Kemijärven alueen kallioperäkartoitus ( ) -hankkeen loppuraportti

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen Yksikkö Rovaniemi /211 Kemijärven alueen kallioperäkartoitus (25111) -hankkeen loppuraportti Laura S. Lauri, Jorma Räsänen, Heikki Juopperi, Pertti Turunen, Eija Hyvönen ja Panu Lintinen

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI PiiiviiInaarii / Dnro Tckijiit Laura S. Lauri, Jorma Riisanen, Heikki Juopperi, Pertti Turu- nen, Eija Hyvonen ja Panu Lintinen Raportin laji Arkistoraportti Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Kemijiirven alueen kallioperiikartoitus (25111) -hankkeen loppuraportti Tiivistclma Kemijarven alueen kallioperaja sen maimipotentiaalislllls ali erittain huonosti tunnettu. Tutkimuksen konkreettisena tavoitteena ali tuottaa alueen numeerinen yksikk6kartta osana val-takunnallista 1 :2 -karttatietokantaa sekii leytiia uusia viitteiai alueen maimipotentiaaiislludesta. Hankkeen yleisena tavoitteena ali tuottamalla uutta tietoa alueen kalliopedistiija malmipotentiaalista herattaa maimietsinhiorganisaatioiden kiinnostus alueen luonnonvarojen etsinhhin ja hyodyntamiseen, mika parantaisi alueen elinkeinoeiamaa, tyollisyyuaja asukkaiden toimeentuloa. Hankkeen valmistelu- ja toiminta-aikana (28-21) alueella tehtiin 2178 uutta kalliopaljastuma- ja malmilohkarehavaintoa, useita geofysikaalisia mittauslinjoja, n. 3 km kairausta neljalla eri kohteeila, 548 hietta, 591 kokokivi- ja maimianaiyysia, petrofysikaalisia rnittauksia naytteistaja kairasydarnista seka kohteellinen rakennegeologinen selvitys. Tassa raportissa kaydaan lapi hankkeen toirninta-aikana tehdyt tyotja tarkeimmat tulokset. Asiasanat (kohde, menetehnat jne.) Kernijarvi, kallioperakartoitus, geofysiikka, kairaus, geokernia, ianmaaritys, rakennegeologia Maantieteellinen alue (maa, Uiiini. kunta. kyia, esiintyma) Kemijarvi, Rovaniemi, Posio, Ranua, Salla Karttalchdct 3542,3631,3632,3633,3634,3641 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistolunnus 53 /211 Kokonaissivumaara Kieli Hinta Julkisuus suomi julkinen Yksikk6 j a vastuualuc Hanketunnus PSY/ AlI'~~oIV~') tfij RA:- vwq Allekirjoitus/nimen selvennys Q GTK GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLOG1SKA FORSKNINGSCENTRALEN GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND

3 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO 1 2 TEHDYT TYÖT Vuosi 28: hankkeen valmistelu Vuosi 29: hankkeen 1. toimintavuosi Valmistelevat työt Kallioperäkartoitus Maanpintageofysiikka Hieet ja analyysit Vuosi 21: hankkeen 2. toimintavuosi Valmistelevat työt Kallioperäkartoitus Maanpintageofysiikka Syväkairaus Hieet ja analyysit 14 3 KALLIOPERÄKARTTA Suomujärven kompleksi Kartoitusalueen liuskeet ja migmatiitit Kartoitusalueen intruusiot Varsatunturin graniitti, Tohmon granodioriitti ja Hormuojan gabro Köngässelän graniitit Kivivaaran gabro Kovajärven gabrot Pernun, Jumiskon ja Kellastentunturin graniitit 23 4 GEOFYSIIKKA Ison Ritakankaan, Ritakannan ja Kotakorkian geofysikaaliset mittaukset Iso Ritakangas Ritakanta Kotakorkia Kovajärvi Kivivaara Petrofysikaaliset mittaukset Hormuojan kairansydännäytteistä 41 5 GEOKEMIA Graniitit, granodioriitit ja tonaliitit 44

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Mafiset kivet 5 6 IÄNMÄÄRITYKSET Taustaa Iänmääritysnäytteet A199 Lautalahdenpalo (129-TEM-8) A1991 Sainaapa (94-TEM-8) JER$ JER$ APSA LSL$ LSL$ LSL$ A242 Välivaara 1 (JER$-29-19b) A243 Välivaara 2 (JER$-29-19a) A244 Alajärvenvaara (JER$-29-13) A245 Pahakuru (LSL$-29-18) A246 Iisakinuoma (JAA$-29-59) A247 Soplisko (LSL$-29-19) 77 7 LOPPUPÄÄTELMÄT 8 KIRJALLISUUSLUETTELO

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 1 JOHDANTO Kemijärven alueen kallioperäkartoitus-hanke perustettiin Tutkimuskohteena olevan Kemijärven alueen kallioperä ja sen malmipotentiaalisuus oli erittäin huonosti tunnettu (Kuva 1). Tutkimuksen konkreettisena tavoitteena oli tuottaa alueen numeerinen yksikkökartta osana valtakunnallista 1:2 -karttatietokantaa sekä löytää uusia viitteitä alueen malmipotentiaalisuudesta. Hankkeen yleisenä tavoitteena oli tuottamalla uutta tietoa alueen kallioperästä ja malmipotentiaalista herättää malmietsintäorganisaatioiden kiinnostus alueen luonnonvarojen etsintään ja hyödyntämiseen, mikä parantaisi alueen elinkeinoelämää, työllisyyttä ja asukkaiden toimeentuloa. Hankkeen valmistelu- ja toiminta-aikana (28 21) alueella tehtiin 2178 uutta kalliopaljastuma- ja malmilohkarehavaintoa, useita geofysikaalisia mittauslinjoja, n. 3 km kairausta neljällä eri kohteella, 548 hiettä, 591 kokokivi- ja malmianalyysia, petrofysikaalisia mittauksia näytteistä ja kairasydämistä sekä kohteellinen rakennegeologinen selvitys. Uusia iänmääritysnäytteitä kerättiin 14 kpl. Hanke päättyi GTK:n organisaatiouudistuksen myötä vuotta ennen suunniteltua päätöspäivää. Hankkeen tieteellisistä tuloksista on suunniteltu julkaistavaksi tutkimusraportti vuonna 212. Tässä raportissa käydään läpi hankkeen toiminta-aikana tehdyt työt ja tärkeimmät tulokset.

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 2 Kuva 1. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus-hankkeen tutkimusalue rajattuna punaisella viivalla ja havaintoaineiston lähtötilanne ennen vuotta 28. Siniset pisteet ovat ennen vuotta 28 tehdyt kalliopaljastuma- ja lohkarehavainnot GTK:n tietokannasta. Pohjakartta DigiKP (GTK).

7 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 3 2 TEHDYT TYÖT 2.1 Vuosi 28: hankkeen valmistelu Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hanketta valmistelevat kenttätyöt aloitettiin kesällä 28, jolloin geologit Jorma Räsänen (JER$), Tuomo Manninen (TEM$) ja Vesa Perttunen (VAP$) tekivät DigiKP2 -hankkeen töinä havaintoja kartoitusalueella kahden kausiapulaisen (Minna Hyrkäs, MIHY ja Sami Lehto, SSLE) avustamina. Geologi Panu Lintinen oli mukana opastamassa kausiapulaisia, muttei tehnyt alueelta omia havaintoja. Kesän aikana tehtiin havaintoja tutkimusalueen karttalehdillä 3632, 3633, 3634 ja 3641 sekä viereisillä karttalehdillä (3643, 4612) yhteensä 48 kappaletta (Taulukko 1; Kuva 2). Kartoitusalueelta otettiin myös kaksi iänmääritysnäytettä (TEM$ ja TEM$ ), joista saatuja tuloksia on käsitelty luvussa 5. Syksyllä 28 geofyysikko Ilkka Lahti teki tulevaa hanketta varten geofysikaalisen lentoaineiston prosessointeja tutkimusalueelta. Taulukko 1. DigiKP2 hankkeen havainnot Kemijärven alueella v. 28 Kartoittaja Karttalehdet Havaintoja/kpl Jorma Räsänen (JER$) 3632, 3634, 3641, Minna Hyrkäs (MIHY) 3632, 3634, Sami Lehto (SSLE) 3632, Tuomo Manninen (TEM$) 3632, 3633, 3634, Vesa Perttunen (VAP$) 3632, 3634, 3641,

8 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 4 Kuva 2. DigiKP2 hankkeen havainnot Kemijärven tutkimusalueelta vuonna 28.

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Vuosi 29: hankkeen 1. toimintavuosi Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hanke alkoi Hankepäällikkönä toimi geologi Heikki Juopperi Valmistelevat työt Hankkeen käynnistyessä pyrittiin keräämään yhteen kaikki tutkimusalueelta aiemmin kerätty aineisto. Geologi Heikki Pankka kokosi tutkimusalueeseen liittyviä vanhoja malmiaiheraportteja GTK:n, Outokummun ja Rautaruukin aineistoista, mutta työ jäi kesken keväällä 29. Ensimmäisenä vuonna suunniteltiin tehtäväksi yksi syväkairaustyömaa arkeeisen Suomujärven kompleksin kontaktivyöhykkeeseen. Työmaata alettiin valmistella heti hankkeen käynnistyttyä. Geofyysikko Eija Hyvönen prosessoi GTK:n matalalentomittausaineistosta karttoja hankkeen käyttöön Kallioperäkartoitus Kenttätöitä jatkettiin kesällä 29 siitä, mihin edellisen kesän valmistelevissa töissä oli jääty. Kallioperähavaintoja tekivät kesällä 29 geologit Jorma Räsänen (JER$), Panu Lintinen (PJL3) ja Laura Lauri (LSL$), tutkimusavustajat Jouni Aarrevaara (JAA$) ja Pauli Vuojärvi (PJV$) sekä kausiapulaiset Aleksi Salo (APSA) ja Janne Kinnunen (JAKI). Kenttäkauden tavoitteena oli saada kattava havaintoverkko koko tutkimusalueelta, joten kartoituksessa keskityttiin lähellä tiestöä oleviin kalliopaljastumiin. Havaintoja tehtiin kenttäkauden aikana 174 kpl kaikilta tutkimusalueen karttalehdiltä (3542, 3631, 3632, 3633, 3634, 3641) sekä viereisiltä karttalehdiltä (4611, 4612) (Taulukko 2; Kuva 3). Kenttäkauden havaintojen perusteella tutkimusalueelta kerättiin kaksitoista uutta iänmääritysnäytettä. Iänmääritysnäytteistä kuusi lähetettiin analysoitaviksi Oslon yliopiston Geotieteiden laitokselle Norjaan ja kuusi GTK:n isotooppilaboratorioon. Iänmääritysnäytteitä on käsitelty luvussa 5. Taulukko 2. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkeessa vuonna 29 tehdyt havainnot. Kartoittaja Karttalehdet Havaintoja/kpl Jorma Räsänen (JER$) 3632, 3633, 3634, 4611, Panu Lintinen (PJL3) 3542, 3631, Laura Lauri (LSL$) 3542, 3631, 3632, 3633, 3641, Jouni Aarrevaara (JAA$) Pauli Vuojärvi (PJV$) 3632, 3634, Aleksi Salo (APSA) 3631, Janne Kinnunen (JAKI) 3631,

10 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 6 Kuva 3. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkeessa vuonna 29 tehdyt havainnot.

11 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Maanpintageofysiikka Hankkeen ensimmäisenä toimintavuonna suunniteltiin tehtäväksi yksi syväkairaustyömaa (Suomutunturi), jonka geofysikaaliset maanpintamittaukset saatiin tehtyä, vaikka itse kairaus siirtyi vuodelle 21. Suomutunturin työmaalla mitattiin kesäkuussa 29 yhteensä 5 linjaa kolmella kohteella (Taulukko 3; Kuva 4). Taulukko 3. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkessa vuonna 29 mitatut maanpintageofysiikan linjat. Alue Suomutunturin alue: Mittausaika Menetelmä Magnetometraus VLF R-optio Gravimetraus Linjam Pisteitä Linjam Pisteitä Linjam Pisteitä Iso Ritakangas Kotakorkia Ritakanta

12 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 8 Kuva 4. Suomutunturin alueen geofysikaaliset maanpintamittaukset.

13 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Hieet ja analyysit Syksyllä 29 käytiin läpi kaikki vuosina 28 ja 29 tutkimusalueelta kerätyt näytteet ja niistä tilattiin 365 kpl kiillotettuja ohuthieitä, jotka valmistettiin GTK:n Itä-Suomen yksikön hielaboratoriossa. Geokemiallisia analyyseja tilattiin Labtium Oy:ltä yhteensä 383 kpl, näistä 187 kpl oli XRF-analyyseja (Labtiumin koodi 175X), 187 kpl oli REE- ja hivenalkuaineanalyyseja (Labtiumin koodi 38M) ja 9 kpl oli malmianalyyseja (Labtiumin koodi 515PM). Analyysitilausten numerot löytyvät Liitteestä Vuosi 21: hankkeen 2. toimintavuosi Vuoden 21 alusta Heikki Juopperi siirtyi syrjään hankepäällikön tehtävistä ja tilalle tuli geologi Laura S. Lauri, joka toimi hankepäällikkönä vuoden 21 ajan hankkeen loppuun asti Valmistelevat työt Alkuvuonna 21 käsiteltiin kenttäkaudella 29 kerättyä aineistoa (kallioperähavainnot, hieet, analytiikka). Havaintoaineiston perusteella suunniteltiin kaksi kairaustyömaata (Kovajärvi ja Kivivaara) ja kohdennettiin kesän 21 kartoitusta kattamaan geologisesti mielenkiintoisia detaljialueita ja havaintoverkossa vielä olevia aukkoja Kallioperäkartoitus Kallioperähavaintoja tekivät kesällä 21 geologit Jorma Räsänen (JER$), Panu Lintinen (PJL3) ja Laura Lauri (LSL$), tutkimusavustajat Jouni Aarrevaara (JAA$) ja Martti Melamies (MTM$) sekä kausiapulaiset Aleksi Salo (APSA) ja Antti Kuikka (AJKU). Havainnoilla pyrittiin tarkentamaan edellisten kesien aikana syntynyttä karttakuvaa sellaisilta osin, jotka vaativat lisäselvityksiä. Kenttäkauden aikana tehtiin tutkimusalueelta (karttalehdet 3542, 3631, 3632, 3633, 3634, 3641) ja sen ympäristöstä (karttalehdet 3613, 3614, 4612) yhteensä 696 havaintoa (Taulukko 4; Kuva 5). Taulukko 4. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkeessa vuonna 21 tehdyt havainnot. Kartoittaja Karttalehdet Havaintoja/kpl Jorma Räsänen (JER$) 3613, 3614, 3631, 3632, 3633, 3634, 3641, Panu Lintinen (PJL3) 3542, Laura Lauri (LSL$) 3633, Jouni Aarrevaara (JAA$) 3613, 3631, Martti Melamies (MTM$) 3631, 3632, Aleksi Salo (APSA) Antti Kuikka (AJKU)

14 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 Kuva 5. Kemijärven kallioperäkartoitushankkeessa vuonna 21 tehdyt havainnot.

15 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Maanpintageofysiikka Vuonna 21 mitattiin maanpintageofysiikan linjoja kahdella eri työmaalla (Taulukko 5), Posion Kovajärvellä (Kuva 6) ja Kemijärven Kivivaarassa (Kuva 7). Kovajärven mittaustyömaalla oli hankaluuksia kovien pakkasten vuoksi, mutta linjat saatiin mitattua suunnitellusti. Taulukko 5. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkeessa vuonna 21 mitatut maanpintageofysiikan linjat. Alue Mittausaika Menetelmä Magnetometraus VLF R-optio Gravimetraus Linjam Pisteitä Linjam Pisteitä Linjam Pisteitä Kovajärvi Kivivaara Kuva 6. Kovajärven työmaan maanpintageofysiikan mittaukset.

16 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 12 Kuva 7. Kivivaaran työmaan maanpintageofysiikan mittaukset Syväkairaus Hankkeen kaikki syväkairaukset (Taulukko 6) tehtiin vuoden 21 aikana. Kolme kairaustyömaata (Suomutunturi, Kovajärvi ja Kivivaara) tehtiin GTK:n kalustolla. Yksi suunnitelluista työmaista (Hormuoja) jäi Polar Mining Oy:n varausalueen alle ja siitä jouduttiin luopumaan. Polar Mining Oy kairasi varausalueellaan kolme reikää ja luovutti sekä kairasydämet että niihin liittyvän aineiston hankkeen käyttöön. Polar Mining Oy:ltä saatu aineisto on myös tallennettu GTK:n tietokantoihin.

17 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 13 Taulukko 6. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus -hankkeessa tehdyt syväkairaukset Työmaa/reikätunnus Koordinaatit S/K Syvyys Huom! Suomutunturi 3634/21/R / Ei päästy kallioon, iso ruhje 3634/21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / Kovajärvi 3631/21/R / /21/R / /21/R /45 Kevättulva esti kairauksen 3633/21/R / /21/R / /21/R / /21/R / Kivivaara 3632/21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R / /21/R /6 1. Hormuoja M364129R13; KEJ/HO / Polar Mining Oy M364129R14; KEJ/HO / Polar Mining Oy M364129R15; KEJ/HO / Polar Mining Oy

18 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Hieet ja analyysit Kallioperäkartoituksen yhteydessä kerätyistä näytteistä ja kairasydämistä teetettiin kenttäkauden 21 jälkeen yhteensä 183 kiillotettua ohuthiettä GTK:n Itä-Suomen yksikön hielaboratoriossa. Geokemiallisia analyyseja tilattiin Labtium Oy:ltä yhteensä 28 kpl, näistä 86 kpl oli XRFanalyyseja (Labtiumin koodi 175X), 86 kpl oli REE- ja hivenalkuaineanalyyseja (Labtiumin koodi 38M) ja 36 kpl oli malmianalyyseja (Labtiumin koodi 515PM). Analyysitilausten numerot löytyvät Liitteestä 1. 3 KALLIOPERÄKARTTA Kemijärven alueelta ei ole aiemmin julkaistu 1:1 -mittakaavaisia kallioperäkarttalehtiä. Lähimmät julkaistut 1:1 karttalehdet näkyvät Kuvassa 8. GTK:n DigiKP-taso (Kuva 1) on piirretty tutkimusalueelta osittain geofysiikan ja osittain alueelta julkaistujen tieteellisten artikkelien (esim. Evins ym., 22) perusteella ja kivilajirajat on sovitettu ympäriltä julkaistuihin 1:1 -mittakaavaisiin karttalehtiin. Hankkeen aikana tehdyt kallioperähavainnot osoittivat, että tutkimusalueen kallioperäkartta piti piirtää uudelleen. Tässä kappaleessa on kuvattu tärkeimmät DigiKP-tason kallioperäkarttaan tehdyt muutokset.

19 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 15 Kuva 8. Kemijärven tutkimusalueen (rajattu punaisella viivalla) ympäristöstä julkaistut 1:1 - mittakaavaiset kallioperäkarttalehdet: 3642 Pelkosenniemi (Mielikäinen, 1979), 3644 Vuotostunturi (Räsänen, 1983), 3623 Nampa (Hanski, 23), 3643 Kursu (Lauerma, 1967a, 1995), Salla (Lauerma, 1967b, 1995), 3614 Vikajärvi (Hanski, 22), 4613 Rukatunturi (Silvennoinen, 1982, 1991), 4522 Vasaraperä (Silvennoinen, 1989), Kuusamo (Silvennoinen, 1973, 1991), 3541 Rytinki (Honkamo, 1979) ja 3543 Loukusa (Lahti & Honkamo, 198). Pohjakartta DigiKP (GTK). 3.1 Suomujärven kompleksi Arkeeisen Suomujärven kompleksin (Kuva 9) rajoja tarkistettiin kompleksin eteläosissa. Kallioperähavaintojen ja geofysiikan perusteella arkeeinen kompleksi on aiempaa tulkintaa laajempi ja jatkuu kaakossa lähes Maaninkavaaran kylälle asti. Kompleksia reunustavat Vuojärven ryhmään

20 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 16 kuuluviksi tulkitut sillimaniittipitoiset serisiittikvartsiitit ja kiillegneissit, joita on myös tonaliittisten gneissien joukossa. Sedimenttikivet muodostavat siirrosten rajaaman kiilan, joka ulottuu lähes koko Suomujärven kompleksin halki Aholanvaarasta Kokkovaaraan. Kuva 9. Suomujärven arkeeinen kompleksi ja sen ympäristö. 3.2 Kartoitusalueen liuskeet ja migmatiitit Kartoitusalueen eteläosassa olevat metasedimenttikivet oli aiemmin DigiKP-kartassa liitetty Puolangalta pohjoiseen jatkuvaan Kalhamajärven kompleksiin. Tutkimusten perusteella alueen kiillegneissit ja niihin liittyvät kromipitoiset (fuksiitti) serisiittikvartsiitit muodostavat tyypillisen Vuojärven ryhmään kuuluvan kivilajiassosiaation ja ne on erotettu siirroksella Kalhamajärven kompleksista (Kuva 1). Myös Kuusamon liuskealueella olevat, DigiKP:ssa Hukkavaaran muodostumaksi merkityt serisiittikvartsiitit siirrettiin Vuojärven ryhmään. Liuskeiden joukossa olevat happamat vulkaniitit on luettu kuuluvaksi Sallan ryhmän Sirniön muodostumaan (n Ga), mutta ikämäärityksiä niistä ei ole tehty.

21 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 17 Kuva 1. Kalhamajärven kompleksin ja Vuojärven ryhmän metasedimenttien raja kartoitusalueen eteläkärjessä. Kartoitusalueen etelä- ja keskiosassa (Kuva 11) on runsaasti liuskejäänteitä nuorempien graniittien seassa. Liuskealueet rajattiin mahdollisuuksien mukaan kartalle paljastumahavaintojen perusteella. Liuskejäänteiden väliin jäävä alue merkittiin graniittiseksi gneissiksi. Paljastumahavaintojen perusteella graniitit ovat tunkeutuneet juonina ja laattoina liuskeiden sekaan muodostaen migmatiitteja. Paljastumissa näkyy yleisesti jäänteitä graniittien sivukivistä, jotka ovat kartoitusalueen etelä- ja lounaisosissa Pudasjärven kompleksin gneissejä ja Korouoman siirroksen pohjoispuolella metasedimenttejä ja amfiboliitteja.

22 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 18 Kuva 11. Kartoitusalueen etelä- ja keskiosissa on runsaasti liuskejäänteitä graniittien ja migmatiittien seassa. Peräpohjan liuskejakson koilliskulman geologia tulkittiin uudelleen kartoituksessa saadun lisäaineiston perusteella (Kuva 12). Misin lounaispuolella oleva kivilajijakso, joka oli DigiKP:ssa tulkittu osaksi Köyryn kompleksia, koostuu vulkaanisista ja vulkaanis-sedimenttisistä kivistä. Ne ovat asultaan raitaisia, valtaosin punertavia, kvartsi-maasälpärikkaita felsisiä vulkaniitteja, joissa on yleisesti tummanvihreitä, mafisia välikerroksia. Ikämääritysten (Hanski ym. 25; tämä raportti) ja litologian perusteella ne kuuluvat n Ga ikäiseen Korkiavaaran muodostumaan. Korkiavaaran muodostuman eteläpuolella oleva metasedimenttiyksikkö, joka aikaisemmin oli luettu Paakkolan ryhmään, on litologisin perustein tulkittu Vuojärven ryhmän kuuluvaksi. Siihen kuuluu kiillegneissejä, joissa on andalusiittia, kordieriittia, kyaniittia ja sillimaniittia porfyroblasteina sekä serisiittikvartsiitteja, joissa on sillimaniittipitoisia välikerroksia. Misin magnetiittipitoisten gabrojen pohjois- ja koillispuolelle jäävä gneissialue koostuu paljastumahavaintojen perusteella migmatiittisista amfiboliiteista ja tonaliiteista DigiKP-karttaan merkityn arkoosigneissin sijaan. Aluetta halkoo aeromagneettisella kartalla selvänä anomaliana erottuva liuskejakso, joka koostuu varhaisproterotsooisista happamista vulkaniiteista, joista tehtyjä ikämäärityksiä on kuvattu luvussa 6.

23 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 19 Kuva 12. Misin liuskejakson uusi jaottelu. 3.3 Kartoitusalueen intruusiot Kartoitusalueelta rajattiin joitakin uusia intruusioita paljastumahavaintojen, kairausten, geofysiikan ja ikämääritysten perusteella Varsatunturin graniitti, Tohmon granodioriitti ja Hormuojan gabro Kartoitusalueen pohjoisosissa on kaksi Nilipään sviittiin kuuluvaa, n. 2.1 Ga ikäistä granitoidiintruusiota, Tohmo (Ahtonen ym., 27) ja Varsatunturi (Lauri ym., 212) sekä toistaiseksi ajoittamaton Hormuojan intruusio, joka saattaa kuulua Keski-Lapin graniittikompleksin appiniitteihin. Tohmon intruusio on huonosti paljastunut. Ahtosen ym. iänmääritysnäyte on otettu intruusion eteläosassa olevasta murskelouhoksesta (Kuva 13). Tohmon 215±4 Ma ikäinen granodioriitti on keskirakeista ja suuntautunutta ja sitä leikkaavat deformoituneet, punaiset graniittijuonet, joiden ikä on Ahtosen ym. (27) mukaan 1789±1 Ma. Louhoksella ja sen läheisyydessä olevilla paljastumilla näkyy myös amfiboliittiosueita, joita ainakin graniitti leikkaa. Tohmon intruusio rajattiin kartalle aeromagneettisen anomaliakuvion perusteella, mutta rajaus on hyvin epätarkka (Kuva 14).

24 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 2 Kuva 13. Tohmon murskelouhos, mistä on otettu Ahtosen ym. (27) julkaisemat iänmääritysnäytteet N281 (granodioriitti) ja N512 (montsograniitti). Kuva: L.S. Lauri. Tohmon intruusion pohjoispuolella oleva Varsatunturin graniitti (Kuva 14) on valtaosalla paljastumista karkeaporfyyrista ja ruskeanpunertavaa kiveä. Paljastumia on intruusion alueella melko vähän. Aeromagneettisella kartalla näkyy, kuinka graniitti-intruusio sekoittaa pohjoispuolella olevien liuskeiden anomaliakuviot. Varsatunturin graniitista vuonna 29 otettu iänmääritysnäyte (Lauri ym. 212; tämä raportti) osoittaa, että intruusio kuuluu n. 2.1 Ga ikäiseen Nilipään sviittiin (kts. Luku 6). Varsatunturin intruusion länsipuolella on aeromagneettisella kartalla voimakkaana anomaliana näkyvä, koostumukseltaan gabroidinen Hormuojan intruusio (Kuva 14), jonka ikä on tällä hetkellä tuntematon. Intruusion alueella ei ole lainkaan paljastumia, mutta se on kairattu neljällä reiällä. Rei issä kivilajit vaihtelevat selkeästi syväkivimäisistä gabroista tai dioriiteista hienorakeisiin osueisiin, jotka saattavat olla emäksisiä vulkaniitteja tai intruusion reunaosan autoliitteja. Hormuojan intruusio saattaa kuulua Keski-Lapin graniittikompleksin appiniitteihin (kts. Mutanen, 211).

25 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 21 Kuva 14. Tohmon, Varsatunturin ja Hormuojan intruusiot sekä Köngässelkä-tyypin graniitit Köngässelän graniitit Hormuojan intruusion länsipuolella on siirros, jonka länsipuolella on useita porfyyrisesta graniitista koostuvia intruusiota (Kuva 14). DigiKP-kartassa intruusiot on luokiteltu kuuluviksi Nilipään sviittiin. Köngässelän graniitista tehdyn ikämäärityksen (J. Räsänen, julkaisematon) perusteella graniitit ovat iältään n Ga ikäisiä, jolloin ne muodostavat oman, Nilipään sviitistä eroavan ryhmänsä Kivivaaran gabro Misin jaksoon kuuluvan Köyryn kompleksin gneissien seasta löytyi kartoituksen aikana gabrointruusio, joka kairattiin. Kivivaaran gabro (Kuva 15) koostuu keski-karkearakeisista gabroidisista kivilajeista, joiden koostumus vaihtelee melagabrosta leukogabroon. Intruusiossa havaitaan paikoin magmaattista kerroksellisuutta. Kivivaaran intruusion ikä on toistaiseksi tuntematon, mutta on mahdollista, että se kuuluu samaan magmaattiseen vaiheeseen, kuin Misin jakson 2.1 Ga ikäiset gabrot (Perttunen & Vaasjoki 21; Niiranen ym. 25). Suurimman gabrointruusion ympäristössä on useita pienempiä gabroja, jotka saattavat olla Kivivaaran intruusion satelliitteja.

26 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 22 Kuva 15. Kivivaaran gabrointruusio satelliitteineen Kovajärven gabrot Keskellä kartoitusalueen migmatiitteja on kaksi aeromagneettista anomaliaa, jotka on DigiKPkartassa merkitty kiillegneisseiksi. Anomaliat kairattiin ja niiden todettiin koostuvan vulkaanisista tai plutonisista, mafisista kivistä. Kairauksen ja aerogeofysiikan perusteella Kovajärven alueelle rajattiin kolme mafista intruusiota (Kuva 16).

27 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 23 Kuva 16. Kovajärven gabrointruusiot Pernun, Jumiskon ja Kellastentunturin graniitit Airo & Ahtonen (1999) kuvasivat Etelä-Lapissa esiintyviä graniittityyppejä ja jakoivat ne kolmeen luokkaan: Palotunturin, Jumiskon ja Pernun graniitteihin. Ahtonen ym. (27) julkaisivat iänmäärityksiä kaikista kolmesta graniittityypistä ja Lauri ym. (212; tämä raportti) täydensivät iänmäärityksiä Pernun graniittien osalta. Pernun graniitit ovat iältään n Ga ja siten hieman vanhempia, kuin Jumiskon ja Palotunturin n Ga ikäiset graniitit. Kemijärven alueella esiintyy sekä Jumiskon että Pernun graniitteja, sen sijaan Palotunturin graniitteja löytyy vain Suomujärven kompleksin itä- ja koillispuolelta. Jumiskon graniitit sijaitsevat Airon & Ahtosen (1999) mukaan Ailangan ruhjevyöhykkeen koillispuolella aerogeofysiikassa voimakkaana magneettisena anomaliana erottuvalla alueella. Alue on melko huonosti paljastunut, mutta paljastumahavaintojen perusteella kallioperä koostuu deformoituneista graniiteista ja migmatiiteista, joiden joukossa on yleisesti amfiboliitti- ja kiillegneissisulkeumia. Jumiskon alueelle rajattiin yksi mahdollisesti yhtenäisempi ja homogeenisempi graniittialue Ahtosen ym. (27) kuvaaman ikänäytepaikan ympärille (Kuva 17). Muu alue merkittiin projektikarttaan migmatiittisena graniittina. Pernun graniitit sijaitsevat Ailangan ruhjevyöhykkeen ja Korouoman siirroksen välissä (Kuva 17). Ne ovat heterogeenisia, raekooltaan vaihtelevia, vaaleanpunaisia ja punaisia leukograniitteja, jotka ovat tunkeutuneet sivukivinä oleviin liuskeisiin laattamaisina intruusioina. Aeromagneettisella kartalla Pernun graniitit erottuvat selvästi vähemmän magneettisena alueena Jumiskon graniitteihin verrattuna. Pernun graniittien seassa on yleisesti sivukivikappaleita. Aeromagneetti-

28 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 24 sen kartan perusteella graniitteja leikkaa muutama diabaasijuoni, mutta juonia ei havaittu paljastumilla. Kuva 17. Jumiskon, Pernun ja Kellastentunturin tyyppiset graniitit kartoitusalueella. Korouoman siirroksen lounaispuolella graniittien sivukivinä esiintyy arkeeiseen Pudasjärven kompleksiin kuuluvia gneissejä. Migmatiittien keskelle on merkitty myös yksi granodioriittiintruusio, jonka ikä ei ole tiedossa. Intruusio erottuu selvästi aeromagneettisella kartalla ja siitä on yksi kallioperähavainto. Kyseessä saattaa olla Suomujärven kompleksin tyylinen arkeeinen ikkuna migmatiittien keskellä. Kartoitusalueen nuorimpia graniitteja edustavat paljastumahavaintojen ja iänmääritysten perusteella Kellastentunturi-tyypin graniitit (Lauri ym. 212; tämä raportti). Ne ovat harmaita, deformoitumattomia, pieni-keskirakeisia graniitteja, joissa on harvakseltaan omamuotoisia kalimaasälpähajarakeita (Ø 1-2 cm). Kellastentunturi-tyypin graniittien ikä on n Ga. Niitä on kartoitusalueelta löydetty ainakin kolmesta paikasta, tyyppipaikalta Kellastentunturin pohjoislaidalta Kemijokivarresta, Posion Haasioahosta (Kuva 17) ja Kuusamon Välivaarasta. 4 GEOFYSIIKKA Geofysikaalisina maanpintamittauksina tehtiin kaikilla kohteilla Hormuojaa lukuun ottamatta gravimetrisia, magneettisia ja VLF-R-profiileita. Jokaisessa kohteessa profiilit mitattiin kaikilla menetelmillä.

29 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 25 Magnetometraukseen käytettiin Scintrexin EnviMag-protonimagnetometriä. Havaintopisteiden välimatka oli 1 metriä siten, että joka toinen piste oli yhteinen gravimetrauksen ja VLF-Rmittauksen kanssa. Tukiaseman rekisteröintien perusteella mittauksista poistettiin päivittäinen vaihtelu. Sähkömagneettiset mittaukset tehtiin VLF-R-menetelmällä mittauslaitteena Geonicsin EM 16R ja lähetysasemana DHO38 taajuudella 23.4 khz. Asema sijaitsee Saksassa n. 18 km etäisyydellä ja likimain suunnassa 22 o. Havaintopisteiden välimatka VLF-R-mittauksessa oli 2 m. Gravimetriset mittaukset tehtiin Scintrexin CG3-Autograv-gravimetrillä. Mittaukset tehtiin 2 metrin välein. Paikannukseen käytettiin differentiaali-gps:ää. Petrofysikaaliset määritykset tehtiin GTK:n petrofysiikan laboratoriossa Rovaniemellä. Metrin välein valituista kairansydännäytteistä mitattiin tiheys, magneettinen suskeptiivisuus sekä remanenttisen magnetoituman remanenssi. 4.1 Ison Ritakankaan, Ritakannan ja Kotakorkian geofysikaaliset mittaukset Kuvan 18 kartassa on magneettinen lentoanomalia karttalehdiltä , , ja Mustilla viivoilla on piirretty tehdyt geofysikaaliset mittausprofiilit. Eteläisin profiilipari on Iso Ritakangas, siitä pohjoiseen oleva yksittäinen profiili on Ritakanta ja edelleen tästä koilliseen oleva pari on Kotakorkia. Kuva 18. Aeromagneettinen kartta Ison Ritakankaan, Ritakannan ja Kotakorkian ympäristöstä.

30 Phase angle ( o ) Apparent resistivity (Ohm-m) TMI (nt) Bouguer (mgal) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Iso Ritakangas Iso Ritakankaalla tehtiin kaksi maanpintaprofiilia, muttei kairattu yhtään reikää. Kuvassa 19 on pohjoisemman profiilin mittaustulokset, päällimmäisenä gravimetraus, toisena magnetometraus, kolmantena VLF-R:n näennäinen ominaisvastus ja alimpana VLF-R:n vaihekulma. Ritakannan ja Kotakorkian kairauksilla tutkittu kapea magneettinen maksimi jää näiden profiilien länsipuolelle järvelle. Painovoimassa on profiilin korkeimmalla kohdalla parin milligalin maksimi mutta magneettinen käyrä ei seuraa sitä. VLF-R:ssäkään ei ole viitteitä johteista; ominaisvastusminimit linjan molemmissa päissä osuvat maaston kosteuspaikkoihin Easting (m) Kuva 19. Geofysikaaliset mittaustulokset Iso Ritakankaan pohjoisella profiililla Ritakanta Ritakannassa mitattiin yksi lyhyt profiili ja sen antamien tulosten mukaan kairattiin yksi reikä. Lentomittauksen kapea magneettinen anomalia on profiilin keskellä ja näkyy maanpintamittauksessa kuvassa 2. Korkea piikki ja sen länsipuolella oleva matala, kaksihuippuinen anomalia sulautuvat lentomittauksessa yhdeksi maksimiksi. Tällä paikalla lentosuunta on kulun suuntainen ja lentolinjojen välimatka lähes 25 m. Painovoimassa on matala maksimi, jonka ulottuvuus profiilin molempiin suuntiin jää epäselväksi. Harvapistepainovoimakartan mukaan kohde on laajan maksimin länsireunassa. VLF-R:ssä näkyy lähinnä kannaksella oleva suo.

31 Depth (m) Bouguer (mgal) Depth (m) TMI (nt) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS R R Kuva 2. Ritakannan magneettiset ja gravimetriset mittaustulokset ja mallinnus. Kuvassa 2 on mittaustulokset ja mallinnukset. Molemmat parametrit on tulkittu toisistaan riippumatta. Sekä suskeptiivisuudessa että tiheydessä on reiän alkupäässä n. 2 metrin levyinen maksimivyöhyke ja toinen maksimi reiän loppupäässä suunnilleen samalla matkalla. Alkupään korkeat lukemat on aiheuttanut syeniitti ja loppupään appiniitti. Reiän keskivälillä olevan minimin kohdalla kivilajit ovat graniittisia, mutta myös yksi appiniittilävistys, joka on tiheydeltään ja magneettisilta ominaisuuksiltaan graniittien luokkaa. Magneettinen malli selittää hyvin mitatun anomalian ja on sopusoinnussa myös kairaustietojen kanssa. Gravimetraus on ongelmallisempi. Magneettinen malli ei riitä selittämään sitä, vaan tarvitaan laajemmalle ulottuva malli. Monikulmion ylä- ja alapinnan lähellä yhteensopivuus on hyvä, mutta mallin keskiosissa mallin ja mitattujen tiheyksien välillä on 3 kg/m 3 ristiriita Kotakorkia Kuvassa 21 esitetään Kotakorkian mittaustulokset. Päällimmäisenä on painovoima, keskellä magnetometraus ja alimpana VLF-R:n näennäinen ominaisvastus. Mittausprofiilit on piirretty mustilla pistejonoilla karttojen ylä- ja alalaitoihin. Värit painovoimassa ja magneettisessa tar-

32 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 28 koittavat siirtymistä sinisestä keltaisen kautta punaisen anomalian intensiteetin kasvaessa. Näennäisessä ominaisvastuksessa sininen tarkoittaa korkeaa ominaisvastusta ja punainen matalaa. Huomio kiintyy keskikohdan oikealla puolella olevaan painovoiman minimiin ja samalla paikalla olevaan matalaan ominaisvastukseen. Topografisessa kartassa tällä paikalla on suo. Painovoima-anomalian ilmeisin selitys on kallioperässä oleva ruhje, joka laskee ominaisvastusta, muttei näy magneettikentässä. Toinen, mielenkiintoisempi kosteusanomalia on mittausalueen vasemmassa laidassa, missä näennäisessä ominaisvastuksessa on minimi ja magneettikentässä maksimi samoin kuin painovoimassa. Keskikohdan vasemmalla puolella oleva sininen magnetometraustulos on positiivisen anomalian sivuminimi. Tässä olevan ominaisvastusmaksimin syynä on kuiva mäki. Kuva 21. Kotakorkian geofysikaaliset mittaustulokset. Kotakorkian pohjoisemmalle profiilille kairattiin viisi reikää. Kuvassa 22 esitetään gravimetrauksen ja magnetometrauksen mallinnus tältä profiililta sekä kairasydännäytteistä tehdyt petrofysikaaliset mittaukset. Tiheys-, suskeptiivisuus- ja remanenssin intensiteettimäärityksiä tehtiin 24 näytteestä rei istä R322 R325.

33 Depth (m) TMI (nt) Depth (m) Bouguer (mgal) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS X (m) R325 R324 R323 R322 R X (m) R325 R324 R323 R322 R Kuva 22. Kotakorkian kairausprofiilin mittaus- ja mallinnustulokset. Kuvan 22 yläosassa esitetään gravimetrinen tulkinta pohjoisemman profiilin luoteisosasta ja alaosassa vastaava magneettinen tulkinta. Tälle alueelle kairattiin neljä reikää sekä reikä R321, jolla ei päästy kallioon. Näiden reikien sydämistä tehtiin petrofysikaaliset mittaukset. Tiheysmittaustulokset on merkitty painovoimakuvaan ja magneettisista mittauksista efektiivinen suskeptiivisuus magneettiseen kuvaan. Gravimetrinen ja magneettinen mallinnus on tehty toisistaan riippumatta pyrkien selittämään mittaustulokset mahdollisimman hyvin. Malleilla ei ole juurikaan

34 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 3 yhteisiä piirteitä. Tiheysmittaustulokset ovat kohtalaisen hyvässä sopusoinnussa tulkintamallin kanssa, mutta silti ei voida pitää varmana, että kaateet olisivat esitetyn mukaiset. Mallien syvyysulottuvuudet ovat 2 metrin luokkaa. Magneettisten ja gravimetristen anomalioiden välillä on eroja. Voimakkaimmat magneettiset anomaliat käyvät yksiin painovoimamaksimin kanssa, mutta toisen painovoimamaksimin kohdalla magneettikentässä on vain pieni anomalia. Magneettisten mallien tilavuus on murto-osa gravimetrisista. Efektiivinen suskeptiivisuus, jossa otetaan mukaan myös remanenssi magneettisen anomalian muodostajana, ei käy yksiin tulkintamallien eikä mittaustulosten kanssa. Reiässä R324 on mitattu korkeita, luokkaa.1 SI olevia efektiivisiä suskeptiivisuuksia lähes koko reiän matkalla, mutta suoraan reiän päällä ei ole anomaliaa. Reiän alkupäässä, missä sekä suskeptiivisuus että remanenssi ovat voimakkaita, Q-suhde on keskimäärin 1.3. Jos remanenssin suunta on sellainen, että se kumoaa suskeptiivisuuden vaikutuksen, lopputulokseksi voisi kuvitella saadun kaltaisen tuloksen. Monimutkainen remanenssi voisi selittää myös reiän R323 lävistämän mallin ja sydämistä mitatun petrofysiikan välisen ristiriidan. Reiällä R324 tavattiin gneissiä, graniittia ja amfiboliittia. Pääkivilajien petrofysikaaliset ominaisuudet olivat taulukon 7 mukaiset. Taulukko 7. Pääkivilajien petrofysikaalisten parametrien mediaanit. Kivilaji Näytteitä Tiheys kg/m 3 Suskeptiivisuus (SI) Remanenssi A/m Q-suhde Eff. suskept. (SI) Appiniitti Amfiboliitti Gneissi Graniitti Kvartsiitti Migmatiitti Karsi Kuvassa 23 esitetään kivinäytteiden suskeptiivisuus vs. tiheys. Kuvio on hajanainen. Karret poikkeavat eniten yleisestä trendistä, ja koska kaikkien suskeptiivisuus on paramagneettisella alueella, tiheysvaihtelun syynä ei voi olla magnetiitti. Myös amfiboliiteilla näyttää olevan enemmän tiheyttä kuin magnetiittipitoisuudesta voisi odottaa. Appiniitit ovat tiheitä ja magneettisia.

35 Susceptibility (SI) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Quartz Syenite Gneiss Migmatite Amfibolite Skarn Appinite Density (kg/m 3 ) Kuva 23. Kairasydännäytteiden suskeptiivisuus vs. tiheys Kotakorkian ja Ritakannan rei istä. 4.2 Kovajärvi Kovajärven magneettinen anomalia näkyy kuvan 24 aeromagneettisen kartan alaosassa. Anomalia on soikiomainen, kooltaan 1.5 x 2.5 km, ja sen maksimi-intensiteetti on ~18 nt. Sivuminimit anomalian ympärillä viittaavat lähelle maanpintaa ulottuvaan pystyyn rakenteeseen. Kovajärvellä tehtiin geofysikaalisia maastomittauksia taulukon 5 ilmoittamalla tavalla. Keskimmäinen mittausprofiili esitetään kuvassa 25.

36 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 32 Kuva 24. Kovajärven ympäristön aeromagneettinen kartta. Maastoprofiilit on merkitty valkoisina viivoina.

37 Phase angle ( o ) Apparent resistivity (Ohm-m) TMI (nt) Bouguer (mgal) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Easting (m) Kuva 25. Keskimmäisen maanpintaprofiilin mittaustulokset. Ylinnä gravimetraus, toisena magnetometraus, kolmantena ja neljäntenä VLF-R:n näennäinen ominaisvastus ja vaihekulma. Tutkittava magneettinen anomalia näkyy magneettisessa mittauksessa profiilin alkupäässä 3 nt:n korkuisena maksimiparina. Samassa paikassa myös painovoimassa on anomalia ja sen aiheuttaja on selvästi magneettisen kanssa yhteinen. Toinen painovoima-anomalia on pohjoisempana, mutta täällä magneettinen signaali on selvästi heikompi ja hajanainen. Sähköisiä johteeseen viittaavia anomalioita on profiilin molemmissa päissä. Pohjoispään vaihekulmamaksimin ilmeinen aiheuttaja on suo, mutta eteläisemmässä saattaa kallioperälläkin olla osuutensa. Soikean magneettisen anomalian aiheuttaja ei näy VLF-R:ssä. Painovoimamittauksissa kuvassa 26 tutkittava anomalia näkyy maksimina profiilien eteläpäässä. Toinen voimakkaampi maksimi on tästä n. 3 km koilliseen ja sen ulottuvuus kulun suunnassa jää selvittämättä. Tämän anomalian aiheuttajasta ei magneettinen lentokartta anna yksikäsitteistä vihjettä, vaikka magneettikentässä tällä paikalla onkin heikkoja ja hajanaisia anomalioita. Tällä paikalla lentokartoissa on uraanianomalia, mutta maastossa on samassa paikassa louhikkoinen harju, jonka sisällä radon pääsee nousemaan.

38 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 34 Kuva 26. Kovajärven painovoimamittaukset. Pohjoisempi painovoimamaksimi on samassa paikassa, missä magneettisessa lentokartassa on renkaan muotoinen anomalia, jonka sisäosassa ei ole anomaliaa. Magneettikentän anomalia ei korkeimmillaankaan ole tuhatta nanoteslaa voimakkaampi. Tämä viittaa siihen, että anomalian aiheuttaja sijaintisyvyys saattaa olla suuri eteläiseen kohteeseen verrattuna. Kuvassa 27 esitetään keskimmäisellä profiililla tehdyn magneettisen ja gravimetrisen mittauksen mallinnus. Ensin tehtiin painovoima-anomalian mallinnus ja sitten katsottiin, miten mallia on muutettava magneettisen anomalian tulkitsemiseksi. Sinisellä sävytetyt mallit ovat painovoimaa

39 Depth (m) Bouguer (mgal) TMI (nt) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 35 varten ja punaiset ääriviivat magneettista varten. Mallien tiheydet ja suskeptiivisuudet on merkitty niiden viereen X (m) Kuva 27. Kovajärven keskimmäisen profiilin magneettinen ja painovoimamallinnus. Tutkimuksen kohteena oleva anomalia vaatii kappaleen, jonka tilavuus on luokkaa 1 km 3, tiheys on 3 kg/m 3 ja suskeptiivisuus.142 (SI), mikä vastaa magnetiittipitoisuutta 4 %. Painovoima- ja magneettisen mallin välillä on pieniä eroja geometriassa ja n. 25 m ero paikassa. VLF-R:n heikko johde on kontaktissa mallin lounaislaidan kanssa. On huomattava, että VLF-R:n syvyysulottuvuus on vain sadan metrin luokkaa, minkä alapuolella olevista rakenteista ei saada mitään tietoa.

40 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 36 Oikeanpuoleinen anomalia selittyy painovoimassa kahdella kappaleella, joista anomalian maksimin kohdalla pintaan tulevan tiheys on sama kuin jo käsitellyllä mallilla. Anomalian laajempi osa vaatii syvällä sijaitsevaa massaa, tiheydeltään edellisiä selvästi alempaa. Magneettikenttä on hankala tulkita eikä kilometrin syvyydessä olevalla mallilla ole välttämättä perustetta. Anomalian voisi tulkita myös pienillä pintarakenteilla. Liitteessä 2 esitetään kairansydännäytteistä tehdyt petrofysikaaliset määritykset. Näytteet valittiin täysien syvyysmetrien kohdalta metrin välein. Ensimmäisenä on tiheys, toisena suskeptiivisuus, kolmantena remanenssin intensiteetti ja neljäntenä Königsbergerin suhde. Suskeptiivisuudesta on kaksi käyrää, mustalla mitattu lukema ja punaisella efektiivinen suskeptiivisuus, jossa on otettu remanenssin vaikutus mukaan magneettisten anomalioiden synnyttäjänä. Viimeisenä on tietoa reiällä lävistetyistä kivilajeista. Jos lävistys on niin lyhyt, ettei siitä ole osunut yhtään näytettä mitattavaksi, se on jätetty kaaviosta pois. Petrofysikaalisia mittauksia tehtiin neljän kairatun reiän sydämistä 562 kpl. Näytteet valittiin täysien syvyysmetrien kohdalta. Mitattujen parametrien mediaaniarvot ilmoitetaan taulukossa. Mukaan on otettu kivilajit, joihin kuuluvia näytteitä on mitattu useampi kuin kymmenen. Taulukko 8. Petrofysikaalisten parametrien mediaanit. Kivilaji Näytteitä Tiheys kg/m 3 Suskeptiivisuus (SI) Remanenssi A/m Q- suhde Eff. suskept. (SI) Graniitti Amfiboliitti (kaikki) Amfiboliitti-kiisut- Fe 3 O Amfiboliitti+kiisut Amfiboliitti+ Fe 3 O Amfiboliitti+kiisut+ Fe 3 O 4 Intermediaarinen vulkaniitti Graniitti eroaa amfiboliitista niin tiheytensä, kuin suskeptiivisuutensa ja remanenssin intensiteettinsä suhteen selvästi. Amfiboliitit on jaettu ryhmiin sen mukaan, onko kairausraportissa mainittu mukana olevan kiisuja tai magnetiittia tai molempia. Kiisujen läsnäolo nostaa sekä tiheyttä että suskeptiivisuutta. Myös magnetiitti nostaa näitä molempia, kuitenkin vähemmän kuin kiisut. Tarkastelu on vain semikvantitatiivinen, koska yksittäinen näyte, joka sijaitsee malmipitoisella vyöhykkeellä, saattaa tosiasiassa olla tyhjä. Kiisujen tai magnetiitin määrä saattaa edelleen vaihdella runsaasti. Silti taulukosta näkee kivien ominaisuuksien vaihtelun syyn. Kuvassa 28 esitetään kivien sijoittuminen suskeptiivisuus- vs. tiheys-avaruuteen. Paramagneettinen populaatio on selvästi pienempi kuin ferromagneettinen.

41 Susceptibility (SI) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Amfibolite Amfibolite + sulfides Amfibolite + magnetite Amfibolite + sulfides + magnetite Density (kg/m 3 ) Kuva 28. Pääkivilajien suskeptiivisuus vs. tiheys Kovajärven kairasydännäytteissä. 4.3 Kivivaara Kivivaarassa tehtiin geofysikaalisina mittauksina gravimetrausta, magnetometrausta ja VLF- R:ää. Profiilimittausten lisäksi kartoitettiin n. 35 km 2 kokoinen alue alueellisella painovoimamittauksella (APV). Kuvassa 29 on aeromagneettinen kartta tutkimusalueelta ja sen ympäristöstä. Maanpintaprofiilit näkyvät valkoisina viivoina.

42 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 38 Kuva 29. Aeromagneettinen kartta Kivivaaran mittauskohteen ympäristöstä. Kuvan 3 APV-kartassa näkyy laaja anomalia, jossa maksimin korkeus on ~1 mgal. Kaksi malmitutkimusta varten tehtyä profiilia ovat liian lyhyitä molemmista päistään luotettavaa nollatason määritystä varten, mutta APV-mittauksesta saadaan tukea ongelman ratkaisuun. Kuvan 31 katkoviivalla esitetty nollataso on laskettu alueellisen mittauksen laajemmasta kentästä. Jäljelle jäänyt anomalia selittyy monikulmiolla, jonka tiheysero ympäristöön nähden on 291 kg/m 3 ja syvyys n. 7 m. Mitatun anomalian lukuisat pienet minimit voidaan selittää massavajauksina näissä paikoissa ja kuvassa ne on esitetty keltaisina kappaleina. Negatiiviset tiheydet tarkoittavat tiheyseroa taustaan nähden, jonka todellinen tiheys jää tuntemattomaksi. Todellisista tiheyksistä saa käsityksen kairasydänprofiileista (Liite 2), joissa esitetään sydännäytteistä mitatut tiheydet ja muut petrofysikaaliset parametrit.

43 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 39 Kuva 3. APV-kartta Kivivaaran alueelta. VLF-R:ssä on kolme ominaisvastuksen minimi- ja vaihekulman maksimiparia samassa paikassa, joista kaksi on painovoimamaksimin päällä. Eteläisin näistä lienee kosteusanomalia, mahdollisesti keskimmäinenkin, mutta pohjoisimman aiheuttaja lienee kallioperässä. Näissä paikoissa ei magnetometrauksessa ole merkittäviä anomalioita. Pääkivilajien petrofysikaaliset ominaisuudet olivat taulukon 9 mukaiset.

44 Depth (m) Bouguer (mgal) TMI (nt) App. res. ( m) Phase angle ( o ) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Y (m) R329 R R R R333 R335 R334 R Kuva 31. VLF-R- ja magneettiset mittaukset sekä painovoimatulkinta Kivivaaran itäiseltä profiililta. Taulukko 9. Pääkivilajien petrofysikaalisten parametrien mediaanit. Kivilaji Näytteitä Tiheys kg/m 3 Suskeptiivisuus (SI) Remanenssi A/m Q-suhde Eff. suskept. (SI) Amfiboliitti Gabro Pyrokseenigabro Sarvivälkegabro Gneissi Graniitti Kvartsiitti

45 Susceptibility (SI) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Amfibolite Gabbro Hornblende gabbro Pyroxene gabbro Gneiss Quartz Density (kg/m 3 ) Kuva 32. Kivivaaran kairasydännäytteiden pääkivilajien suskeptiivisuus vs. tiheys. Gabrojen määrä näytteissä on suurempi, kuin kaikkien muiden kivilajien yhteensä. Gabrot jakaantuvat kahteen populaatioon, niin gabroiksi kuin sarvivälke- ja pyrokseenigabroiksikin luokitellut. Paramagneettisen populaation osuus on suurempi, kuin ferromagneettisen (Kuva 32), mikä selittää vaatimattoman magneettisen anomalian maanpintamittauksessa. Liitteessä 2 esitetään kairasydännäytteistä täysien syvyysmetrien kohdalta tehtyjen tiheyden, suskeptiivisuuden ja remanenssin intensiteetin arvot. Kuviin on lisätty myös remanenssista ja suskeptiivisuudesta laskettu Königsbergerin suhde ja kivilajitieto. Suskeptiivisuus on esitetty mustalla viivalla yhteisessä piirroksessa punaisella esitetyn efektiivisen suskeptiivisuuden kanssa. 4.4 Petrofysikaaliset mittaukset Hormuojan kairansydännäytteistä Hormuojan kohteelta ei mitattu maastogeofysiikkaa GTK:n toimesta, koska työmaa oli Polar Mining Oy:n toteuttama. Kuvassa 33 on esitetty Hormuojan alueen aeromagneettinen kartta, johon on merkitty alueelle kairatut kolme syväkairausreikää sekä reikien lävistämän aeromagneettisen anomalian kohdalta tehty aerogeofysiikkaan perustuva mallinnusprofiili.

46 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 42 Hormuojan kairanrei illä on lävistetty yli 8-prosenttisesti dioriitteja. Näiden tiheydet, suskeptiivisuudet ja remanenssin intensiteetit ovat hyvin tasaisia kuten reikien R14 ja R15 graafeista liitesivuilta ilmenee. Syvyyden mukana ei tapahdu juuri ollenkaan muuttumista. Graniittiset kivet näkyvät kaikissa parametreissa matalina lukemina ja kolme amfiboliittilävistystä korkeina. Königsbergerin suhteet ovat poikkeuksellisen matalia eikä siten ole syytä olettaa, että remanenssilla olisi vaikutusta magneettikentän rakenteeseen. Kuva 33. Aeromagneettinen kartta Hormuojan ympäristöstä. Kairanreiät on merkitty valkoisilla symboleilla ja mallinnusprofiili keltaisella viivalla. Eri kivilajien petrofysikaalisille ominaisuuksille saatiin taulukon 1 ilmoittamat mediaanit.

47 Susceptibility (SI) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 43 Taulukko 1. Eri kivilajien petrofysikaalisten parametrien mediaanit. Kivilaji Lkm Tiheys kg/m 3 Suskept. (SI) Remanenssi A/m Q-suhde Eff. suskept. (SI) Amfiboliitti Apliitti Dioriitti Gneissi Graniitti Pegmatiitti Tonaliitti Vulkaniitti Kuvassa 34 esitetään mainittujen kivilajien suskeptiivisuus vs. tiheys. Graniittiset kivet (graniitit, pegmatiitit ja apliitit) on yhdistetty yhdeksi luokaksi. Lähes kaikkien havaintojen todetaan olevan paramagneettisen rajan 1-3 (SI) yläpuolella. Muutamia gneissinäytteitä lukuun ottamatta kaikki havainnot sijaitsevat kaarevalla ferromagneettisella vyöhykkeellä, jossa suskeptiivisuusja myös tiheysvaihtelun takana on magnetiittipitoisuuden vaihtelu Diorite Tonalite Gneiss Volcanite Amfibolite Density (kg/m 3 ) Kuva 34. Suskeptiivisuus vs. tiheys eri kivilajeilla Hormuojan kairasydännäytteissä.

48 Depth (m) TMI (nt) Bouguer (mgal) GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 44 Kuvassa 35 esitetään aeromagneettiselta kartalta poimittu magneettikentän voimakkuus kolmen käsitellyn kairanreiän päältä menevällä profiililla. Profiili on 6 metriä pitkä ja reiät sijaitsevat sen keskikohdan lähellä. Lentomittauksessa anomalian intensiteetti on ~25 nt ja se on laajaalainen niin, että kairatut reiät ovat anomalian sisällä. Anomalian aiheuttajalla on kentän piirteiden perusteella enemmän syvyyttä, kuin mihin lyhyet kairanreiät ulottuvat. Vasemmanpuoleisella mallilla on sydännäytteistä mitattu efektiivinen suskeptiivisuus ja toinen malli on mukana poistamassa vääristymää anomaliasta. Kuvaan on lisätty myös harvapistegravimetrauksesta poimittu Bouguer-anomalia. Senkin mukaan anomalian aiheuttajalla on kilometrikaupalla syvyysulottuvuutta. Painovoima-anomalian aiheuttajan pääosa näyttää olevan magneettisen mallin länsipuolella, mutta on huomattava, ettei painovoimatulkinta ei ole luotettava havaintojen vähäisyyden vuoksi Easting (m) 356 R15 R14 R Kuva 35. Magneettinen mallinnus Hormuojan kairausprofiililla. Petrofysikaalisilta ominaisuuksiltaan dioriitti on hyvin homogeenista. Se eroaa tiheytensä ja suskeptiivisuutensa vuoksi selvästä sekä graniiteista että amfiboliiteista. Amfiboliittijuonet dioriitissa saattavat nostaa sen ominaisuuksia selvästi. Magneettisen ja ilmeisesti myös painovoimaanomalian aiheuttavan dioriitin syvyysulottuvuus on yli puoli kilometriä ja tilavuus yli 2 km 3. 5 GEOKEMIA 5.1 Graniitit, granodioriitit ja tonaliitit Kartoitusalueen felsiset ja intermediääriset syväkivet jaettiin kahteentoista luokkaan iän ja alueellisen jakauman perusteella (Taulukko 11). Arkeeisten alueiden kohdalla oletettiin, että kaikki kivilajirajan sisäpuolella olevat näytteet ovat arkeeisia, vaikka todennäköisesti ainakin osa graniiteista on iältään proterotsooisia. Niiden lähde on kuitenkin arkeeinen. Tonaliitit ja granodiorii-

49 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 45 tit oletettiin arkeeisiksi Suomujärven ja Pudasjärven kompleksien alueella. Muualla esiintyvät granodioriitit ja tonaliitit luokiteltiin proterotsooisiksi, vaikka niistä ei ole tehty iänmäärityksiä. Taulukko 11. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus hankkeessa analysoidut felsiset ja intermediääriset syväkivinäytteet. Tyyppi Ikä Näytemäärä Arkeeiset graniitit > 2.7 Ga 7 Arkeeiset granodioriitit > 2.7 Ga 9 Arkeeiset tonaliitit > 2.7 Ga 11 Proterotsooiset graniitit (luokittelemattomat) < 2.5 Ga 11 Migmatiittiset graniitit < 2.5 Ga 44 Nilipää-tyypin graniitit (Varsatunturi, Tohmo) 2.1 Ga 3 Pernu-tyypin graniitit 1.81 Ga 15 Jumisko-tyypin graniitit 1.79 Ga 3 Kellastentunturi-tyypin graniitit 1.76 Ga 4 Köngässelkä-tyypin graniitit 1.78 Ga 2 Proterotsooiset granodioriitit < 2.5 Ga 12 Proterotsooiset tonaliitit < 2.5 Ga 8 Granodioriittien ja tonaliittien pääalkuainejakaumaa on esitetty kuvassa 36. SiO 2 -pitoisuus vaihtelee välillä paino-%. TiO 2 -, MgO-, Fe 2 O 3 -, CaO- ja P 2 O 5 -pitoisuudet korreloivat negatiivisesti SiO 2 -pitoisuuden kanssa, sen sijaan Al 2 O 3 -, Na 2 O- ja K 2 O-pitoisuudet vaihtelevat epäsäännöllisesti. Arkeeisten tonaliittien MgO-pitoisuudet (n. 2. paino-%) ovat keskimäärin hivenen korkeammat, kuin muissa ryhmissä. Proterotsooisissa granodioriiteissa CaO-pitoisuudet ovat noin prosenttiyksikön verran alempia, kuin muissa ryhmissä, sen sijaan K 2 O-pitoisuus on keskimäärin korkeampi (noin 3.5 paino-%), kuin muissa ryhmissä. Graniittinäytteiden pääalkuainejakauma näkyy kuvassa 37. SiO 2 -pitoisuus vaihtelee välillä paino-%. TiO 2 -, MgO-, Fe 2 O 3 -, CaO- ja P 2 O 5 -pitoisuudet, sekä jossain määrin myös Al 2 O 3 - pitoisuudet korreloivat negatiivisesti SiO 2 -pitoisuuden kanssa. Na 2 O- ja K 2 O-pitoisuuksissa ei näy mitään korrelaatiota.

50 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 46 Kuva 36. Kartoitusalueen granodioriitti- ja tonaliittinäytteiden harker-diagrammeja.

51 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 47 Kuva 37. Kartoitusalueen graniittinäytteiden harker-diagrammeja.

52 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 48 Frostin ym. (21) luokitteludiagrammeissa valtaosa granodioriiteista ja tonaliiteista kuuluu Fe/Mg-suhteensa perusteella magnesian-luokkaan, eli magnesiumvaltaisiin kiviin (Kuva 38a). Kalsiumin ja alkalimetallien suhteeseen perustuvan MALI-indeksin (Modified Alkali-Lime Index) mukaan suurin osa tonaliiteista ja osa arkeeisista granodioriiteista on kalkkisia tai kalkkialkalisia, proterotsooisista granodioriiteista valtaosa on alkali-kalkkisia (Kuva 38b). Kuva 38. Kartoitusalueen granodioriitteja ja tonaliitteja Frostin ym. (21) luokittelussa, (a) SiO 2 vs. Fe*, (b) SiO 2 vs. MALI. Kartoitusalueen graniitit jakautuvat melko tasaisesti rautavaltaisiin (Ferroan) ja magnesiumvaltaisiin (Magnesian) kenttiin Frostin ym. (21) luokittelussa (Kuva 39a). Pernu-tyypin graniiteista valtaosa on rautavaltaisia. Jumiskon, Kellastentunturin ja Köngässelän graniitit ovat magnesiumvaltaisia ja loput graniittityypit jakautuvat tasaisesti molempiin luokkiin. MALI-indeksin perusteella kartoitusalueen graniitit ovat joko kalkki-alkalisia tai alkali-kalkkisia (Kuva 39b). Kuva 39. Kartoitusalueen graniitteja Frostin ym. (21) luokittelussa, (a) SiO 2 vs. Fe*, (b) SiO 2 vs. MALI.

53 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 49 Kuva 4. Kartoitusalueen granodioriittien ja tonaliittien luokittelu Pearcen ym. (1984) diagrammeilla, (a) Y vs. Nb, (b)y+nb vs. Rb.VAG volcanic arc granites, syn-colg syn-collisional granites, WPG within plate granites, ORG ocean ridge granites. Hivenalkuaineisiin perustuvan luokittelun (Pearce ym. 1984) mukaan kartoitusalueen granodioriitit ja tonaliitit kuuluvat saarikaari-tyyppiin (Kuva 4). Myös graniiteista valtaosa kuuluu saarikaari-tyyppiin, mutta suuri osa näytteistä sijoittuu aivan törmäysvyöhyke-tyypin ja saarikaari-tyypin rajalle (Kuva 41). Kuva 41. Kartoitusalueen graniittien luokittelua Pearcen ym. (1984) diagrammeilla, (a) Y vs. Nb, (b)y+nb vs. Rb.VAG volcanic arc granites, syn-colg syn-collisional granites, WPG within plate granites, ORG ocean ridge granites.

54 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Mafiset kivet Kartoitusalueen mafiset kivet jaettiin geokemiallista tarkastelua varten kahdeksaan luokkaan (Taulukko 12). Seuraavassa tarkastelussa on kuvattu kartoitusalueen mafisten kivilajien geokemialliset yleispiirteet. Taulukko 12. Kartoitusalueen mafiset kivilajit Tyyppi Näytemäärä Kivivaaran gabro 41 Ritakannan gabro 4 Kovajärven gabro 13 Hormuojan dioriitti 2 Muu gabro 1 Diabaasijuoni 4 Mafinen vulkaniitti 5 Amfiboliitti 46 Kartoitusalueen mafisten kivien SiO 2 -pitoisuus vaihtelee välillä 41 6 paino-% (Kuva 42). Al 2 O 3, P 2 O 5, Na 2 O ja TiO 2 korreloivat jossain määrin negatiivisesti MgO-pitoisuuden kanssa. CaO puolestaan korreloi positiivisesti MgO:n kanssa, sen sijaan Fe 2 O 3 - ja K 2 O-pitoisuudet ovat täysin satunnaisesti jakautuneita. Shervaisin (1982) Ti-V-luokitteludiagrammissa kartoitusalueen mafiset kivet sijoittuvat pääasiassa keskiselänteiden ja saarikaarten basalttien kenttään (Kuva 43). Le Maitren ym. (1989) luokitteludiagrammissa kivet sijoittuvat pääasiassa low K- ja medium K-kenttiin (Kuva 44).

55 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 51 Kuva 42. Kartoitusalueen mafisten kivien MgO vs. muut oksidit-diagrammeja.

56 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 52 Kuva 43. Kartoitusalueen mafiset kivet Shervaisin (1982) Ti-V-luokitteludiagrammissa. Kuva 44. Kartoitusalueen mafiset kivet luokiteltuna Le Maitren ym. (1989) SiO 2 vs. K 2 O-diagrammilla.

57 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 53 6 IÄNMÄÄRITYKSET 6.1 Taustaa Tutkimusalueelta on julkaistu iänmäärityksiä sekä arkeeisen Suomujärven kompleksin alueelta (Evins ym. 22) että Keski-Lapin graniittikompleksiin kuuluvista yksiköistä (Ahtonen ym. 27). Kallioperäkartoituksen yhteydessä kävi ilmi, että iänmäärityksiä tarvitaan lisää, jotta alueen geologiset yksiköt saadaan paremmin järjestettyä. 6.2 Iänmääritysnäytteet Tutkimusalueelta otettiin vuosina yhteensä 14 iänmääritysnäytettä, joista 8 kpl lähetettiin analysoitavaksi GTK:n isotooppilaboratorioon Espooseen ja 6 kpl Oslon yliopiston geotieteiden laitokselle Norjaan (Taulukko 13). Oslossa analysoiduista näytteistä on kirjoitettu käsikirjoitus, joka on lähetetty tarkastettavaksi Suomen Geologisen Seuran Bulletin-lehteen elokuussa 211. Taulukko 13. Kemijärven alueen kallioperäkartoitus hankkeessa analysoidut iänmääritysnäytteet. Näyte Paikka X Y Ikä Huom! A199 Lautalahdenpalo heterogeeninen Sedimentti, arkeeinen A1991 Sainaapa ±15 Ma JER$ Kokkovaara ±17 Ma Oslo; metamorfinen ikä JER$ Kokkovaara ±18 Ma Oslo APSA Kellastentunturi ±8 Ma Oslo LSL$ Pajuvaara ±1 Ma Oslo LSL$ Varsatunturi ±13 Ma Oslo LSL$ Haasioaho ±14 Ma Oslo A242 Välivaara ±9 Ma A243 Välivaara Ga Max 2.65 Ga Min 1.77 Ga A244 Alajärvenvaara Ga, 2.32 Ga Vulkaaninen sedimentti? A245 Pahakuru Ga Sedimentti, arkeeinen? A246 Iisakinuoma Ga Sedimentti, arkeeinen? A247 Soplisko Ga Sedimentti, arkeeinen

58 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A199 Lautalahdenpalo (129-TEM-8) Lautalahdenpalon kivilaji on hapanta vulkaniittia, luultavasti tuffia (Kuva 45). Magnetiittipirotteesta johtuen kivilajiyksikkö erottuu aeromagneettisella kartalla yli 3 km pituisena, NW SEsuuntaisena anomaliajaksona. Näyte on otettu suuresta kalliopaljastumasta Kuva 45. Kausiapulainen Aleksi Salo (vas.) ja hankepäällikkö Heikki Juopperi tarkastelevat iänmääritysnäytteen A199 Lautalahdenpalo ottopaikkaa. Kuva: L.S. Lauri. Näytteen A199 separointi tuotti runsaasti zirkonia joka on pääosin pyöristynyttä, osin sameaa mutta osin melko kirkastakin. Pyöristyneisyys voi johtua detritaalisesta alkuperästä ja/tai metamorfoosiin liittyvästä resorptiosta. U Pb TIMS analyysit ovat laadultaan erinomaisia, mutta diskordantteja ja antavat konkordian leikkauspisteiksi 196 ± 7 Ma ja 277 ± 3 Ma (Kuva 46). Tulokset ovat sopusoinnussa ICPMS-analyysien kanssa. Näytteen zirkonista tehtiin 51 analyysiä LA-MC-ICPMS:llä. Zirkonien iät vaihtelevat 2.1 Ga ja 3.5 Ga välillä, suurin osa on noin 2.7 Ga ikäisiä (Kuva 46).

59 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 55.7 A199 Lautalahdenpalo tuff LA-MC-ICPMS data-point error ellipses are Pb U A199 Lautalahdenpalo TIMS Intercepts at 196 ± 7 & 277 ± 3 Ma MSWD =.28, n= Pb/ 235 U Kuva 46. Näytteen A199 Lautalahdenpalo konkordiadiagrammi A1991 Sainaapa (94-TEM-8) Sainaavan näyte on hieno-keskirakeinen, punainen, heikosti raidallinen kivi, missä on selvä magnetiittipirote (Kuva 47). Kenttänimenä käytetty arkosiitti viittaa kivilajin makroskooppiseen yhtäläisyyteen Korkiavaaran muodostuman arkosiitti-amfiboliittiassosiaation kanssa (ks. Hanski et al., 25). Näyte on otettu paikallisesta louhikosta korkeajännitelinjalta

60 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 56 Kuva 47. Iänmääritysnäytteen A1991 Sainaapa tyyppipaljastuma. Iänmääritysnäyte on otettu vaaleanpunaisesta kerroksesta. Muistikirjan pituus on 16.5 cm. Kuva. L.S. Lauri Näytteen A1991 separointi tuotti runsaasti zirkonia ja titaniittia. Pääosa zirkonista on melko omamuotoista, kirkasta ja pitkähköä. Kiteiden päät ja särmät ovat jonkin verran pyöristyneitä luultavasti metamorfisesta resorptiosta johtuen. Mattinsonin (25) kehittämällä CA-TIMS menetelmällä saatiin konkordantti tulos (C) josta ikä on 1964±2 Ma (Kuva 48). U-Pb analyysi titaniitista on hyvin heikko mutta ikäarvio 1.8 Ga tuntuu geologisestikin uskottavalta. Laserilla ammuttiin kuoppia 18 zirkoniin. Yhden analyysin (A1991-5) common-lead on selvästi muita korkeampi ja se on syytä jättää pois. Muuten 26 Pb/ 24 Pb suhteet ovat erinomaisia ja analyysit siltä osin hyviä. Analyyseistä voidaan laskea diskordiasuora, joka leikkaa konkordiakäyrän pisteissä 159 ± 12 Ma ja 1974 ± 15 Ma (MSWD = 2.6, n = 17; Kuva 48).

61 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A1991 Sainaapa data-point error ellipses are 2 26 Pb/ 238 U A1991A A1991B a17h A1991C CA*** A1991 Sainaapa LAM-ICPMS Intercepts at 159 ± 12 & 1974 ± 15 Ma MSWD = 2.6 n=17 (black diamonds TIMS) Pb/ 235 U Kuva 48. Näytteen A1991 Sainaapa konkordiadiagrammi JER$ Näyte on otettu hieno-keskirakeisesta, heikosti suuntautuneesta, tummanharmaasta amfiboliitista (Kuva 49). Suskeptibiliteetti on ~1 SI (6-2 SI). Amfiboliitti esiintyy sulkeumana tai juonena arkeeiseen Suomujärven kompleksiin kuuluvassa granodioriittisessa gneississä. Suuntaus on sama molemmissa kivilajeissa ja kumpaankin on tunkeutunut ohuita graniittisia suonia ja juonia enimmäkseen liuskeisuuden suunnassa. Näytteestä saatiin separoitua verrattain vähän zirkonia. Kymmenestä analysoidusta kiteestä kahdeksan oli virherajojen sisällä konkordantteja. Kiteiden yhteenlaskettu konkordiaikä oli 1793 ± 17 Ma (Kuva 5). Zirkoneista puuttui tyypillinen magmaattinen vyöhykkeisyys ja ne ovat kiteytyneet todennäköisesti metamorfoosin aikana. Kiven alkuperäistä ikää ei voida varmuudella sanoa.

62 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 58 Kuva 49. Iänmääritysnäyte JER$ Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Kuva 5. Näytteen JER$ konkordiadiagrammi.

63 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS JER$ Näyte on vaaleanharmaasta, karkearakeisesta granodioriitista, joka on selvästi suuntautunut (Kuva 51). Suskeptibiliteetti on 2 SI. Päämineraalit ovat plagioklaasi + kvartsi + biotiitti ± kalimaasälpä. Kivessä on muutaman mm kokoisia magnetiittikiteitä. Biotiitti esiintyy liuskeisuustasoissa. Kvartsi muodostaa muutaman kiteen kasaumia, joiden halkaisija on 3 6 mm. Granodioriitin liuskeisuutta leikkaavat yleisesti graniittijuonet ja -suonet, joiden paksuus vaihtelee. Kuva 51. Iänmääritysnäyte JER$ Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteen JER$ zirkonit muodostavat konkordiadiagrammille selvän suoran konkordanteista, arkeeisista kiteistä n. 1.8 Ga ikäisiin kiteisiin (Kuva 52). Vanhimpien zirkonien konkordiaikä 2771±18 Ma edustaa todennäköisesti kiven alkuperäistä kiteytymisikää ja nuorimpien zirkonien ikä metamorfista vaihetta, joka on aiheuttanut lyijyn häviämistä zirkonien hilasta.

64 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 6 Kuva 52. Näytteen JER$ konkordiadiagrammi APSA Näyte on hienorakeisesta, homogeenisesta, suuntautumattomasta, harmaasta graniitista, joka koostuu plagioklaasista, kalimaasälvästä, kvartsista ja biotiitista (Kuva 53). Paljastumissa näkyy muutama n. 1 cm halkaisijaltaan oleva omamuotoinen kalimaasälpäkide. Kivilajia tavataan ainakin muutaman sadan neliömetrin alueella. Raekoko vaihtelee näytepaikan hienorakeisesta tyypistä keskirakeiseen. Harmaata graniittia leikkaavat pegmatiittiset graniittijuonet muutaman sadan metrin päässä näytteenottopaikasta.

65 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 61 Kuva 53. Iänmääritysnäyte APSA Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri Näytteestä APSA analysoitiin 25 zirkonia. Näistä 9 oli konkordantteja ja niiden yhteenlaskettu konkordiaikä oli 1761±8 Ma (Kuva 54). Loput zirkonit asettuivat konkordanteista zirkoneista lähtevän diskordiakäyrän tuntumaan. Konkordanttien zirkonien ikää voidaan pitää graniitin kiteytymisikänä.

66 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 62 Kuva 54. Näytteen APSA konkordiadiagrammi LSL$ Kemijärven Pajuvaarasta otettu näyte LSL$ on heterogeeninen, vaaleanpunainen graniitti, jossa raekoko vaihtelee keskirakeisesta pegmatiittiseen (Kuva 55). Graniittia esiintyy laajalla alueella kartoitusalueen keskiosissa. Se edustaa todennäköisesti Ahtosen ym. (27) kuvaamaa Pernun graniittia. Karkearakeisemmat osueet näyttäisivät intrudoivan keskirakeisia osia ja paikoin seassa näkyy harmaata, suuntautunutta kiveä, joka saattaisi olla sivukiveä. Iänmääritysnäyte on otettu keskirakeisesta tyypistä.

67 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 63 Kuva 55. Iänmääritysnäyte LSL$ Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteestä LSL$ analysoiduista 24 zirkonista 12 oli konkordantteja ja niiden yhteenlaskettu ikä oli 187±1 Ma (Kuva 56). Loput zirkonit asettuivat konkordanteista zirkoneista lasketun diskordiakäyrän tuntumaan. Graniitin ikä on sama, kuin Ahtosen ym. (27) kuvaaman Pernu-tyypin graniitin ikä ja Pajuvaaran graniitin voi iän ja ulkonäön perusteella luokitella Pernutyyppiin kuuluvaksi.

68 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 64 Kuva 56. Näytteen LSL$ konkordiadiagrammi LSL$ Näyte on otettu porfyyrisesta, karkearakeisesta, homogeenisesta, ruskeanpunaisesta graniitista (Kuva 57). Päämineraaleja ovat porfyyrinen kalimaasältä, kvartsi, plagioklaasi ja biotiitti. Näyte on otettu Varsatunturiin kuuluvan Varsanhännän vaaran rinteeltä suuresta, paikallisesta lohkareesta (koko yli 1.5 m 3 ), kivilaji on sama, kuin paljastumissa vaaran huipulla.

69 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 65 Kuva 57. Iänmääritysnäyte LSL$ Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteen LSL$ zirkoneista 9 on konkordantteja ja niiden yhteenlaskettu konkordiaikä on 2118±3 Ma (Kuva 58). Muut zirkonit asettuivat konkordanteista zirkoneista lasketun diskordiasuoran tuntumaan lukuun ottamatta kahta perittyä kidettä, joiden ikä oli arkeeinen. Varsatunturin graniitin ikä on verrattain harvinainen Keski-Lapin granitoidikompleksin alueella, mutta muita tunnettuja saman ikäisiä graniitti-intruusioita on Varsatunturin lisäksi ainakin Kittilän Nilipäällä (Huhma 1986) ja Kemijärven Tohmossa (Ahtonen ym. 27).

70 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 66 Kuva 58. Näytteen LSL$ konkordiadiagrammi LSL$ Näyte on hieno-keskirakeinen graniitti, jonka rapautumispinta on vaaleanharmaa ja tuore pinta harmaa (Kuva 59). Kivi on homogeeninen paljastumamittakaavassa, yhdessä paljastumassa on näkyvillä ikään kuin kiillegneissisulkeuma. Muistuttaa graniittia havainnossa APSA

71 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 67 Kuva 59. Iäänmääritysnäyte LSL$ Kuva: J. Räsänen. Näytteestä LSL$ analysoidut zirkonit asettuvat diskordiakäyrälle, joka leikkaa konkordiakäyrän 1773±14 Ma kohdalla (Kuva 6). Kolmen konkordantin zirkonin yhteenlaskettu konkordiaikä on sama, kuin diskordiakäyrän leikkausikä ja tätä voidaan pitää graniitin kiteytymisikänä. Kaksi zirkonia asettuu diskordiakäyrän oikealle puolelle. Ne ovat todennäköisesti perittyjä arkeeisia tai varhaisproterotsooisia kiteitä, joiden isotooppikoostumus on häiriintynyt.

72 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 68 Kuva 6. Näytteen LSL$ konkordiadiagrammi.

73 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A242 Välivaara 1 (JER$-29-19b) Näyte on harmaa, pienirakeinen graniitti (Kuva 61), joka leikkaa kvartsiittia (näyte JER$-29-19a). Graniittia löytyy pieneltä alalta Välivaaran alueella. Kuva 61. Iänmääritysnäyte A242 Välivaara 1 (JER$-29-19b). Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteestä löytyi melko vähän zirkonia, joka oli asultaan heterogeenista. Analysoiduista kolmestatoista kiteestä viisi oli arkeeisia ja loput kahdeksan proterotsooisia. Viidestä zirkonista analysoidun kahdeksan pisteen perusteella Välivaaran graniitin ikä on 177±9 Ma (Kuva 62), mikä vastaa näytteiden APSA ja LSL$ ikää. Nämä kolme näytettä voidaan lukea Kellastentunturi-tyyppisiksi graniiteiksi.

74 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 7.7 A242 Välivaara granite data-point error ellipses are 2.6 Concordia Age = 177 ± 9 Ma n=8 26 Pb U Pb/ 235 U grain 15 length: 22 µm Kuva 62. Näytteen A242 Välivaara 1 konkordiadiagrammi A243 Välivaara 2 (JER$-29-19a) Serisiittikvartsiitti (kerroksellinen, vihertävänharmaa, pienirakeinen) muodostaa ison, kymmenien metrien poimurakenteen, jota leikkaa pienirakeinen, suuntautunut, osin granodioriittinen graniitti (JER$-29-19b). Serisiittikvartsiitissa havaitaan laminaarista kerrosraitaisuutta (Kuva 63).

75 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 71 Kuva 63. Iänmääritysnäyte A243 Välivaara 2 (JER$-29-19a). Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteestä A243 saatiin separoinnissa runsaasti pyöristyneitä zirkonikiteitä, joista tehtiin 58 U Pb-analyysia. Analyysit ovat virherajojen sisällä konkordantteja. Mitatut iät vaihtelevat välillä Ga, suurin osa n. 2.7 Ga (Kuva 64). Tulosten perusteella voidaan olettaa, että näytteen maksimi-ikä on n Ga.

76 Number Relative probability GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A243 Välivaara Kuusamo quartzite Pb/Pb age Kuva 64. Näytteen A243 Välivaara 2 zirkonipopulaation ikäjakauma A244 Alajärvenvaara (JER$-29-13) Kivi on asultaan selvästi raitainen, ohutkerroksellisen arkoosikvartsiitin oloinen, jossa on kvartsiraitaisia ja graniittisia osueita (Kuva 65). Se on graniittiutunut ja uudelleenkiteytynyt. Venymä erottuu selvästi liuskeisuuspinnalla. Kivi voisi hyvin olla uudelleenkerrostettua felsistä tuhkamateriaalia eli vulkaaninen sedimentti. Näytteen A244 Alajärvenvaara zirkoneista suurin osa on peräisin tiheysfraktiosta g/cm 3 ja rakeet ovat hiukan pyöristyneitä. Raskaimmassa fraktiossa (+4.2 g/cm 3 ) rakeet ovat omamuotoisia ja pyöristymättömiä. 4 zirkonista tehdyt 51 analyysia ovat suurimmaksi osaksi konkordantteja (Kuva 66). Ikien bimodaalinen jakauma (maksimit 2.12 Ga ja 2.32 Ga) on epätavallinen. Joissakin rakeissa ytimen ikä on 2.32 Ga ja reunan ikä 2.12 Ga. Näytteestä ei löytynyt arkeeista zirkonia. Ikäanalyysin perusteella näyte A244 on 2.12 Ga ikäinen hapan vulkaniitti, jonka lähteen ikä on 2.32 Ga.

77 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 73 Kuva 65. Iänmääritysnäyte A244 Alajärvenvaara (JER$-29-13). Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri.,58 A244 Alajärvenvaara Kemijärvi gneiss data-point error ellipses are 2,54 26 Pb 238 U,5,46,42, ,34 Concordia Age = 2123 ± 6 Ma n=35, Pb/ 235 U 26 Concordia Age = 2318 ±14 Ma n=13 (some very high U) Kuva 66. Näytteen A244 Alajärvenvaara konkordiadiagrammi.

78 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A245 Pahakuru (LSL$-29-18) Näyte on harmaa, hienorakeinen, liuskeinen, melko kiillepitoinen kvartsiitti (Kuva 67). Kivessä on selviä raitoja, joissa on koostumusvaihtelua, raitojen leveys on n. 1 cm. Joissakin raidoissa on suhteellisen runsaasti amfibolia. Kvartsiitti on vaaleanpunaisten, karkearakeisten graniittien (CLGC, n. 1.8 Ga) intrudoima. Kuva 67. Iänmääritysnäyte A245 Pahakuru (LSL$-29-18). Kairaterän pituus on n. 4 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteestä A245 Pahakuru tehtiin 47 U Pb-analyysia, joiden perusteella zirkonien ikäjakauma on Ga (Kuva 68). Suurin osa näytteen zirkoneista on iältään Ga, sen sijaan Karjalan arkeeiselle kratonille tyypilliset Ga iät näyttävät puuttuvat näytteestä.

79 Number Relative probability GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS A245 Pahakuru Posio quartzite grain 41 analyses a & b fairly high U Pb/Pb age Kuva 68. Näytteen A245 Pahakuru zirkonipopulaation ikäjakauma A246 Iisakinuoma (JAA$-29-59) Näyte on vaaleanharmaa-vihreäraitainen, hienorakeinen, deformoitunut kvartsiitti (Kuva 69). Vihreissä raidoissa on runsaasti amfibolia, vaaleissa raidoissa on kvartsin lisäksi todennäköisesti karbonaattia. Suurin osa näytteen A246 Iisakinuoma zirkoneista on pyöristyneitä. Mitatut iät vaihtelevat välillä Ga (Kuvat 7, 71). Näytteestä löytyi myös yksi 3.4 Ga ikäinen kide. Näytteen maksimi-ikä on n. 2.6 Ga ja lähde on arkeeinen.

80 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 76 Kuva 69. Iänmääritysnäyte A246 Iisakinuoma (JAA$-29-59). Magneettikynän pituus on 12.5 cm. Kuva: L.S. Lauri. A246 Iisakinuoma Posio quartzite data-point error ellipses are 2,8 34, Pb,6 238 U,5,4 26 A246-12b A246-23b A246-23a 22 A246-12a reference line 23a-b 1933 & 2795 Ma, Pb/ 235 U Kuva 7. Näytteen A246 Iisakinuoma konkordiadiagrammi.

81 Number Relative probability GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 77 9 A246 Iisakinuoma Posio quartzite ?? Pb/Pb age Kuva 71. Näytteen A246 Iisakinuoma zirkonikiteiden ikäjakauma A247 Soplisko (LSL$-29-19) Kivi on raidallista, punaista, felsistä liusketta, alun perin ehkä arkosiittia tai hapanta vulkaniittia (Kuva 72). Päämineraalit ovat kvartsi+kalimaasälpä+plagioklaasi+sarvivälke(?)+/-biotiitti. Paljastumilla näkyy leikkaavia, karkearakeisia graniittijuonia, jotka kuulunevat Keski-Lapin graniittikompleksiin. Liuskeissa on selvä koostumusvaihtelu maasälpäpitoisempien ja kvartsipitoisempien kerrosten välillä. Näyte on otettu paikasta, missä oli mahdollisimman vähän leikkaavia graniittijuonia.

82 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 78 Kuva 72. Iänmääritysnäyte A247 Soplisko (LSL$-29-19). Tussin pituus on 13 cm. Kuva: L.S. Lauri. Näytteen A247 Soplisko zirkonit ovat pyöristyneitä. Mitatut iät ovat välillä Ga ja näytteessä on ainakin yksi vanhempi, n. 3.6 Ga ikäinen zirkonikide (Kuvat 73, 74). Kivi on alkuperältään todennäköisesti arkeeinen hapan vulkaniitti tai vulkaaninen sedimentti.

83 Number U Relative probability GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 79,9 A247 Soplisko Posio schist data-point error ellipses are 2 38,7 34 A247-13a A247-13b 26 Pb 238 U, A247-1a A247-18a A247-17a, A247-1b A247-17b A247-18b All ca. 2.6 Ga data have relatively high U -> metamorphic effects in age? Pb/ 235 U Kuva 73. Näytteen A247 Soplisko konkordiadiagrammi. 9 8 A247 Soplisko Posio schist Pb/Pb age grain 13 analyses a & b Pb/Pb age Kuva 74. Näytteen A247 Soplisko zirkonikiteiden ikäjakauma.