan 1 mm:n läpimittaisina rakeina, jotka voivat esiintyä sekä itsenäisinä rakeina että sulkeumina kalimaasälvässä. Kalimaasälpä voi puolestaan esiintyä suurehkoina 5-10 mm:n läpimittaisina, runsaasti sulkeumia ja suotaumia sisältävinä hajarakeina, mikä aiheuttaa kivien epäselvän porfyyrisyyden. Tummien mineraalien kokonaismäärä on näytteissä varsin pieni, alle 5 %. Sarvivälkettä tavataan näytteessä HH.112 muutamina hyvin pieninä rakeina. Biotiittisuomut ovat pieniä, tavallisimmin alle 0,5 mm:n mittaisia ja suurimmillaankin vain kahden mm:n pituisia rakeita, jotka ovat hyvin satunnaisen muotoisia, repaleisia ja usein runsaasti sulkeumia sisältäviä. Aksessorisista mineraaleista fluoriitti esiintyy varsin suurina, jopa millimetrin kokoisinaja usein pyöreäpiirteisinä rakeina.

33 30 Näytteen HH.105 maasälvät ovat kauttaaltaan ruskehtavan, niukan muuttumistuotteen pigmentoimia. Näytteessä HH.112 kalimaasälpä on samoin niukan, ruskehtavan pigmentin samentamaa. Plagioklaasirakeet ovat voimakkaasti muuttuneita, joskus lähes läpinäkymättömän, tumman saussuriittimassan samentamia. Biotiittisuomut ovat usein lähes muuttumattomia. Vain muutamissa rakeissa on kloriittiutuneita reunuksia tai lamellirajoja. Tasarakeinen rapakivi Näytteet HH.104, HH.107 ja HH.114 edustavat kairausnäytteen tasarakeisia rapakivimuunnoksia. Verrattain pienen raekokonsa ansiosta niistä laskettu ja modaalisia mineraalikoostumuksia voidaan pitää varsin todellisena, ja ne luokittuvatkin keskimääräisiksi ja keskenään hyvin samanlaisiksi graniiteiksi (kuva 2-2). Silmämääräisesti tarkasteltuna näytteet ovat vaalean punertavia, keskirakeisia ja homogeenisia. Joihinkin niistä sisältyy muutamia suurehkoja hajarakeilta vaikuttavia kvartsi- ja maasälpärakeita, mutta kokonaisuudessaan tämän ryhmän kivet ovat varsin tasarakeisia. Myös mikroskooppisesti kaikki tutkitut näytteet ovat varsin samantyyppisiä. Kaikissa näytteissä kvartsi esiintyy pienehköinä, läpimitaltaan 0,2-1,0 mm:n kokoisina, pyöreäpiirteisinä rakeina. Plagioklaasirakeet ovat keskimääräiseltä läpimitaltaan 1 mm:n kokoisia, ja niitä tavataan kulmikkaina, osittain omamuotoisina rakeina sekä täysin satunnaisen muotoisina, muita mineraaleja ympäröivinä rakeina. Kalimaasälpärakeet ovat osaksi plagioklaasirakeiden kokoisia ja epämääräisen muotoisia mutta osaksi ne ovat suurehkoja, noin 5 mm:n läpimittaisia ja runsaasti sulkeumia sisältäviä. Kalimaasälvässä on aina runsaasti pertiittisuotaumia, ja pyöreät kvartsirakeet ovat niissä tyypillisin sulkeumatyyppi. Molemmat maasälvät ovat kaikissa näytteissä tasaisen, ruskehtavan, joskin varsin niukan saussuriittimassan pigmentoimia. Biotiittisuomut ovat tavallisimmin 0,5-1 mm pitkiä sijoittuen muiden mineraalien väleihin jääviin tiloihin täysin satunnaisen muotoisina rakeina. Biotiittisuomut ovat varsin terveitä, vain harvoin pieneltä osin vihertäväksi biotiitiksi tai kloriitiksi muuttuneita. Aksessorisista mineraaleista fluoriitti esiintyy joskus jopa puolen millimetrin läpimittaisina rakeina kiven vaaleiden mineraalien lomassa. Tekstuuriltaan tasarakeiset rapakivet ovat siis myös allotriomorfisgranulaarisia koostuen pyöreäpiirteisistä kvartsirakeista ja niitä ympäröivistä muista, usein aivan satunnaisen muotoisista mineraaleista.