Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteen OL -KR9 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit

Transkriptio

1 ~ Työ ra po rtti97 09 Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteen OL KR9 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör, Aulis Kärki, Seppo Suoperä, Olavi Taikinaaho Kivitieto Oy Heinäkuu 997 POS.IVA OY Mikonkatu 5 A, FIN0000 HELSINKI Puhelin (09) Fax (09)

2 TEKIJÄ ORGANISAATIO: Kivitieto Oy Teknologiantie OULU TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 5 A Helsinki TILAUSNUMERO: TILAAJAN YHDYSHENKILÖ: 9543/97/MVS \ n Q ~,{_ (k' '{. )' (). FK Margit Snellman ' r o L ', '\ /}..._. /, (. ''(... FM Nina Sacklen Posiva Oy Saanio & Riekkola Oy KONSULTIN YHDYSHENKILÖ: FT Aulis Kärki Kivitieto Oy TYÖRAPORTTI9709 EURAJOEN OLKILUODON KAIRAUSNÄ YTTEEN OLKR9 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT VASTUULLISET TEKIJÄT: ~[~r~ FT, geologi.7,.~ :fi:...._ lt(. =... Aulis Kärki FT, geologi {/.','~c:: Olli Taikinaaho FM, geologi

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

4 EURAJOEN OLKILUODON KAIRAUSNÄYTTEEN OLKR9 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT. 3 TIIVISTELMÄ Tässä raportissa esitetään Olkiluodon tutkimusalueen kairausnäytteen OLKR9 petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. Petrografinen kartoitus on tehty silmämääräisesti ja kivilajien tekstuurit sekä modaaliset mineraalikoostumukset on analysoitu polarisaatiomikroskoopilla pistelaskuria apuna käyttäen. Päämineraaleina esiintyvien plagioklaasin, biotiitin ja amfibolien kemialliset koostumukset on määritetty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella käyttäen JEOL733 mikroanalysaattoria. Esitetyt kokokivianalyysit on teetetty kanadalaisessa XRALlaboratoriossa käyttäen röntgenfl uoresenssianal ysaattoria (XRF), neutroniakti vaati oanal ysaattoria, LECOrikkianalysaattoria ja ioniselektiivisiä elektrodeja. Rakomineraalit on identifioitu silmämääräisesti ja tarvittaessa identifiointi on varmennettu käyttäen stereomikroskooppia ja röntgendiffraktometria. Petrologisten tutkimusten perusteella alueen kivilajit jakautuvat viiteen päätyyppiin, jotka ovat: ) migmatiittiset kiillegneissit, 2) kvartsiittigneissit, 3) amfiboliittiset emäksiset liuskeet, 4 ) gneissimäiset tonaliitit ja granodioriitit sekä 5) keskirakeiset graniitit ja leukokraattiset pegmatiitit. Näitä kaikkia kivilajityyppejä on tavattu myös nyt tutkitusta kairausnäytteestä. Tyypillisimpinä rakomineraalifaaseina on tavattu kalsiittia, rautakiisuja (magneettikiisu ja rikkikiisu) ja savimineraaleja (illiitti, montmorilloniitti, kaoliniitti ja vermikuliitti), joita esiintyy yleisesti kaikilla kairaussyvyyksillä. Näiden lisäksi on tehty muutamia havaintoja analsiimista, laumontiitista, palygorskiitista ja kvartsista. Kalsiittikiteytymät ovat paksuudeltaan tyypillisesti 0,0 mm ja enimmillään 3 mm:n luokkaa. Rikkikiisua esiintyy kairausnäytteessä kaikilla syvyyksillä. Se esiintyy omamuotoisina pieninä rakeina ja kalvomaisina silauksina tai laikkuina. Rakomineraalina harvinaisempi magneettikiisu esiintyy tyypillisesti grafiitin yhteydessä. Kaoliniittia tavataan löyhänä, jauhomaisena massana tai tiiviimpänä, valkoisena katteena. llliitti esiintyy vihertävänä, läpikuultavana ja saippuamaisena massana sekä harmaana tai vihertävänä multamaisena muunnoksena yhdessä montmorilloniitin kanssa. Grafiittihaamiskapintoja tavataan muutamista syvyysvyöhykkeistä. Kvartsiutuneista rakopinnoista on muutamia havaintoja. Vedenjohtavuudella ei tämän selvityksen perusteella vaikuta olevan suoraa korrelaatiota rakomineraaliseurueisiin, vaan vettä parhaiten johtaviin vyöhykkeisiin sisältyy tyypillisesti samoja rakomineraaleja kuin niiden ulkopuolellekin. Kivilajiympäristöllä ei myöskään vaikuta olevan suoranaista vaikutusta rakomineraaliseurueiden koostumukseen. Poikkeuksena tähän ovat grafiittipitoiset kivilajit, joihin liittyvät raot sisältävät poikkeuksellisen runsaasti grafiittia. Avainsanat Paleoproterotsoinen, kallio, kiillegneissi, metapeliitti, migmatiitti, granitoidi, petrologia, mineralogia, rakomineraali.

5 EURAJOKI, OLKILUOTO: PETROLOGY AND LOW TEMPERATURE FRACTURE MINERALS IN DRILL CORE SAMPLE OLKR9. 4 ABSTRACT The results of petrological studies and low temperature fracture mineral mappings of drill core OLKR9 from the Olkiluoto 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 JEOL733 superprobe at the Institute of Eleetron Optics, University of Oulu. Whole rock analyses were carried out at the XRAL laboratory (Canada) using an Xray 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 Xray diffractometry. The five main rock types of the study area are in terms of petrographic features and whole rock composition: ) migmatitic and veined mica gneisses, 2) quartzitic gneisses, 3) amphibolitic mafic schists, 4) gneissose tonalites or granodiorites and 5) mediumgrained granites and leucocratic pegmatites. Ali these rocks were found from the drill core Ol KR9. Calcite, Fe sulphides (pyrrhotite and pyri te) and clay minerals (illite, montmorillonite, kaolinite and vermiculite) form the most typical fracture mineral phases throughout the drill cores, with analcime, laumontite, palygorskite and quartz to be found less frequently. Pyrite occurs in small idiomorphic grains and in thin covers and patches, and is encountered at all depths along the whole core. Pyrrhotite is detected less often and usually occurs together with graphite. Kaolinite fracture fillings are loose powdered masses or dense, white coverings, while illite occurs in a green, transparent, soaplike mass or in a grey to green, loose clay variety together with montmorillonite. Graphite slickensides are found in some depth zone, and quartz is detected in a few fractures. W ater conductivity seems not to have exercised any distinct control over the fracture mineral assemblages, since in most cases the zones having the best water conductivity include the same fracture minerals as those of lower conductivity. Similarly, the composition of the fracture mineral assemblages seems not to have been controlled by the surrounding bedrock type with the exception of the fractures in graphitic rocks, which are frequently graphitebearing. Keywords: Palaeoproterozoic, bedrock, mica gneiss, metapelite, migmatite, granitoid, petrology, mineralogy, fracture mineral.

6 5 Sisällysluettelo JOHDANTO Tutkimusalue Tutkimuksen tavoite Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Rakomineraalikartoitus Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto KAIRAUSNÄ YTE OLKR Kivilajit ja petrografiset yleispiirteet Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Mineraalikemia Kokokivikemia Rakomineraalit Rakomineraaliseurueet eri syvyyysväleillä YHTEENVETO Lähdeluettelo Taulukkoliite. Kairausnäytteen OLKR9 rakomineraalit

7 6 JOHDANTO Imatran Voima Oy:n ja Teollisuuden Voima Oy:n voimalaitosten ydinjätehuollossa varaudutaan käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen Suomessa. Posiva Oy huolehtii tähän liittyvistä tutkimuksista. Yksityiskohtaiset sijoituspaikkatutkimukset on aloitettu 993, ja niitä tehdään Eurajoen Olkiluodon, Kuhmon Romuvaaran ja Äänekosken Kivetyn alueilla vuoteen 2000 saakka. Lisäksi tutkimukset aloitettiin vuoden 997 alussa Loviisan Hästholmenin alueella. Tässä raportissa esitetään Olkiluodon tutkimusalueelle vuonna 996 kairatuo reiän OLKR9 näytteiden petrologisten tutkimusten tulokset sekä rakomineraalitutkimusten tulokset.. Tutkimusalue Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu Eurajoen kunnan länsiosaan, Olkiluodon saarelle. Tutkimusalue on pintaalaltaan n. 7 km 2 :n laajuinen ja geologisesti se sijoittuu paleoproterotsooisista granitoideista ja paragneisseistä koostuvaan migmatiittiseen gneissiympäristöön (kuva ). Alueelle on tehty 0 syvää kallionäytekairausreikää, joiden sijaintipisteet ja tutkimusalueen geologiset yleispiirteet on esitetty kuvassa..2 Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen tavoitteena on ollut kartoittaa tutkimusalueelle vuonna 996 kairatun reiän OLKR9 kairausnäytteen kivilajit, kuvata niiden petrografiset ja mineralogiset ominaispiirteet, selvittää kivilajien kemialliset koostumukset sekä määrittää valittujen näytteiden päämineraalien kemialliset koostumukset. Lisäksi tavoitteena on ollut kartoittaa matalan lämpötilan rakomineraalien esiintymisalueet keskittyen vettä johtavimpiin vyöhykkeisiin. Toimeksiannon sisältö on kuvattu yksityiskohtaisesti tilauksessa 9543/97 /MVS. Vastaavanlainen tutkimus on tehty alueen muista kairausnäytteista (Gehör et al. 996)..3 Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Petrografinen kartoitus ja näytteenotto on tehty Geologian tutkimuskeskuksen Lopen kairasydänarkistossa. Kairausnäytteistä on otettu edustavat näytteet pääkivilajien modaalisen mineraalikoostumuksen, tekstuurin ja kokokivenkemiallisen koostumuksen selvittämiseksi. Petrografisen kartoituksen ja näytteenoton on suorittanut Ff A. Kärki.

8 7 Pääkivilajeja edustavista näytteistä on valmistettu kiillotetut ohuthieet valomikroskooppitutkimusta ja mikroanalyysejä varten. Ohuthieiden kokonaismäärä on 8 kpl ja ne on valmistanut Oulun yliopiston geotieteiden ja tähtitieteen laitoksen hielaboratorio. Alueen kivilajit ovat pääasiassa migmatiitteja, joissa paleosomin osuus on merkittävästi suurempi kuin neosomin osuus. Siksi yksityiskohtaisesti tutkituista näytteistä pääosa edustaa migmatiittien paleosomia. Yksi näyte on otettu leikkaavasta pegmatiittijuonesta ja yksi tonaliitiksi kutsutusta, joskin paikoin selvästi gneissimäisestä kivilajista. Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri on määritetty polarisaatiomikroskoopilla ja pistelaskurilla laskemalla viisisataa pistettä kustakin ohuthieestä. Petrografinen kuvaus on A. Kärjen laatima. Kivilajien päämineraaleina esiintyvien biotiitin, amfibolien sekä plagioklaasin kemiallinen koostumus on analysoitu mikroanalysaattorilla yhteensä yhdeksästä edustavasta mineraalirakeesta. Mineraalien kemialliset koostumukset on määritetty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksen JEOL733 mikroanalysaattorilla FM 0. Taikinaahon valvonnassa. Mineraalianalyysiaineiston käsittelyn on suorittanut FT S. Gehör. Kokokivianalyysit on teetetty kanadalaisessa XRALlaboratoriossa röntgenfluoresenssianalysaattorilla (XRF), neutroniaktivaatioanalysaattorilla (INAA), rikkianalysaattorilla (LECO) sekä käyttäen ioniselektiivisiä elektrodeja (ISE) sovittujen alkuainepitoisuuksien määrittämiseen. Kokokiven kemiallisen aineiston käsittelyn on tehnyt A. Kärki. Rakomineraalikartoituksen sekä näytteenoton ovat tehneet S. Gehör, A. Kärki, S. Suoperä ja 0. Taikinaaho. Rakomineraalit on identifioitu Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella Siemensröntgendiffraktioanalysaattorilla (XRD) 0. Taikinaahon toimesta. Aineiston käsittelyn on suorittanut ja yhteenvedon on laatinut A. Kärki. Kartoitusavustajina ovat toimineet ja kartoitusaineiston puhtaaksikirjoituksesta ovat vastanneet fil. yo. S. Kallio, LuK H. Pirinen, LuK S. Riikonen jaa. Taikinaaho. Esitetyt 3Dmallit on laatinut ins. J. Leinonen..4 Tutkimusalueengeologiset yleispiirteet ja kivilajit Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu EteläSuomen migmatiittivyöhykkeen länsiosaan. Kallioperä muodostuu eri tyyppisistä epiklastisista ja vulkaanisperäisistä svekofennisista liuskeista ja gneisseistä sekä niitä leikkaavista tai migmatisoivista syn ja postorogeenisista granitoideista (Simonen 980 a,b ). Liuskeet ja metavulkaniitit ovat tyypillisesti,93,85 Ga ikäisiä. Granitoidien iät vaihtelevat välillä,9 Ga ja,77 Ga (Vaasjoki 977, Vaasjoki & Huhma 992). Anorogeenisia, Ma ikäisiä rapakivimassiiveja (Vorma 976) sekä nuorempia ns. postjotunisia, n.,25 Ga ikäisiä oliviinidiabaaseja tavataan myös tutkimusalueen lähistössä (Suominen 99 ).

9 ,~~~ 8 Tässä raportissa kivilajit on nimetty pääsääntöisesti saman käytännön mukaisesti, jota on noudatettu esimerkiksi raportissa Anttila et al. (992). Kiillegneissimigmatiitit ja enemmän migmatiittiset suonigneissit muodostavat valtaosan Olkiluodon saaren kallioperästä (Paulamäki 989). Tonaliiteiksi ja granodioriiteiksi kutsuttuja osin syväkivimäisiä, osin gneissimäisiä kivilajeja tavataan muutamissa itälänsisuuntaisissa, m leveässä vyöhykkeissä. Karkearakeisia graniitteja tavataan tutkimusalueen keskiosassa sekä muutamissa pienemmissä massiiveissa eri puolilla saarta. Koillinenlounassuuntainen diabaasijuoni tavataan saaren keskiosassa. Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kairanreikien sijaintipisteet on esitetty kuvassa. Tässä yhteydessä tutkitusta kairausnäytteestä on tavattu alueen kaikkia tyypillisiä kivilajeja. Migmatiitit sisältävät vaihtelevia määriä selvästi Ieikkaavia granitoidijuonia sekä korkeintaan muutaman senttimetrin levyisiä leukosomijuonia. Leikkaavan materiaalin osuus vaihtelee lähes O:sta noin 00 %:iin saakka, mutta tyypillisesti migmatisoivaa ainesta on korkeintaan %. Kiilteiden määrä epiklastisista sedimenteistä syntyneissä gneisseissä vaihtelee 5:stä lähes 50 %:iin, ja tähän sarjaan kuuluvista kivilajeista koostuva sarja on nimetty kokonaisuudessaan peliittiareniittisarjaksi. Kiillegneisseiksi on nimetty ne koostumustyypit, joissa kiilteitä on yli 20 %. Kiillerikkaan paleosomin raekoko vaihtelee, ja kuvauksessa paleosomit on luokiteltu raekoon perusteella kolmeen ryhmään, hieno, keski ja karkearakeisiin tyyppeihin. Hienorakeisen paleosomin keskimääräinen raekoko on alle mm ja karkearakeisiksi kiillegneisseiksi on kutsuttu niitä paleosomityyppejä, joiden keskimääräinen raekoko on yli 3 mm. Suonigneisseissä neosomi esiintyy selvästi leikkaavina granitoidisuonina tai juonina, joiden määrä on ainakin 20 30% kiven tilavuudesta. Kiillettä vähemmän sisältävät paleosomityypit ovat osaksi kvartsiittisia, alle 20 % kiilteitä sisältäviä kvartsiittigneissejä tai kvartsimaasälpägneissejä, joissa migmatisoivan materiaalin määrä on tyypillisesti pieni. Yksi nyt tutkitun kairausnäytteen kvartsiittinen näyte sisältää myös sarvivälkettä. Näiden lisäksi tavataan runsaasti sarvivälkettä sisältäviä kivilajeja, jotka ovat kemialliselta koostumukseltaan emäksisiä. Graniittiset kivilajit ovat osaksi karkearakeisia ja selvästi pegmatiittimaisia, mutta toisaalla tavataan syväkivimäisiä, tasarakeisia muunnoksia. Tonaliiteiksi kutsutut kivilajit ovat vaihtelevasti suuntautuneita ja gneissimäisiä kivilajeja, mutta aina kuitenkin karkearakeisia ja siinä määrin syväkivimäisiä, että nimitystä voidaan pitää tässä yhteydessä hyväksyttävänä.

10 9 < z 00 [] 0 ~ Kuva. Olkiluodon tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kairanreikien sijaintipisteet

11 0.5 Rakomineraalikartoitus Rakomineraalien kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla ja röntgendiffraktometrilla (XRD). Rakomineraalitutkimuksissa esille tulleet tyypillisimmät rakomineraalit sekä niiden kemialliset kaavat ovat: Kaisiitti Rautakiisut: magneettikiisu Fe _xs rikkikiisu FeS 2 Savimineraalit illiitti (K,Ca,Mg)Alz(Si 3 Al0 0 )0H 2 kaoliniitti Al 2 Si (0H) 4 Näiden lisäksi harvinaisempina spesieksinä on identifioitu: Analsiimi NaASi *H 2 0 Laumontiitti Ca(Al 2 Si )*4H 2 0 Palygorskiitti (Mg,Al)z Si (0H) *4H 2 0 Kvartsi Si0 2 Alueen kairausnäytteet on jaettu eri syvyysvyöhykkeisiin sisältämiensä rakomineraaliseurueiden perusteella (Gehör et al. 996). Luokittelu on tehty tavallisten, runsaina ja taajaan tavattujen mineraalispesiesten perusteella. Harvinaisten mineraalifaasien esiintymiskohdat on kirjattu sanallisesti. Rakomineraaliseurueeksi on tässä tutkimuksessa luettu sellainen mineraaliryhmä, jonka jäsenet esiintyvät yleisinä tietyn kairausnäytejakson rakopinnoilla, ja joista kaikkia tai ainakin useimpia yhdessä on tavattu muutamilta syvyysvyöhykkeeseen kuuluvilta rakopinnoilta. Niiden synnyn ei kuitenkaan tarvitse olla samanaikainen tapahtuma. Tässä kartoituksissa esille tulleet mineraaliseurueet ovat: Kaisiittiseurue Kalsiittisavimineraaliseurue Kalsiittirautakiisuseurue Kalsii ttirau takiisu sa vimineraaliseurue Kalsiittirautakiisusavimineraali±grafiittiseurue Rautakiisu sa vimineraaliseurue Savimineraaliseurue

12 .6 Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto Alueen kallioperää koskeva yleiskuvaus perustuu raportteihin Paulamäki (989) ja Anttila et al. (992). Tutkimuksessa käytetty vedenjohtavuutta koskeva aineisto perustuu raporttiin Pöllänen & Rouhiainen (996) ja kairausnäytteen rakoluvut raporttiin Rautio (996). Aiempien tutkimusten yhteydessä tehtyjen mineraalikoostumusmääritysten, mineraalianalyysien, kokokivianalyysien ja rakomineraalikartoitusten tulokset on julkaistu raporteissa Gehör et al. (996) ja Lindberg & Paananen (99). Yhteenvetokappaleessa esitetyissä diagrammeissa ja kuvissa on käytetty lähtötietoina kaikkia ensin mainitussa raportissa esitettyjä analyysi tuloksia. Viimeisenä mainitun raportin tuloksista on käytetty kokokivianalyysejä soveltuvin osin. Vertailuaineistoina käytetyt maankuoren eri osien ja yleisten kivilajityyppien koostumukset ovat peräisin teoksesta Taylor & McLennan ( 985) ellei toisin ole mainittu. Käytetyt petrologiset ja petrogeneettiset luokitusdiagrammit perustuvat artikkeleihin Cox et al. (972), Irvine & Baraggar (97), Mullen (983), Pearce & Cann (973), Pearce et al. (984), Winchester & Floyd (977).

13 2 2 KAIRAUSNÄVTE OLKR9 Kairanreikä OLKR9 sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen itäosassa, missä hallitsevana kivilajina maanpintaleikkauksessa ovat erilaiset kiillegneissimigmatiitit ja suonigneissit (kuva ). Kairanreiän lähtöpisteen koordinaatit ovat: X= 9230,9 Y = 26629,56 Z = 5,76. Kairanreiän lähtösuunta on 360, lähtökaltevuus 70 ja kokonaispituus 60,25 m. 2. Kivilajit ja petrografiset yleispiirteet Kairausnäytteen kivilajeista lähes kaikki ovat eri koostumuksisia ja tyyppisiä migmatiitteja. Ne ovat jossain määrin enemmän migmaattisia ja usein karkearakeisempia kuin Olkiluodon saarelta kairatut näytteet yleensä. Reiän ylimmän osan näytteet ovat suonigneissejä ja pilsteisiä tonaliitteja. Suonigneissit ja muut voimakkaasti migmaattiset kiillegneissit ovat hallitsevia myös tämän jakson alapuolella. Suonigneisseiksi on kutsuttu sellaisia metapeliittisiä migmatiittityyppejä, joissa migmatisoiva materiaali esiintyy systemaattisesti kapeina, leikkaavina juonina tai suonina. Kiillegneissimigmatiiteiksi on puolestaan kartoitettu muut metapeliittiset migmatiitit ja kvartsiittigneisseiksi ulkonäöltään homogeeniset, vähemmän kiilteitä sisältävät gneissit. Migmatiittien paleosomina esiintyy kaikkia koostumusmuunnoksia kiillerikkaiden metapeliittien ja varsin puhtaiden kvartsiittien väliltä. Aiemmissa tutkimuksissa nämä on nimetty peliittiareniittisarjaksi (Gehör et al. 996). Myös migmatiittiutumisen tyyli vaihtelee laajasti, joten selviä ja yksikäsitteisiä perusteita migmatiittien nimeämiselle ei aina ole. Myös pegmatiittijuonet ovat näytteessä usein epähomogeenisia, eri kokoisia ja tyyppisiä gneissikappaleita sekä niiden sulaneita jäännöksiä sisältäviä migmatiitteja. Pääasiallisesti karkearakeisesta pegmatiittimateriaalista koostuvat jaksot on kartoitettu kuitenkin pegmatiiteiksi, vaikka niiden epähomogeenisuus voisi edellyttää migmatiittitermin käyttöä. Amfibolia runsaasti sisältäviä kerroksia tai jaksoja tavataan näytteessä harvakseltaan. Ne ovat esiintymisasultaan usein varsin homogeenisia ja kvartsiittien tapaan vähemmän migmatiittisia kuin metapeliitit. Tekstuuriltaan amfiboliitit ovat kuitenkin selvästi suuntautuneita ja metamorfisista mineraaliparageneeseistä koostuvia kivilajeja. Kemialliselta koostumukseltaan ne ovat emäksisiä. Kuvassa 2 on esitetty kairausnäytteen kivilajeja kuvaava diagrammi ja yksityiskohtaisempi kivilajikuvaus taulukossa 2.

14 3 ~ Suonigneissi ~ ~ ~ ~~ Kiillegneissimigmatiitti ~ Graniitti/pegmatiitti Tonaliitti [ill K vartsimaasälpägneissi Kuva 2. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajit

15 4 Taulukko 2. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajit Syv. (m) 40,4 50,00 68,80 4,0 24,20 25,00 69,80 72,05 78,30 82,20 83,20 98,0 23,20 Kuvaus Alku SUONIGNEISSI, raitainen, keskirakeinen, sisältää 5 0 cm leveitä pegmatiittijuonia, jakson loppuosassa kapeita tummia ja osin sarvivälkepitoisia jaksoja. TONALIITTI, heikosti raitainen, suuntautunut osin pilsteinen ja silmäkkeinen, osin syväkivimäinen ja lähes suuntautumaton. SUONIGNEISSI, keskirakeinen, vaihtelevasti raitainen. Migmatiitissa on 0 40% selvästi leikkaavaa pegmatiittiainesta, joka esiintyy tyypillisesti korkeintaan 5 cm:n levyisinä juonina mutta joskus jopa puolen metrin levyisinä, vaaleina juonina. Paleosomissa paikoin 0,5 cm:n läpimittaisia kordieriittiporfyroblasteja. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, keskirakeinen, selvästi raitainen, jossa tummat raidat keskimäärin 0,5 cm ja vaaleat cm leveitä. Kivessä on muutamia 0 30 cm leveitä vaaleita pegmatiittijuonia. AMFIBOLIITTI, pienirakeinen, heikosti migmaattinen, loppupäässä muutama selvästi leikkaava pegmatiittijuoni. SUONIGNEISSI, runsaasti leikkaavaa juonimateriaalia ja tummia, kiillerikkaita raitoja sisältävä. Jakson loppuosassa kivi vaihettuu KIILLE GNEISSIMIGMATIITiksi, jossa leukosomin määrä on alle 30 %ja jossa on muutamia 0 30 cm leveitä kvartsiittisia jaksoja. PEGMATIITTI, vaalea, keskikarkearakeinen. SUONIGNEISSI, runsaasti leikkaavaa juonimateriaalia ja tummia, kiillerikkaita raitoja sisältävä. PEGMATIITTIGRANIITTI, vaalea, keskikarkearakeinen. SUONIGNEISSI. PEGMATIITTIGRANllTTI, keskikarkearakeinen, vaalea, joka sisältää noin 0 % gneissikappaleita ja yhden puolen metrin mittaisen amfiboliittisen jakson. KIILLEGNEISSIMIGMATllTTI, keskirakeinen ja selvästi raitainen. Selvästi leikkaavan juonimateriaalin osuus kasvaa aina 20 %:iin ja juonet ovat tyypillisesti alle 0 cm:n levyisiä, mutta satunnaisesti tavataan aina m:n levyisiä juonia.

16 5 Taulukko 2. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajit, jatko. Syv. (m) 26,80 275,60 280,20 304,0 328,40 334,20 337,20 352,80 370,0 384,90 386,80 389,30 395,00 398,70 407,00 427,90 Kuvaus KV ARTSIITTIGNEISSI, homogeeninen, heikosti raitainen eikä juuri migmaattinen, jossa välikerroksina tyypillisempiä KIILLEGNEISSI MIGMATIITTikerroksia. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, keskirakeinen, selvästi raitainen, jossa runsaasti kordieriittiporfyroblasteja ja satunnaisesti kvartsiittisia, alle puolen metrin levyisiä jaksoja sekä suonigneissimäisiä osueita. PEGMA TIITTIGRANIITTI, vaalea, karkearakeinen. SUONIGNEISSI. PEGMA TIITTIGRANIITTI, keskirakeinen, vaalea, jossa tummia kiillepinkkoja, kordieriittirakeita sekä gneissikappaleita. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa kvartsiittisia kerroksia noin puolet paleosomin määrästä. Selvästi leikkaavan pegmatiittimateriaalin osuus on n. 20 %ja se esiintyy alle 20 cm leveinä juonina. PEGMA TIITTIGRANIITTI, vaalea, karkearakeinen, kiillerikkaita kappaleita sisältävä. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTIKV ARTSIITTIGNEISSIseos, jossa kvartsiittista paleosomia yli puolet. PEGMATIITTIGRANIITTI, karkearakeinen, vaalea, joka osin keski ja tasarakeinen, graniittinen ja korkeintaan 5 % gneissikappaleita sisältävä. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, keskirakeinen, raitainen, 5 20 cm leveitä PEGMATIITTIGRANIITTijuonia korkeintaan 20 % sisältävä. KV ARTSIITTIGNEISSI, pienikeskirakeinen ja homogeeninen. PEGMATIITTIGRANIITTI, vaalea, keskikarkearakeinen. KV ARTSIITTIGNEISSIKIILLEGNEISSIMIGMATIITTIseos, jossa kvartsiittiset osat ovat homogeenisia ja keskirakeisia. PEGMATIITTIGRANIITTI, jossa runsaasti gneissikappaleita. KV ARTSIITTIGNEISSI, pienikeskirakeinen, jossa jopa 30 cm leveitä pegmatiittijuonia ja satunnaisesti kiillegneissijaksoja. KIILLEGNEIS SIMIGMA TIITTIPEGMATIITTIGRANIITTI seos, jossa molempia komponentteja noin 50 o/o 5 50 cm leveinä jaksoina.

17 6 Taulukko 2. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajit, jatko. Syv. (m) 46,5 468,0 473,40 480,60 483,30 52,55 55,70 523,00 527,30 536,60 539,80 542,50 545,60 55,80 566,80 57,30 576,40 580,5 58,60 Kuvaus SUONIGNEISSI. KV ARTSITTTIGNEISSI, joka vaihettuu ensimmäisten 2 m:n matkalla kiillegneissiksi ja jakson loppuosassa migmatiitiksi. PEGMATITTTIGRANITTTI, vaalea, karkearakeinen, jossa puolen cm:n levyisiä kiillepinkkoj aja satunnaisesti kordieriittiporfyroblastej a. SUONIGNEISSI, jossa satunnaisesti vähemmän migmaattisia kvartsiittigneissiosueita. PEGMA TITTTIGRANITTTI. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTISUONIGNEISSIseos, jossa migmatiittityyppi vaihtelee satunnaisesti. KV ARTSIITTIGNEISSI, lähes ortokvartsiittisen puhdas. SUONIGNEISSI. PEGMATITTTIGRANIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jakson alku ja loppuosassa kvartsiittisia osia. PEGMA TITTTIGRANIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa 0 20 cm leveitä PEGMA TIITTIGRANIITTijuonia PEGMA TIITTIGRANIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI. PEGMATIITTIGRANIITTI, joka sisältää % gneissikappaleita. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, keskirakeinen, raitainen ja 2 3 cm:n läpimittaisia kordieriittiporfyroblasteja sisältävä. PEGMA TITTTIGRANITTTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI. PEGMA TIITTIGRANIITTI.

18 7 Taulukko 2. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajit, jatko. Syv. (m) 586,50 588,80 59,80 597,20 60,25 Kuvaus KITLLEGNEISSIMIGMATllTTI, keskirakeinen, raitainen, jossa 0 20 % selvästi leikkaavaa juonimateriaalia. PEGMA TllTTIGRANllTTI. KIILLEGNEISSIMIGMATllTTI. PEGMATllTTIGRANllTTI, jossa gneissikappaleita 0 20 % tilavuudesta. SUONIGNEISSIKllLLEGNEISSIMIGMATllTTIseos, jossa lisänä kvartsiittisia jaksoja sekä muutamia puolen metrin levyisiä pegmatiittijuonia. 2.. Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Kairausnäytteestä OLKR9 on valittu yksityiskohtaisesti tutkittavaksi kahdeksan näytettä. Näistä OL.33 ja OL.38 ovat suonigneissejä, OL.35 ja OL.37 edustavat vähemmän migmaattisen kiven kiillegneissipaleosomia ja OL.34 on homogeenista, tasarakeista kvartsiittigneissiä. Tonaliitiksi kartoitetusta jaksosta on näyte OL.3 ja pegmatiittijuonesta näyte OL.36. Näyte OL.32 on sarvivälkettä runsaasti sisältävästä amfiboliitista. Näytteiden modaaliset mineraalikoostumukset on esitetty taulukossa 22. Suonigneissinäytteet OL.33 ja OL.38 ovat mesoskooppisilta piirteiltään selvästi migmaattisia kivilajeja, joissa esiintyy 5 cm leveitä vaaleita pegmatiittimaisia juonia ainakin 0 20 % kiven tilavuudesta. Näytteessä OL.33 pegmatiittimaiset leukosomijuonet muodostavat noin puolet kiven tilavuudesta. Leukosomi on pegmatiiittimaista ja koostuu pelkästään suurista, 5 7 mm:n mittaisista pyöreäpiirteisistä kvartsirakeista sekä lähes samankokoisista kalimaasälpärakeista. Leukosomissa on myös suurehkoja muskoviittisuomuja. Näytteen suurehko kvartsipitoisuus aiheutuu leukosomin korkeasta kvartsipitoisuudesta, mikä ei välttämättä ole tyypillistä leukosomimateriaaleille kokonaisuudessaan. Näytteessä tummat mineraalit sekä kordieriitti ja sillimaniitti ovat keskittyneet noin puolen senttimetrin levyisiin raitoihin. Tummissa raidoissa vaaleita mineraaleja on korkeintaan 0 20 %.

19 . 8 Taulukko 22. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. AFBT = amfiboliitti, KGN= kiillegneissi, KVGN = kvartsiittigneissi, PGGR = pegmatiittigraniitti, SNGN = suonigneissi, TON = tonaliitti, + = aksessorinen mineraali, * sisältää piniitin, ** sisältää kloriitin. Näyte OL.3 OL.32 OL.33 OL.34 OL.35 OL.36 OL.37 OL.38 Syv.(m) 52,90 24,65 62,5 26,35 243,60 362,0 400,0 500,0 Kivilaji TON AFBT SNGN KVGN KGN PGGR KGN SNGN Kvartsi 3,8 6,2 43,5 62,0 39,2 33,7 45,2 35,9 Plagioklaasi 36,0 5,4 7,5 5,9 6,2 20,7 30,8 6,3 Kalimaasälpä 0,5,0 0,6 7,2 35,7 0,4 2,7 Biotiitti 23, 4, 6,4 8,2** 7,6 2,6 27,8 Sarvivälke 75,5 4,2 Kordieriitti 0,4* Piniitti,4 4,6,5 S illimanii tti 2, 0,9 3,0 Granaatti,8 Serisiitti 0,3 0,6,2,6 0,9 0,4 Saussuriitti 5,5,9 0,6 5,8,4,3 +,4 Apatiitti 2, ,0 0,2 Zirkoni Opakit yht. 0,7,0 0,2 0,8 0,5 0,8 Magneettikiisu Rikkikiisu Kuparikiisu Magnetiitti llmeniitti + Sinkkivälke Götiitti Satunnaisen muotoiset plagioklaasirakeet ovat koostumukseltaan oligoklaasisia (An 9 ) ja keskimääräiseltä raekooltaan alle 2 mm:n mittaisia. Biotiittisuomut ovat 2 5 mm:n mittaisia ja kohtalaisen hyvin raitaisuuden tasoon suuntautuneita. Kordieriittirakeet esiintyvät 2 4 mm:n läpimittaisina, pyöreäpiirteisinä rakeina ja sillimaniitti fibroliittisina kuitukasaumina. Kivessä on myös muutamia suuria kyaniittirakeita, jotka ovat säilyneet tunnistettavina suurten maasälpärakeiden lomassa. Biotiittirakeet ovat lähes muuttumattomia, mutta kordieriitissa ja plagioklaasissa muuttumistuotteiden, piniitin ja saussuriitin osuus voi olla useita kymmeniä prosentteja yksittäisen rakeen alasta. Näytteessä OL.38 selvästi leikkaavan, pegmatiittimaisen materiaalin osuus on pienempi, alle 30 %, ja kivilaji on kokonaisuudessaankin pienempirakeinen kuin edellä kuvattu

20 9 vähemmän selvää. Kokonaisuudessaan näyte on kuitenkin selvästi raitainen ja 0,5 mm:n mittaiset biotiittisuomut ovat kohtalaisen hyvin raitaisuuden tasoon suuntautuneita. Kiillerikkaimpi en raitojen leveydet ovat millimetrin luokkaa ja niihin sisältyy % vaaleita mineraaleja. Maasälpä ja kvartsirakeet ovat keskimäärin puolen mm:n mittaisia, pyöreäpiirteisiä, ja ne muodostavat granoblastisen massan. Sillimaniittirakeet ovat selvästi liistakkeisia, pitkänomaisia rakeita, jotka ovat keskittyneet biotiitin ja kordieriitin tai tässä näytteessä pääasiassa piniitin yhteyteen. Piniittikasaumat ovat pyöreäpiirteisiä ja läpimitaltaan 0,5 mm:n mittaisia. Näytteen biotiittisuomut ovat pääsääntöisesti muuttumattomia ja plagioklaasistakin vain muutamat rakeet ovat pieneltä osin saussuriittiutuneita. Kiillegneissinäyte OL.35 on tekstuuriltaan lähinnä granoblastinen, keskirakeinen ja raitainen. Näytteen kiillepitoisuus on hieman alle 20 o/o, mutta biotiitin ja piniitin yhteenlaskettu osuus on lähes 35 %. Biotiittisuomut esiintyvät melko hyvin raitaisuuden tasoon suuntautuneina, keskimäärin mm:n mittaisina ja reunoiltaan terävärajaisina rakeina. Joissain saumoissa tai vyöhykkeissä biotiitti on lähes täydellisesti kloriittiutunutta, mutta toisaalla esiintyy alueita, joissa biotiitti on täysin muuttumaton ta. K vartsi ja maasälvät esiintyvät mm:n läpimittaisina pyöreämuotoisina rakeina muodostaen granoblastisen massan. Plagioklaasi on kiillegneisseille tyypilliseen tapaan koostumukseltaan oligoklaasia. Vyöhykkeissä, joissa biotiitti on kloriittiutunutta, myös plagioklaasirakeet ovat 0 40 %:n osalta pintaalastaan saussuriittiutuneita. Muissa osissa saussuriitin pigmentoiman plagioklaasin osuus on tyypillisesti alle 0 %. Piniittikasaumat ovat keskittyneet 2 4 mm:n levyisiin raitoihin, ja kasaumat ovat tyypillisesti pyöreäpiirteisiä ja läpimitaltaan 2 mm:n mittaisia. Sillimaniittineulaset ovat keskittyneet piniitin yhteyteen, ja ne muodostavat usein piniittikasaumien sydänosan. Näyte OL.37 on mesoskooppisilta piirteiltään kvartsiittityyppinen, mutta sen biotiittipitoisuus on hieman yli 20 %, joten se luokittuu sovittu ja rajaarvoja käyttäen kiillegneissiksi. Tekstuuriltaan näyte on granoblastinen ja keskirakeinen keskimääräisen raekoon olleessa noin 0,5 mm. K vartsia näytteessä on yli 45 %ja se esiintyy pyöreäpiirteisinä, kirkkaina rakeina. Maasälpärakeet ovat saman muotoisia ja kokoisia sekä tässä näytteessä vain hyvin vähän muuttuneita. Biotiittisuomut ovat puolen millimetrin mittaisia, kohtalaisen hyvin suuntautuneita ja kiveen tasaisesti jakautuneita. Myös biotiittisuomut ovat säilyneet lähes muuttumattomina. Apatiittirakeita tavataan näytteessä pieninä, 0, 0,2 mm:n mittaisina omamuotoisina rakeina kaikkialla, mitä piirrettä ei voida pitää alueelta aiemmin kuvatuille kvartsiittisille metasedimenttikiville tyypillisenä ominaisuutena. Näyte OL.34 edustaa ulkonäöltään myös kvartsiittimaista ja vain vähän migmaattista gneissityyppiä. Mineraalikoostumukseltaan se on kuitenkin varsin erikoinen, sillä siihen sisältyy kvartsin ja plagioklaasin lisäksi vain amfibolia sekä muutamiin raitoihin tai kerroksiin biotiittia ja satunnaisesti granaatteja. Kokonaisuutena näyte on granoblastinen

21 20 ja varsin pienirakeinen keskimääräisen raekoon ollessa noin 0,5 mm. Amfibolirakeet ovat 0,5 mm:n läpimittaisia ja satunnaisen muotoisia. Kivessä ne esiintyvät itsenäisinä ja usein muista tummista rakeista irrallisina, vaaleiden mineraalien ympäröiminä rakeina. Mikroskooppisesti amfibolit ovat väriltään varsin vaaleita tai lähes värittömiä. Joissain vyöhykkeissä amfibolirakeet ovat muuttuneet voimakkaasti epidootiksi ja muiksi sekundäärisiksi mineraaleiksi, mutta joissain osissa amfibolit ovat lähes muuttumattomia ja terveitä. Granaattiporfyroblastit ovat keskittyneet biotiittia sisältäviin raitoihin ja ne esiintyvät keskimäärin puolen mm:n läpimittaisina pyöreähköinä ja itsenäisinä rakeina. Biotiittisuomut ovat satunnaisesti suuntautuneita ja biotiittipitoisissa kerroksissa tasaisesti kiveen jakautuneita. Niiden pituudet ovat tyypillisesti alle puoli millimetriä. Biotiittirakeet ovat joissain paikoin lähes muuttumattomia, mutta joissain kohdin ne ovat lähes kokonaisuudessaan kloriittiutuneita. Voimakkaimmin muuttuneissa osissa myös plagioklaasirakeet ovat 0 20 %:n osalta pintaalastaan saussuriittiutuneita, mutta muualla ne ovat lähes muuttumattomia. Tutkitussa näytteessä voimakkaammin muuttunut osa edustaa noin 20 %:a ohuthieen pintaalasta. Tonaliittinäyte OL.3 on kvartsimaasälpäsuhteittensa perusteella tonaliittinen, ja ulkoisten piirteittensä perusteellakin se on samanlainen kuin tutkimusalueen tyypilliset tonaliiteiksi nimetyt kivilajit Sisäiseltä rakenteeltaan näyte on suuntautumaton ja lähinnä granoblastinen. Se sisältää pyöreitä tai pyöreäpiirteisiä kvartsirakeita, joiden läpimitat vaihtelevat puolesta mm:stä kahteen mm:iin. Plagioklaasirakeet ovat osittain omamuotoisia liistakkeita tai pyöreähköjä rakeita, jotka ovat usein vähän suurempia kuin kvartsirakeet. Koostumukseltaan plagioklaasi on oligoklaasia, jonka anortiittipitoisuus (An 26 ) on vähän suurempi kuin kiillegneisseillä. Plagioklaasirakeiden keskimääräinen raekoko on 2 mm, ja ne ovat vaihtelevasti saussuriittiutuneita. Jotkut rakeet ovat lähes kokonaisuudessaan saussuriitin pigmentoimia, mutta usein rakeista vain pieni osa on muuttunutta. Biotiittisuomut ovat 2 mm pitkiä ja suomut ovat kohtalaisen hyvin suuntautuneita ja tasaisesti kiveen jakautuneita. Biotiittirakeet ovat kloriittiutuneita vain muutamissa paikoissa suurimman osan rakeista olleessa täysin terveitä. Apatiittipitoisuus on myös tässä näytteessä poikkeuksellisen korkea eli 2, %. Amfiboliittinen näyte OL.32 sisältää sarvivälkettä yli 75 %ja plagioklaasia sekä kvartsia yhteensä noin neljänneksen. Tekstuuriltaan näyte on granoblastinen ja keskirakeinen keskimääräisen raekoon ollessa mm. Sarvivälke esiintyy pitkänomaisina tai pyöreähköinä rakeina. Plagioklaasirakeet ja kvartsi sijoittuvat amfibolimassan lomaan alle 0,5 mm:n läpimittaisina rakeina, jotka ovat piirteiltään usein pyöreähköjä. Plagioklaasi on koostumukseltaan poikkeuksellista eli lähes puhdasta anortiittia (An 92 ). Näytteen kaikki mineraalit plagioklaasia lukuun ottamatta ovat muuttumattomia ja terveitä. Plagioklaasirakeet ovat pieneltä osin saussuriittiutuneita.

22 2 Pegmatiittigraniitti OL.36 on karkearakeinen, mutta sen biotiittipitoisuus on poikkeuksellisen korkea, lähes 8 %. Maasälpä ja kvartsirakeet ovat vierasmuotoisia ja keskimääräiseltä raekooltaan 2 4 mm:n mittaisia. Plagioklaasirakeet ovat %:n osalta pintaalastaan saussuriittiutuneita, mutta kalimaasälpärakeet ovat lähes muuttumattomia. Tekstuuriltaan näyte on allotriomorfisgranulaarinen eli kokonaisuudessaan samankaltainen kuin alueen tyypilliset pegmatiitit Mineraalikemia Kairausnäytteestä OLKR9 on tehty yhteensä 9 mikroanalysaattorimääritystä; biotiitista 3 kpl, plagioklaasista 4 kpl ja sarvivälkkeestä 2 kpl. Plagioklaasianalyysien koostumukset on esitetty taulukossa 23 sekä AbAnOrdiagrammilla kuvassa 22.A. Analysoiduista plagioklaaseista kolme sijoittuu verrattaen pienelle koostumusalueelle AbAnOrkolmion oligoklaasikenttään. Neljäs plagioklaasi (OL.32) poikkeaa huomattavasti muusta ryhmästä. Tämän amfiboliittista peräisin olevan rakeen Anpitoisuus (An 92 ) on analysoiduista näytteistä korkein. Biotiitti K(Mg,Fe) 3 (OH,F)lAl,Fe)Si0 0 Kairausnäytteestä OLKR9 analysoitu biotiitti (taulukko 24) on kemiallisen koostumuksensa perusteella lähes muuttumatonta. Kaavaan laskettu kalium vaihtelee välillä,87 (OL.35),98 (OL.33). Biotiitin stökiömetrinen kaliumkationien lukumäärä on 2. Vajaus kyseisestä arvosta ilmaisee useimmiten kloriittiutumisen (muuttumisen) intensiivisyyttä. Analysoitujen kolmen biotiitin luokittelu päätejäsenten; eastoniitin, siderofylliitin, flogopiitin ja anniitin suhteen on esitetty kuvassa 22.B. Kairausnäytteen OLKR9 raudan mooliosuuden (Fe/(Fe+Mg)) vaihtelu on varsin vähäistä, tapahtuen välillä 0,53 0,63. Pienin tämä arvo on suonigneissin (OL.33) biotiitilla. Suhde näyttäisi kolmen tutkitun näytteen perusteella heijastavan näytteiden kokokivien Fe/(Fe+Mg)suhteissa ilmenevää vaihtelua.

23 22 Reiästä OLKR9 analysoidut kaksi sarvivälkettä asettuvat amfiboliluokittelussa magnesiosarvivälkekenttään (kuva 22.C, taulukko 24). Sarvivälkkeen koostumuksessa ei ole merkittäviä eroavaisuuksia, vaikka toinen näyte on lähes ultramafisesta amfiboliitista ja toinen kvartsiitiksi lukeutuvasta kivilajista. Taulukko 23. Kairausnäytteestä OLKR9 analysoitujen plagioklaasien kemiallisia koostumuksia. Plag = plagioklaasi, AFBT = amfiboliitti, KGN = kiillegneissi, SNGN = suonigneissi ja TON = tonaliitti. Näyte OL.3 OL.32 OL.33 OL35 Syv.(m) 52,90 24,65 62,5 243,60 Kivilaji TON AFBT SNGN KGN Mineraali Plag Plag Plag Plag Si0 2 6,072 44,44 62,30 62,770 Al ,576 35,399 23,234 23,207 FeO 0,000 0,044 0,022 0,044 CaO 5,532 8,509 4,040 3,809 Na 2 0 8,43 0,949 9,399 9,076 K 2 0 0,398 0,040 0,383 0,242 Total 99,720 99,090 99,390 99,50 Si 0,877 8,227,4,8 Al 5,55 7,700 4,880 4,868 Fe3 0,000 0,000 0,000 0,000 Ti 0,000 0,000 0,000 0,000 Fe2 0,000 0,007 0,003 0,007 Ca 3,696 3,696 0,772 0,727 Na 2,82 0,343 3,25 3,35 K 0,090 0,00 0,087 0,055 Kationit 9,99 20,05 20, 9,97 X 6,03 6,00 5,99 6,05 z 3,96 4,06 4, 3,92 Ab 72,7 8,5 80,8 8,2 An 26,7 9,3 8,8 8,6 Or ,,4

24 23 Taulukko 24. Kairausnäytteestä OLKR9 analysoitujen mineraalien kemialliset koostumukset. Sarv = sarvivälke, Biot = biotiitti, AFBT = amfiboliitti, KGN = kiillegneissi, KVGN = kvartsiittigneissi, SNGN = suonigneissi ja TON = tonaliitti. Näyte OL.32 OL.34 Näyte OL.3 OL.33 OL.35 Syv. (m) 24,65 26,35 Syv. (m) 52,90 62,5 243,60 Kivilaji AFBT KVGN Kivilaji TON SNGN KGN Mineraali Sarv Sarv Mineraali Biot Biot Biot Si0 2 47,44 46,052 Si0 2 34,540 34,340 34,423 Ti0 2 0,836 0,787 Ti0 2 3,830 2,603 2,469 Al ,67 8,374 Al ,60 9,437 9,507 FeO 4,488 6,075 Cr ,000 0,064 0,09 Cr ,47 0,07 FeO 22,750 7,59 20,072 MnO 0,27 0,469 MnO 0,334 0,04 0,069 MgO 2,882 0,349 MgO 7,458 8,645 8,704 CaO,0 0,584 CaO 0,08 0,022 0,000 Na 2 0 0,205 0,39 Na 2 0 0,047 0,02 0,000 K 2 0 0,349 0,337 K 2 0 9,346 9,473 9,05 NiO 0,00 0,000 NiO 0,000 0,75 0,000 ZnO 0,024 0,000 ZnO 0,080 0,030 0,000 Total 94,840 93,240 Total 96,56 92,09 94,37 TSi 7,054 7,042 Si 5,537 5,66 5,548 TAI 0,946 0,958 AIIV 2,463 2,384 2,452 TFe 3 0,000 0,000 AlVI 0,966,359,25 TTi 0,000 0,000 Ti 0,462 0,320 0,299 Sum_T 8,000 8,000 Fe 2 3,050 2,347 2,705 CAl 0,30 0,550 Cr 0,000 0,008 0,002 CCr 0,07 0,009 Mn 0,045 0,006 0,009 CFe 3 0,550 0,44 Mg,782 2,08 2,09 CTi 0,094 0,09 Ca 0,003 0,004 0,000 CMg 2,857 2,359 Na 0,05 0,032 0,000 CFe 2,59,548 K,9,976,872 CMn 0,04 0, CCa 0,000 0,000 Fe/Fe+Mg 0,63 0,53 0,56 Sum_C 5,000 5,000 Mg/Fe+Mg BMg 0,000 0,000 BFe 2 0,094 0,094 BMn 0,04 0,03 BCa,77,734 BNa 0,029 0,020 Sum_B,908,879 ACa 0,000 0,000 ANa 0,030 0,02 AK 0,066 0,066 Sum_A 0,096 0,087 Sum_cat 5,004 4,966 Sum oxy 23,0 23,0

25 24 Or Ab An B. 3 Eastonite Siderophyllite c. Tremolite TrHb Actinolite Act Hbl MagnesioHbl Fe Ferro Act FerroHbl Actinolite Hbl 2 0 Phlogopite Fe/(Fe+Mg) Anni te 0 8,0 7,5 7,0 6,5 TSi Kuva 22. Kairausnäytteen OLKR9 mineraalien kemiallisiin koostumuksiin perustuvia luokitteludiagrammeja. A. plagioklaasi, B. biotiitti, C. amfiboli. Numero projektiopisteen vieressä viittaa näytenumeroon.

26 Kokokivikemia Kokokiven kemiallinen koostumus on analysoitu samoista näytteistä, joista modaalinen mineraalikoostumus ja muut mikroskooppiset ominaispiirteet on selvitetty. Näytteet OL.33 ja OL.38 ovat suonigneissejä, OL.35 ja OL.37 edustavat kiillegneissipaleosomia ja OL.34 on homogeenista, tasarakeista kvartsiittigneissiä. Näyte OL.3 on tonaliittia ja näyte OL.36 graniittipegmatiittia ja näyte OL.32 on lähes pelkästä sarvivälkkeestä koostuva amfiboliitti. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 25. Taulukko 25. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajien kemialliset koostumukset. AFBT = amfiboliitti, KGN = kiillegneissi, KVGN = kvartsiittigneissi, PGGR = pegmatiittigraniitti, SNGN = suonigneissi. Negatiivinen arvo tarkoittaa määritysrajaa pienempää pitoisuutta. Näyte OL.3 OL.32 OL.33 OL.34 OL.35 OL.36 OL.37 OL.38 anal. määr Syv.(m) 52,90 24,65 62,5 26,35 243,60 362,0 400,0 500,0 menet. raja Kivilaji TON AFBT SNGN KVGN KGN PGGR KGN SNGN XRFF 0,0 Si0 2 % 60,5 50, 67,9 70,4 64,3 73,3 60,4 6,4 XRFF 0,00 Ti0 2 %,0 0,983 0,606 0,528 0,67 0,4,20 0,802 XRFF 0,0 Al % 7,0,7 5,3 2,6 6,9 4, 6,7 7,5 XRFF 0,0 Fe % 6,73 2,30 5,66 4,54 6,48 0,95 6,95 7,89 XRFF 0,0 MnO% 0,07 0,23 0,04 0, 0,05 0,0 0,09 0,03 XRFF 0,0 MgO% 2,22 0,0 2,54,90 3,05 0,29 2,2 2,95 XRFF 0,0 CaO% 3,40,20,04 2,64 0,88 0,76 3,96 0,8 XRFF 0,0 N~O% 3,90 0,64 2,43,7 2,25 3,08 3,38,93 XRFF 0,0 K 2 0% 2,77 0,30 3,43 2,45 3,49 5,97 2,80 3,98 XRFF 0,0 PzOs% 0,55 0,26 0,0 0,09 0,06 0,28 0,62 0, NA 0,5 Thppm 5,8, ,2 9,4 6 XRFF 0 Rbppm XRFF 0 Yppm XRFF 50 Bappm XRFF 0 Zrppm XRFF 0 Nbppm XRFF 0 Srppm NA 0,5 Csppm ICP 2 Mnppm NA 0,5 Uppm,6,2 7,9 2,9 4,2 4,6 4,3 ISE 20 Fppm ISE 50 Clppm LECO 0,0 S% 0,08 0,32 0,06 0,0 0,02 0,0 0,08 0,06 NA 0,5 Brppm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,7 0,5 0,5 XRFF 0,0 Cr % 0,0 0, 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,02 XRFF 0,0 LOI% 0,65 0,55,5 3,25 2,05 0,65 0,25 2,2 XRFF 0, SUM% A/NK,8 8,49,98 2,3 2,26,22,94 2,34 Mooli A/CNK,36,0,77,60 2,04,5,37 2,3 osuuksina Fe/Fe+Mg 0,40 0,62 0,47 0,45 0,48 0,38 0,39 0,43 K/Na 0,47 0,3 0,93 0,94,02,28 0,55,36

27 26 "<J. tf'l 0 ~ ';t. 0 ~ 9 f 8 f +3 7 f 3~ + 6 f f 33 4 f ~ 3 2""' llf 6 f 5 f f 2 f 3fE J f ';t. 3 f N 0 E= 2 f 3m f hd + 37 ';t & 2 t +38 z 32 r T ; ';t. 0 ~ ';t. tf'l 0 N 0 ~ 0,3 f 0,2 f 0, f ö ltiJ Si02% ';t. 0 ~ 0 f 32 u ~ 5 6 s 0 4 bq ::g 3 3 ~ ~+ + T 32 2 f fE Si02% 33! Kiillegneissipaleosomi Amfiboliittinen paleosomi D Tonaliitti + K vartsiittigneissipaleosomi Graniitti Kuva 23. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajien kemiallisia koostumuksia kuvaavia diagrammeja. Numero projektiapisteen vieressä viittaa näytenumeroon.

28 27 A ~ ;;4 z Si02 B. 80 Rhyolite 70 RhyodacteDa~ Com/Pan g 60 (/) ,00 Zrffi02*0.000 Cs U Rb Ti Th Ba Y Nb Zr P Sr + Kiillegneissipaleosomi Amfiboliittinen paleosomi D Tonaliitti + K vartsiittigneissipaleosomi Graniitti Kuva 24.A. Kairausnäytteen OLKR9 kivilajien kemialliset koostumukset totaalialkalisi02suhteeseen perustuvalla luokitusdiagrammilla, ja B. Si02Zr/Ti02suhteisiin perustuvalla luokitusdiagrammilla. C. Hivenalkuainepitoisuuksien rikastumiskertoimet suhteessa maankuoren yläosan keskikoostumukseen {Taylor & McLennan 985).

29 28 Kiillegneissimigmatiittien paleosomia edustava näyte OL.35 sekä suonigneissit OL.33 ja OL.38 ovat kemialliselta koostumukseltaan varsin samankaltaisia, vaikkakin näytteen OL.33 kvartsia runsaasti sisältävän leukosomin vaikutus on nähtävissä myös näytteen korkeahkona Si0 2 pitoisuutena. Pääalkuainepitoisuudet ovat näytteissä likimain samaa luokkaa (kuva 23), ja erityisen selvästi samankaltaisuus on nähtävissä hivenalkuainepitoisuuksissa (kuva 24.C). Kiillegneisseille tyypilliseen tapaan näytteiden Al pitoisuus on 8 %:n tasolla kun Si0 2 pitoisuus on 60 %ja laskee 5 %:n lähelle näytteissä, joissa SiO 2 pitoisuus on 70 %:n tasolla. CaO, MgO ja MnOpitoisuudet ovat kaikissa näytetyypeissä lähes samansuuruisia, mutta alkalipitoisuudet ja etenkin alkalisuhteet vaihtelevat näytteissä merkittävämmin. Esimerkiksi K/Nasuhde vaihtelee välillä 0,93,36. Hivenalkuainepitoisuudet ovat kaikissa metapeliittinäytteissä likimain identtiset ja samansuuruisia kuin maankuoren yläosassa keskimäärin (kuva 24.C). Yläkuoreen verrattaessa näytteiden Cs ja Rbpitoisuudet vähän suurempia ja Nb ja Srpitoisuudet vastaavasti pienempiä. Tekstuuriltaan syväkivimäinen tonaliitti OL.3 ja raitaista kiillegneissipaleosomia edustava näyte OL.37 ovat puolestaan koostumukseltaan lähes toistensa kaltaisia. Tavallisiin kiillegneisseihin verrattaessa näytteiden Al 2 0 3, K 2 0, Fe ja MgOpitoisuudet ovat pienempiä ja muut pääalkuainepitoisuudet vähän suurempia (kuva 23). Hivenalkuainepitoisuuksissa merkittävimmät erot tavallisiin metapeliitteihin ovat havaittavissa selvästi korkeampina Nb, Zr, P ja Srpitoisuuksina. Korkea fosforipitoisuus on havaittavissa myös modaalisessa koostumuksessa korkeana apatiittipitoisuutena. Tämän ryhmän jäsenten merkittävin keskinäinen ero on uraanipitoisuudessa, joka on tonaliittisessa näytteessä lähes yhtä pieni (,6 ppm) kuin emäksisessä amfiboliitissa. Kvartsiittinäyte OL.34 on modaalisen koostumuksensa osaltajossain määrin poikkeuksellinen, amfibolipitoinen kivilaji. Kemiallisesti se on kuitenkin likimain samankaltainen aiemmin analysoitujen kvartsiittisten metagrauvakoiden kanssa. K vartsiittisten gneissien ja metapeliittien yhtenä kemiallisena erotusperusteena (Gehör et al. 996) on pidetty 68 %:n Si0 2 pitoisuutta, mikä on myös tässä tapauksessa käyttökelpoinen rajaarvo. Analysoidun kvartsiittigneissin Si0 2 pitoisuus on yli 70 %, millä Si0 2 pitoisuustasolla näyte voidaan lukea useimpien komponenttien osalta tyypilliseen peliittiareniittisarjaan kuuluvaksi. Ainoastaan CaO ja MnOpitoisuudet ovat jossain määrin korkeampia kuin pelkästä epiklastisesta materiaalista koostuvissa kvartsiittisissa kivilajeissa. Hivenalkuainepitoisuudet (kuva 24.C) ovat kuitenkin samansuuruisia kuin analysoiduissa tavallisissa metapeliiteissä.

30 29 Analysoitu amfiboliitti on modaalisesti lähes puhdas amfibolikivi, jonka Si0 2 pitoisuus on noin 50 %. Näytteen Al20 3 pitoisuus on 2 %ja Fe sekä Mgoksidipitoisuudet ovat verrattain korkeita. Samoin CaOpitoisuus on korkeahko, mutta alkalipitoisuudet hyvin pieniä. Hivenalkuainepitoisuuksiltaan tämä emäksinen näyte on myös varsin poikkeuksellinen, sillä lähes kaikki analysoidut hivenalkuainepitoisuudet ovat samansuuruisia tai jopa pienempiä kuin peliittisissä kivilajeissa. AlkaliSi0 2 suhteensa perusteella näyte ei vastaa tavallisisimpia vulkaanisia kivilajeja (kuva 24.A), mutta Si0 2 Zrffi0 2 suhteen osalta se on subalkalisen basaltin tyyppinen (kuva 24.B). Analysoitu pegmatiittigraniitti OL.36 on niin 73 %:n Si0 2 pitoisuutensa kuin muidenkin pääalkuainepitoisuuksiensa osalta varsin tyypillinen graniitti. Kemialliseen koostumukseen perustuvien luokitteludiagrammien perusteella näyte luokittuu ryoliitiksi niin totaalialkali Si02suhteen kuin Si02Zrffi02suhteenkin perusteella (kuvat 24.A ja B).

31 Rakomineraalit OLKR9 kairausnäytteestä on tehty yhteensä 73 rakomineraalihavaintoa ja valituista näytteistä 0 XRDmääritystä. Tutkituissa raoissa esiintyi kalsiittia, rikkikiisua ja joskus myös magneettikiisua sekä savimimineraaleja, joista yleisimpiä ovat kaoliniitti ja illiitti. Grafiittia on tavattu muutamista syvyysvyöhykkeistä. Vihertävänsävyisiä, ainakin kloriittia sisältäviä saviseoksia tavataan varsin usein, ja ne on kartoitettu silmämääräisesti smektiitiksi. Röntgentutkimuksessa näissä vihreissä saviseoksissa yleisimmäksi savimineraalifaasiksi on osoittautunut kaoliniitti mutta myös illiittiä on tavattu. Muutamissa raoissa on lisäksi palygorskiittia, analsiimia ja laumontiittia, mutta niiden esiintyminen on kokonaisuutena vähäistä. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 25 sekä taulukkoliitteessä. Kairausnäytteissä kalsiittia, rautakiisuja ja savimineraaleja esiintyy muutamia katkoksia lukuun ottamatta lähes kaikilla kairaussyvyyksillä. Yleisin rakomineraaliseurue sisältää kaikkia näitä kolmea mineraalia. Grafiittihaarniskapintoja tai grafiittia sisältäviä rakopintoja tavataan kahdestajaksosta näytesyvyyksiltä mja m. Kalsiitin, Fesulfidien ja savimineraalien esiintymisessä on myös selviä, yli kymmenen metrin mittaisia katkoksia Rakomineraaliseurueet eri syvyyysväleillä Syvyysväli 40 68,60 m: Kalsiittirautakiisuseurue Syvyysväliltä on tehty vain kuusi rakomineraalihavaintoa, mutta niistä kolmesta on tavattu sekä karbonaatista että rikkikiisusta koostuva täyte. Vyöhykkeelle on ominaista kiisujen esiintyminen noin puolen mm:n vahvuisina pesäkkeinä karbonaattilaikkujen tai omamuotoisista rakeista koostuvan karbonaattikatteen yhteydessä. Tämän jakson alueella kivilajit eivät sisällä kovinkaan runsaasti rakoja, mutta vedenjohtavuus on suurehko. Syvyysväli 68,60 0,40 m: Kalsiittirautakiisusavimineraaliseurue Vedenjohtavuus ja rakomäärä ovat tässä vyöhykkeessä yläosassa. Kolmesta raosta on kartoitettu puolen millimetrin vahvuisia kalsiittilaikkuja yhdessä rikkikiisupesäkkeiden ja kaoliniittipesäkkeiden kanssa. Muualla vyöhykkeen alueella savimineraali esiintyy jauhemaisina kaoliniittipesäkkeinä tai smektiittimäisinä, kloriittia sisältävinä ja väriltään