Savukosken Tulppion alueen. kartoitukset kesällä 1997

Transkriptio

1 1 INTEGRATED TECHNOLOGIES FOR MINERAL EXPLORATION PILOT PROJECT FOR NICKEL ORE DEPOSITS Brite-EuRam BE-1117 GeoNickel Task 1.2 Mineralogy and modelling of Ni sulfide deposits in komatiitic/picritic extrusives Technical Report Savukosken Tulppion alueen (karttalehdet , , ja ) kartoitukset kesällä 1997 Toimittaja Heikki Papunen 1 Kirjoittajat: Tapio Halkoaho 1, Timo Kilpeläinen 1, Sami Lepistö 1, Jyrki Liimatainen 1, Karyn Lyons 2, Terhi Tulenheimo 1 ja Jukka Välimaa 1 1 Turun yliopisto, geologian laitos, Turku 2 Outokumpu Mining Australia, Perth WA Turun yliopisto geologian laitos

2 2 SISÄLLYSLUETTELO Tutkimusalueen sijainti ja tutkimuksen tarkoitus... 5 Aikaisemmat tutkimukset... 5 Savukosken tulppion alueen geologiaa... 5 Tämän tutkimuksen aineisto... 5 Karttalehti Kuttusvaarat (Tapio Halkoaho)... 7 Jolvikkoselkä -Heiniselkä-Kontioselkä (Tapio Halkoaho)... 9 Jolvikkoselkä... 9 Heiniselkä Kontioselkä Karttalehti Tahkomännikkö-Iskelmävaara (Tapio Halkoaho) Tahkomännikkö Iskelmävaara Maaimmaisen ja Rannimmaisen Sotatunturin välinen alue (Jyrki Liimatainen) Karttalehti (ja ) Jänesselän alue (Jyrki Liimatainen) Aikaisemmat tutkimukset Havainnot Kiimavaarat (Tapio Halkoaho) Kiimavaarat Puntoselkä-W Vuonnelo-oja Petäjä-Saijanvaara (Terhi Tulenheimo) Johdanto Näytteet Kivilajit Granitoidit Kiillegneissit Emäksiset vulkaniitit Komatiitit Arvio malmipotentiaalista Karttalehti (Tapio Halkoaho) Tulppio Tulppion duniitti... 23

3 Kiimaselkä Kärekeoja Puntoselkä Muut Stratigrafia Savukosken Tulppion alueen vulkaniittien ja juonikivien geokemialliset piirteet Pääkomponentit REE-analyysit Viitteet ultramafisen laavan kontaminoitumisesta ja sulfidisulan erkaantumisesta ALUEEN TEKTONINEN RAKENNE JA METAMORFOOSI (Timo Kilpeläinen) Savukosken Tulppion alueen malminetsintäkohteet ja arvio jatkotoimista Erittäin suositeltavat Suositeltavat Mielenkiintoiset KIRJALLISUUSVIITTEET LIITE LIITE LIITE LIITE LIITE

4 4 Kuva 1. Tutkimusalueen geologinen karttakuva

5 5 TUTKIMUSALUEEN SIJAINTI JA TUTKIMUKSEN TARKOITUS Tulppion alue sijaitsee noin 80 km Savukosken kirkolta koilliseen heti Soklin karbonatiittiesiintymän länsipuolella (koordinaatit: x = 7510, ,000 ja y = 4450, ,000). Savukosken Tulppion alue valittiin tutkimuskohteeksi, koska siellä tiedettiin esiintyvän arkeeisiksi tulkittuja komatiittisia kiviä. Tutkimustyön tavoitteena oli aikaisempina kesinä Tipasjärven, Siivikkovaaran-Kellojärven, Arolan, Suomussalmen ja Puljun alueiden kartoituksessa saatua tietämystä hyväksi käyttäen selventää Savukosken Tulppion alueen vihreäkivivyöhykkeen geologiaa, erityisesti vulkanismia, stratigrafiaa, ja rakennegeologista kehitystä sekä arvioida alueen Ni-malmimahdollisuuksista. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Ensimmäinen kallioperägeologinen kartta Savukosken Tulppion alueelta ilmestyi 1936, jolloin E. Mikkola sai valmiiksi 1 : mittakaavaisen Tuntsajoen (lehti D7) kivilajikartan, jonka selitys painettiin 1941 (Mikkola 1941). Tulppion itäpuolella olevaan Soklin karbonatiitti-intruusioon keskittyvissä töissä (esim. Vartiainen ja Woolley 1976 ja Vartiainen 1980) kuvataan lyhyesti myös karbonatiittia ympäröiviä kivilajeja. Vuonna 1975 Hannu Idman kartoitti Turun yliopiston geologian laitoksen Lapin Ni-projektin tutkimuksissa Savukosken Tulppion alueen ultramafiittipaljastumia. Kyseisen kartoituksen tuloksia ovat julkaisseet Papunen et al. (1977) ja Idman (1980) alueen ultramafiittien geokemiaa ja petrologiaa käsittelevissä töissään. Vuoden 1975 kartoituksen yhteydessä Idman löysi karkeahkoja sulfidirakeita sisältävän lohkareen Kuttusojan varresta (185-HPI- 75). Oulun yliopiston Arkeeisten alueiden malmiprojektin Savukosken osaprojekti on julkaissut Tulppion aluetta yleisesti esittelevän katsauksen Piiraisen (1985) toimittamassa projektin loppuraportissa. Virransalon (1985) raportti käsittelee Savukosken koillisosan kallioperän stratigrafiaa, rakennegeologiaa ja metamorfoosivaiheita ja Kauniskankaan (1987) raportti käsittelee vastaavasti Savukosken koillisosan arkeeisten liuskeiden petrografiaa ja geokemiaa. SAVUKOSKEN TULPPION ALUEEN GEOLOGIAA TÄMÄN TUTKIMUKSEN AINEISTO Savukosken Tulppion alueen näytteiden keruu aloitettiin syyskuussa 1996, jolloin Nivatunturin (KL ) ja Kuttusvaarojen/Kontioselän alueella (KL ) käytiin läpi viikon aikana vanhoja ultramafisia paljastumahavaintoja kolmen miehen voimin (Tapio Halkoaho, Jukka Välimaa ja Max Forsman). Kuttusvaarojen/Kontioselän paljastumista tehtiin 76 havaintoa ( TOH, JEV ja MAF) sekä kerättiin 101 kpl näytteitä (TOH 32, JEV 39 ja MAF 30 kpl), joista 1996 tehtiin 40 XRF- ja 8 AAS-analyysiä sekä 3 kiilloitettua ohuthiettä (M217-, ja 228-TOH). Lisäksi Nivatunturin alueelta, jota ei tässä raportissa käsitellä, tehtiin 39 paljastumahavaintoa ( TOH, JEV ja MAF) ja kerättiin 70 näytettä (TOH 21, JEV 23 ja MAF 26 kpl). Näistä

6 6 tehtiin 23 XRF-analyysiä, 1 AAS-analyysi sekä 3 kiilloitettua ohuthiettä (202-7-, ja TOH). Edellämainittujen lisäksi 15:sta näytteestä tehtiin petrofysikaaliset mittaukset, joiden tulokset (suskeptibiliteetti ja tiheys) ovat liitteessä 3. Alueelle palattiin 1997 kesä-heinäkuun vaihteessa suuremmalla joukolla 2-3 viikon ajaksi tarkoituksena selvittää edellä mainittujen neljän karttalehden geologiset piirteet (Tapio Halkoaho, TOH, , Timo Kilpeläinen, TTK, sekä Jyrki Liimatainen, JTL, Jukka Välimaa, JEV, Sami Lepistö, SPL, Terhi Tulenheimo, TTT, ja Karyn Lyons, KSL, ). Tämän lisäksi Tapio Halkoaho suoritti syyskuussa viikon mittaisen revidointikäynnin ( ) ja samassa yhteydessä Jukka Välimaa ja Jarmo Lahtinen osallistuivat alueen kartoitukseen ( ). Kesällä 1997 yhteensä 3-4 viikon kartoituksissa tehtiin Savukosken Tulppion alueen karttalehdiltä , , ja kaikkiaan 210 paljastuma/lohkarehavaintoa (2-12, TOH, 1-13, 16-17, 25-TTK, JTL, SPL, L28-29-, ja L281-L286-JEV, TTT ja 4-20-KSL) ja kerättiin 234 kivinäytettä (TOH 127, SPL 2, JEV 15, TTT 35, KSL 9, JTL 42, TTK 4 kpl), joista tehtiin 93 XRF-analyysiä (näistä 65 hehkutetuista näytteistä). Lisäksi kahdesta näytteestä analysoitiin kulta. Näytteet analysoitiin (93 XRF ja 2 Au) VTT:n laboratoriossa Outokummussa. Savukosken Tulppion alueen karttalehtien , , ja raportin teossa on käytetty ensisijaisesti vuoden 1997 havaintoja ja kerättyä materiaalia sekä 1996 tehtyjä kokokivianalyysejä ja kiilloitettuja ohuthieitä. Lisäksi oli käytettävissä Turun yliopiston Lapin Niprojektin H. Idmanin (HPI) kesän 1975 havainnot ja näytteet Tulppion alueelta, joista keväällä 1997 lähetettiin 29 näytettä XRF-analyysiin CSIRO:on Länsi-Australiaan (Liitteet 2 ja 5). Yhteensä alueelta on 286 paljastuma/lohkarehavaintoa, 329 kivinäytettä, 162 XRF- (joista hehkutettu 98 kpl sekä CSIROssa tehdyt 29 analyysiä sulatenapeista) ja 8 AAS-analyysiä (Liite 5). REE-analyysejä ei ole näiden tutkimusten aikana tehty, joten olemme tukeutuneet Kauniskankaan (1987) julkaisemaan REE-aineistoon, jossa on komatiiteista kuusi (Jänesselkä 3, Kuttusvaarat 1, Petäjä-Saijanvaara 1 ja Nivatunturi 1 kpl), tholeiiteista neljä (Kuttusvaarat 1, Iskelmävaara 1, Kiimavaarat 1 ja Puntoselkä 1) ja happamista vulkaniiteista kolme (Iskelmävaara 2 ja Niekka 1) analyysia. Näistä Nivatunturin ja Niekan näytteet ovat karttalehdeltä Muilta Savukosken koillisosan karttalehdiltä, joita ei tässä raportissa tarkemmin käsitellä, tehtiin 1997 havaintoja/kerättiin/analysoitiin seuraavasti: NIEKKA TOH/6/2, TTK/-/ SORVORTANTUNTURI JEV/12/9, joista 7 hehkutettua, SPL/4/ UURA-AAPA JEV/2/-, 24-SPL/2/ SUKOIVA JEV/-/-, 23-SPL/1/ ISO SAIJANVAARA JEV/4/3, joista 2 hehkutettua MASKASELKÄ JEV/2/1 hehkutettu SILMÄSELKÄ TTK/4/ SIURUVAARA 1-TOH/1/1 hehkutettu, 22-TTK/-/ PUUKKOHAARA 18-, 23-TTK/-/ AHMATUNTURI 24-TTK/2/-/-

7 7 Savukosken Tulppion alueen kallioperäkartoitus tehtiin 1: mittakaavaisten karttojen pohjalta. Kartoituksen tarkoituksena oli selvittää alueen vulkanologiaa sekä löytää mahdollisia viitteitä uusista nikkelimalmiaiheista. Tässä hyödynnettiin sekä teoreettisia malleja että myös vuosina Kuhmon-Suomussalmen ja Puljun vihreäkivivyöhykkeiltä kerättyjä tietoja ja kokemuksia. Kartoitettava alue jaettiin lännestä itään kahdeksaan osa-alueeseen: 1) Kuttusvaarat, 2) Jolvikkoselkä-Heiniselkä-Kontioselkä, 3) Tahkomännikkö-Iskelmävaara, 4) Maaimmaisen ja Rannimmaisen Sotatunturin välinen alue, 5) Jänesselkä, 6) Kiimavaarat, 7) Tulppio ja 8) Petäjä- Saijanvaara. Kuttusvaarojen kartoituksesta vastasivat pääasiassa J. Välimaa ja S. Lepistö, Jolvikkoselän-Heiniselän-Kontioselän, Tahkomännikön-Iskelmävaaran, Kiimavaarojen ja Tulppion T. Halkoaho, Maaimmaisen ja Rannimmaisen Sotatunturin välisen alueen ja Jänesselän J. Liimatainen sekä Petäjä-Saijanvaaran T. Tulenheimo ja K. Lyons. T. Kilpeläisen tehtävänä oli selvittää Tulppion alueen tektonista rakennetta ja metamorfoosia. Seuraavassa kuvataan lyhyesti nämä kahdeksan osa-aluetta tehtyjen kartoitushavaintojen pohjalta. KARTTALEHTI KUTTUSVAARAT (TAPIO HALKOAHO) Vuonna 1996 Kuttusvaarojen paljastumista tehtiin 57 havaintoa ( TOH, JEV ja MAF) sekä kerättiin 82 näytettä, joista 1996 tehtiin 31 XRF- (26 hehkutettu) ja 7 AAS-analyysiä. Näytteistä tehtiin vain yksi kiilloitettu ohuthie (M217-TOH). Kesän 1997 aikana kartoituksesta vastasivat pääasiassa J. Välimaa ja S. Lepistö. Tuolloin paljastumahavaintoja tehtiin 22 (26-33-SPL, ja L281-L286-JEV) ja näytteitä kerättiin 11, joista tehtiin 6 hehkutettua XRF-analyysiä. Kuttusvaarojen alue sijoittuu karttalehden luoteiskulmaan (Kuvat 1 ja 2A) ja muodostuu Kemijoen itäpuolella kahdesta korkeammasta vaarasta: Rannimmainen ja Maaimmainen Kuttusvaara. Tämän kirjoittaja (TOH) on tehnyt alueella kartoitusta vain Maaimmaisen (isomman) Kuttusvaaran pohjoispuolisella alueella, joten tässä esitettävät havainnot perustuvat melko vähäiseen kartoitusmateriaaliin. Maaimmaisen Kuttusvaaran laella on suuria ultramafisia paljastumia ja näissä kivissä nähtävän poimutuksen perusteella poimuakseli kaatuu erittäin loivasti pohjoiseen-pohjoisluoteeseen (katso Kuva 22). Ultramafisen laen itäpuolella ei ole paljastumia ja länsipuoliset paljastumat ovat pääasiassa emäksistä vulkaniittia (tholeiittia). Maaimmaisen Kuttusvaaran pohjoispuolella on luvulla Geologisen tutkimuskeskuksen toimesta kaivettu useita tutkimusojia, joissa on heterogeeninen seuranto pääasiassa felsisiä-emäksisiä vulkaanisia tai/ja sedimenttisiä kiviä, joissa on välikerroksina ultramafisia yksiköitä. Nämä ultramafiset kerrokset poikkeavat Maaimmaisen Kuttusvaaran laen ultramafisista kivistä alhaisemman Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteensa (noin 10) perusteella. Samankaltainen kivilajiseuranto kapeine ultramafisine kerroksineen on tavattu myös Nivatunturin alueelta Rovaukonselästä ja molemmat alueet onkin mahdollisesti rinnastettavissa Savukosken proterotsooisiin liuskeisiin/ultramafisiin laavoihin. Noin 500 metriä edellämainituilta kaivannoilta pohjoiseen Kuttusojan eteläpuolella on muutamia ultramafisia tremoliitti- ja antofylliittipaljastumia, joiden kokokivikemia muistuttaa Kuttusvaarojen laen ultramafisten kivien kemiaa. Näiltä paljastumilta noin 1 km itään löysi Hannu Idman 1975 sulfidipitoisen ultramafisen lohkareen, joka kartoitusten yhteydessä todettiin muuttuneeksi komatiittiseksi oliviinimesokumulaatiksi. Kesällä ja syksyllä 1997 samalta

8 8 Kuva 2A. Karttalehti : n geologia alueelta löydettiin useita vastaavankaltaisia sulfidipitoisia lohkareita (maksimi nikkelipitoisuus 7590 ppm). Tällä alueella on myös sähköinen matalalentoanomalia, jonka johdosta on syytä epäillä, että alueella on mahdollisesti vanhempia felsisiä sulfidipitoisia kiviä, jolloin alueen Ni-malmipotentiaali on huomattava. Geofysikaalista tulkintaa vaikeuttaa tosin se, että alueella on vallitsevana erittäin loiva poimuakseli. Maaimmaisen ja Rannimmaisen Kuttusvaaran pohjoisosan välissä on mittava sähköinen matalalentoanomalia ns. Johdejängän alueella, jatkuen aina Kemijoen toiselle rannalle saakka, jossa se sekoittuu magneettiseen anomaliaan. Tämä vyöhyke saattaa kuitenkin kuulua Savukosken proteotsooiseen liuskevyöhykkeeseen, jolloin sen Ni-malmipotentiaali jää pienehköksi. Tämän asian selvittäminen on kuitenkin tärkeää.

9 9 JOLVIKKOSELKÄ -HEINISELKÄ-KONTIOSELKÄ (TAPIO HALKOAHO) Suurin osa Jolvikkoselän-Heiniselän-Kontioselän alueen havainnoista on syyskuulta 1996, jolloin tehtiin 19 havaintoa ( TOH ja MAF) ja kerättiin 19 näytettä, joista tehtiin 9 (hehkutettuja 7 kpl) XRF-analyysiä ja 1 AAS-analyysi. Kesällä 1997 alueelta tehtiin vain 6 lisähavaintoa (2-TOH, 76-JTL, 79-TTT, L28-29-JEV ja 25-SPL) ja kerättiin 9 näytettä, joista tehtiin 5 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä. Jolvikkoselkä Jolvikkoselän alue sijaitsee noin kolme kilometriä Kuttusvaaroilta itään. Alueen ultramafiset paljastumat sijaitsevat granitoidipaljastumien kanssa vuorotellen pääasiassa luodekaakkosuuntaisen kurun molemmilla reunoilla, samansuuntaisen korkean magneettisen matalalentoanomalian koillisreunalla. Kivet ovat nykyisessä asussaan rapautumispinnaltaan punertavan ruskeita antofylliittiserpentiinikiviä, joista ei löydetty primäärisiä rakenteita. Havaintoa 225-TOH-96 lukuunottamatta alueen ultramafiset kivet ovat ortokumulaatteja, MgO-pitoisuuden vaihdellessa välillä wt.%. Poikkeava 225-TOH-96 on selvä mesokumulaatti MgOpitoisuuden ollessa 37,6 wt.%. Noin 200 m edellämainitun havainnon 225-TOH-96 pohjoispuolen metsäaurausurissa esiintyy runsaasti vihreitä emäksisiä vulkaniittilohkareita (226- TOH-96), jotka kokokivianalyysien perusteella olisivat komatiittista basalttia (MgO ~ 12,9 wt.% ja Cr ~ 1750 ppm). Kuitenkin tämän kiven Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde (9,8) poikkeaa selvästi alueen komatiittien vastaavasta suhteesta (27-36). Jolvikkoselän etelärinteellä luode-kaakkosuuntaisen kurun koillispuolelle on GTK:n toimesta kaivuroitu viisi tutkimusmonttua, jotka ovat nyt ummessa. Kaivuun yhteydessä on pinnalle kuitenkin noussut kolmesta koillisimmasta montusta lohkareita, kun taas kahdessa lähempänä ultramafisia paljastumia olevissa ei todennäköisesti ole päästy kallioon saakka. Peitetyissä montuissa tavattiin lohkareina koillisesta lounaaseen päin 1) pilsteistä granitoidia, 2) tholeiittista basalttia ja 3) tremoliittikloriittiliusketta ( MAF-96). Jolvikkoselän ja Kontioselän puolessa välissä, Kuttusvaarojen eteläpuolelta Kemihaaraan menevän tien eteläpuolelle on GTK 1987 kairauttanut neljän syväkairausreiän (R1-R4/LVP-87) profiilin: x y Suunta/kaade Syv. (m) R / R / R / R / Lapin vulkaniittiprojektin vuosikertomuksessa (1987) on lyhyesti kuvattu kairarei istä tavatut kivilajiyksiköt: Profiilin koilliskulmassa vallitsevat ultramafiitit sekä niiden kanssa vuorottelevat karkeahkot, diabaasimaiset kivet. Myös happamia gneissejä (kvartsi-maasälpä/kiillegneissi) tavattiin vähäisessä määrin. Profiilin keskiosista tavattiin ultramafiitteja, granitoideja ja amfiboliitteja. Profiilin lounaisosassa vuorottelivat ultramafiitit ja happamat gneissit (kiillegneissi), joissa esiintyy magneettikiisu- ja rikkikiisupitoisia vyöhykkeitä. Profiili päättyy melko paksuun kiillegneissiin.

10 10 Heiniselkä Heiniselän alue sijaitsee noin neljä kilometriä Jolvikkoselästä eteläkaakkoon ja sinne on matkaa lähimmältä henkilöautolla ajettavalta tieltä noin kolme kilometriä. Alue on soista ja sillä on vähän kalliopaljastumia ja siksi havaintoja on 1996 tehty vain viisi kappaletta ( TOH- ja MAF-96). Alueen kaikki varsinaiset paljastumat ovat ultramafisia kumulaatteja ja muina kivinä esiintyy ultramafisen yksikön keskiosissa (havaintojen 230- ja 231-TOH välissä) kaatuneiden puiden juurien esiin nostamia paikallisia emäksisiä vulkaniittilohkareita. Luoteisinta, laajaa (300 x 200 m 2 ) ja matalaa kilpikonnan selkää muistuttavaa paljastumaa (231-TOH) lukuunottamatta ultramafiset kivet ovat poimuttuneita tremoliitti/antofylliittiserpentiinikiviä, joiden MgO-pitoisuudet vaihtelevat wt.% välillä ollen näin komatiittisia ortokumulaatteja. Näiden Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde (25-31) on sama kuin Jolvikkoselän ultramafisten kivien. Luoteisin paljastuma, joka erottuu selvästi heinävaltaisen kasvillisuutensa ansiosta, ja jota erottaa toisista ultramafisista paljastumista edellä mainittu emäksinen vulkaniitti kivikko, on muihin ultramafisiin kiviin verrattuna karbonatiittiutuneempi, MgO-rikkaampi (41 wt.% MgO) ja sen Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde on selvästi alhaisempi (noin 14) kuin muiden. Tämä paljastuma saattaa edustaa kokokivianalytiikkakappaleen yhteydessä paremmin kuvattavaa alumiinista köyhtynyttä komatiittimagmatyyppiä ns. Sattasvaara-tyyppiä. Kontioselkä Kontioselän alue sijaitsee noin kolme kilometriä Heiniselästä länteen-länsiluoteeseen. Alueen kallioperä muodostuu lähes kokonaan granitoideista ja liuskealueen kivilajeja esiintyy vain pieninä riekaleina. Alue ei ole malmipotentiaalinen, mutta sen avulla voidaan paremmin yrittää ymmärtää koko Tulppion alueen deformaatiohistoriaa. Havaintoja on tehty vain neljä (228-TOH-96, 2- TOH-97, 76-JTL-97 ja 79-TTT-97). Havainnoissa 228-TOH ja 79-TTT esiintyy ultramafisia kiviä ja analysoitu on vain 228-TOH-96, joka on pieni paljastuma komatiittista ortokumulaattia (MgO 29,7 % ja Al 2 O 3 /TiO 2 ~ 28) metsäautotien itäpuolisessa ojassa. Vaikka havainnossa 2- TOH-97 (Kuva 3) ei ole ultramafisia kiviä, vaan se muodostuu komatiittisen basaltin jäänteistä, on se alueen rakennegeologian selvittelyyn erinomainen paljastuma-alue. 2-TOH-97 koostuu pääasiassa kolmesta poimuttuneesta komatiittisen basaltin (MgO 14,9 % ja Cr 2039 ppm) jäänteestä vaalean epidosiitin (esiintyy komatiittisen basaltin itäpuolella, SiO 2 41,6 wt.%, Al 2 O 3 26,7 wt.%, FeO 5,9 wt.%, MgO 2,1 wt.% ja CaO 22,9 wt.%) ja punertavan hienorakeisen granitoidin keskellä (Kuva 3). Komatiittisten basalttijäänteiden yhteispituus on noin 250 m, leveys m ja syvyyttä/paksuutta niillä on todennäköisesti suurimmillaan 5-10 m. Komatiittinen basaltti siis esiintyy hyvin ohuena laattana granitoidien päällä, sen liuskeisuudet (L = /15-25) ja poimuakseli (Pa = 150/10) ovat loivia, poimutuksen ollessa lähes makaava. T. Kilpeläisen mukaan paljastumassa esiintyvät poimurakenteet ovat seurausta lounaasta päin tapahtuneesta ylityönnöstä. Komatiittista basalttia nuorempina kivinä esiintyy lumikvartsi- ja punaisia graniittipegmatiittijuonia. Paljastuma-alueen eteläpäässä oleva lumikvartsijuoni on liuskeisuuden suuntainen. Punainen graniittipegmatiittijuoni näyttää leikkaavan sekä kvartsijuonta, että paljastuma-alueen yleistä liuskeisuutta edustaen paljastuma-alueen nuorinta kivilajiyksikköä. Se todennäköisesti kuuluu samaan graniittiseen magmatismiin, jota Sotatuntureiden graniitit edustavat.

11 Kuva 3. Kontioselkä; paljastuma 2-TOH-4721/97 11

12 12 Kuva 2B. Karttalehti :n geologia KARTTALEHTI TAHKOMÄNNIKKÖ-ISKELMÄVAARA (TAPIO HALKOAHO) Tahkomännikkö sijoittuu karttalehden D (Kuvat 1 ja 2B) keskiosaan ja Iskelmävaara samaisen lehden itä-kaakkoisosaan. Tahkomännikön alueelta tehtiin 11 havaintoa (3-6-, TOH ja JTL) ja kerättiin 6 näytettä, joista tehtiin 3 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä. Iskelmävaaran alueelta tehtiin vastaavasti 9 havaintoa (7-10- ja TOH) ja kerätyistä 13 näytteestä tehtiin 7 (4 hehkutettu) XRF-analyysiä. Varsinaisen Iskelmävaaran lakialuetta on kuitenkin kartoitettu vain puolen päivän verran, joten lisäkartoitustarve on olemassa. Maasto on alueella hankalaa (3-4 m taimikkoa), joten GPS:n käyttö kartoituksessa on suositeltavaa.

13 13 Tahkomännikkö Tahkomännikön alueella on itseasiassa varsin vähän paljastumia, joka tulee esille mm. siinä, että 6 havaintoa 11:sta on oheisissa detaljikarttakuvissa (Kuvat 4 ja 5). Komatiittisen yksikön paljastumat sijaitsevat Tahkomännikön eteläpuolisella alueella enimmäkseen granitoidien ympäröiminä. Kivet ovat tremoliitti-serpentiini- tai kloriitti-tremoliittikiviä osan muodostaessa vain pieniä pahkuja granitoidien keskellä (Kuva 5). Vain havainnon 57-TOH luoteiskulmassa on granitoidien ja komatiitin välistä tavattu emäksisiä vulkaniitti- ja kiillegneissilohkareita (Kuva 5). Tahkomännikön koillisosassa on suppeahkolla alueella (Kuva 4) paljastumina myloniittiutunutta granitoidia, kiillegneissejä, gabromaisia ja massamaisia tholeiittisia sekä komatiittisia basaltteja (58-TOH-97: MgO 10,9 wt.% ja Cr 1259 ppm). Tahkomännikön pohjoisreunalla on noin 1200 x 400 m 2 laajuinen sähkömagneettinen anomalia, joka mitä todennäköisemmin johtuu samoista sulfidiraitoja sisältä- Kuva 4. Tahkomännikkö; paljastumat 5-, 6-, 58- ja 59-TOH-4712/97 Kuva 5. Tahkomännikkö; paljastumat 3- ja 57-TOH-4712/97

14 14 vistä kiillegneisseistä, joita GTK on Jolvikkoselän-Kontioselän kairausprofiilillaan tavannut. Tähän anomaliaan on GTK kairannut 1995 ainakin yhden syväkairausreiän (R300-95, löytyi kartoituksen yhteydessä). Kuten kuvasta 4 nähdään, esiintyy kiillegneissi tholeiittisten vulkaniittien ja granitoidien välissä. Jos tämä on primääritilanne olisi kiillegneissi stratigrafiassa tholeiittisen vulkaniitin alla. T. Kilpeläisen mukaan ylityöntötektoniikassa alkuperäinen stratigrafinen järjestys voi kuitenkin olla mikä tahansa. Vastaavasti joillakin kohteilla ultramafisia paljastumia näyttää ympäröivän tholeiittiset vulkaniitit. Tästä päätellen näiden välinen stratigrafinen järjestys voisi olla seuraavanlainen: granitoidinen pohja - kiillegneissi - tholeiittinen basaltti - komatiitti. Iskelmävaara Iskelmävaaran alueen paljastumatilanne ei ole kovin hyvä ja lisäksi varsinkin laen pohjoisreunan kartoitus jäi kesken. Iskelmävaaran laella on komatiittista basalttikivikkoa ja pohjoisrinteellä on myös joitain ultramafiittilohkareita. Iskelmävaaran itäosan laella on kapea (noin 10 m) tremoliittikivikerros (63-TOH), jonka eteläpuolella on komatiittista basalttirakkaa (MgO 12,7 wt.% ja Cr 903 ppm) ja pohjoispuolella saattaa olla tholeiittista rakkaa. Iskelmävaaran ja Tahkomännikön puolessa välissä on muutama pieni positiivinen magneettinen anomalia, jotka johtuvat Tahkomännikön lounaisosan kaltaisista granitoidien keskellä olevista ultramafiitti pahkuista (havainto 10-TOH). Aivan Iskelmävaaran pohjoisosassa laajahkon suoalueen eteläpuolella on koko kartoitusalueen ylivoimaisesti parhaimmat kiillegneissipaljastumat (9-TOH, ks. Kuva 26, s.43) sekä myös hyviä tholeiittisia basalttipaljastumia (8-TOH). Kiillegneissi on stauroliitti-kyaniitti-granaattikiillegneissiä ja siitä mitattu L = 15/35. Tholeiittinen basalttipaljastuma-alue koostuu kaakkois-/eteläosistaan raitaisesta gabromaisesta uraliittiporfyriitista ja keski-/pohjoisosistaan raitaisesta ja liuskettuneesta tyynylaavasta (ks. Kuva 6, s.29). Paljastuma-alueella vallitseva liuskeisuus on noin L = 05/60. MAAIMMAISEN JA RANNIMMAISEN SOTATUNTURIN VÄLINEN ALUE (JYRKI LIIMATAINEN) Maaimmaisen ja Rannimmaisen Sotatunturin ja Tahkomännikön välisellä alueella on useita erillisiä magneettisia anomalioita, joista Tahkomännikön aluetta käsitellään erikseen. Lisäksi Maaimmaisen Sotatunturin länsipuolella on yksinäinen aerosähkömagneettinen anomalia. Yleiskuvan saamiseksi alueelle tehtiin tarkistuskierros Tahkomännikön suunnasta Sotatuntureiden väliin johtavaa paikoin huonokuntoista ajouraa pitkin. Tie oli alussa kivikkoisuuden ja sen jälkeen pehmeyden vuoksi ajokelvoton, joten lenkki tehtiin jalan. Paljastuman 112 kohdalta ajoura jatkui enää merkittynä moottorikelkkareittinä. Sotatuntureiden välinen puronotko on jyrkkärinteinen ja suo on vetinen. Kuivana aikana puron yli pääsee ainakin P114:n koillispuolelta, missä puro kulkee lähellä notkon luoteisreunaa, muulloin ainoastaan suon koillispäästä. Paluureitti kulki puron länsipuolen vanhaa taimikkoa pitkin. Aluetta luonnehtivat hiekkaiset kankaat ja kumpareet, joilta ei juuri paikallisia kivikoita löytynyt. Paljastumat olivat yleensä jäätikön sulamisvesien kuruissa ja rinteillä esiinhuuhtomia kallionokkia. Alueen pääkivilajina on vaalea, hieman punertava graniittigneissi, joka on paikoin

15 15 suuntautunutta. Kiveä tavattiin lohkareina alueelle tulevalla ajouralla ja paljastumissa 112, 114- ja 115-JTL-97. Näistä 112 on syväkivimäisin ja 114 ja 115 sisältävät joko välikerroksia tai gneissimäisiä jäänteitä. Emäksisiä kiviä havaittiin paljastumana 113 ja välikerroksina paljastumalla 114-JTL-97. Paljastuma 113 sijaitsee lähimpänä alueen aerosähkömagneettista anomaliaa ja koostuu karkearakeisesta vihreästä amfibolista. Liuskeinen ja voimakkaasti muuttunut kivi voi olla emäksisen vulkaniitin asemesta myös silikaattinen rautamuodostuma. Sulfideja ei kuitenkaan tavattu. Emäksiset välikerrokset paljastumassa 114 olivat melko selviä emäksisiä vulkaniitteja. Kummankin kiven näytteiden suskeptibiliteetit olivat alhaiset, noin 40. Sotatuntureiden välisen puron kurun luoteispuolella, hakkuualueella, jolla oli uudehkoja traktoriuria, havaittiin useita isoja lohkareita ja ylärinteessä lisäksi rakasta tremoliittiserpentiinikiveä. Lohkareista otettiin yksi magneettikiisupirotteinen näyte, L116, jossa XRF-analyysin mukaan oli kuitenkin vain normaali Ni-pitoisuus 1980 ppm/36 % MgO. Rakan itäosassa oli epävarma paljastuma, josta on myös näyte 117-JTL-97 (MgO 33,4 % ja Cr 3572 ppm). Tremoliittiserpentiinikivi on sälöistä ja rakenteeltaan oliviiniortomesokumulaattia. Kiven suskeptibiliteetti on melko korkea, molemmilla näytteillä noin Alueen sähkömagneettinen anomalia jäi vaille selitystä, mutta magneettiset anomaliat johtunevat L116- ja 117-JTL-97 havaintoja vastaavista melko pienialaisista ultramafiiteista, joita tavataan myös Tahkomännikön eteläpuolella. Ilmeisesti alue edustaa syvempää leikkausta kuin Jänesselkä, ja siksi ultramafiitit ovat erillisiä palasia graniittigneissien keskellä. Koska näytteiden Ni-pitoisuus ei ole koholla, alue kuuluu jatkotutkimusten suhteen toissijaisiin kohteisiin. KARTTALEHTI (JA ) JÄNESSELÄN ALUE (JYRKI LIIMATAINEN) Laaja magneettinen anomalia-alue, jolla ei ole aerosähkömagneettisia anomaliota. Alue on hyvin paljastunut magneettisen anomalian osalta. Selvien kiintopisteiden puuttumisen vuoksi alueelle tehtiin GPS:llä kiintopisteverkosto (nauhoitettuja keppejä, joissa XYkoordinaatit), jonka avulla paljastumat saatiin sidottua hyvällä tarkkuudella peruskartalle. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Aluetta ovat aikaisemmin tutkineet Turun yliopiston Lapin nikkeliprojektissa Hannu Idman, jonka havainnot HPI-75 on digitoitu ja tulostettu käytössä olleille geofysikaalisen aineiston yhdistelmäkartoille. HPI:n näytteistä teetettiin Länsi-Australian CSIRO:ssa 8 XRF-analyysiä. Oulun yliopiston Arkeeisten alueiden malmiprojektin Savukosken osaprojekti kartoitti aluetta 1980-luvulla ( ) ja sitä käsitellään Piiraisen (1985) toimittamassa projektin loppuraportissa sekä Virransalon (1985) että Kauniskankaan (1987) raporteissa, mutta varsin pintapuolisesti. Geologian tutkimuskeskus on kaivanut tutkimusojan Jänesselän ultramafiitin kaakkoiskontaktille. Oja on peitetty eikä siitä ole tietoja käytettävissä.

16 16 Kuva 2C. Karttalehti :n geologia HAVAINNOT GPS-kiintopisteverkon (44 pistettä) avulla paljastumat saatiin sidottua hyvällä tarkkuudella sekä kartalle että toisiinsa. Kartoitus tehtiin 1:20000 peruskartalle (ks. Kuvat 1 ja 2C) ja osa alueesta piirrettiin detaljikarttana havaintolomakkeelle (P77-79-JTL-97). Paljastumat ja rakat pyrittiin erottelemaan ja ne piirrettiin eri tasoille digitoitaessa. Kivilajeina alueella esiintyy komatiittisarjan kumulaatteja ja laavoja, sarjaan liittyviä pyrokseniitteja ja gabroja sekä sivukivenä graniittigneissejä. Kumulaattien rakenteet vaihtelevat alueella siten, että länsiosassa on tummia ja liuskeisia tremoliittiserpentiinikiviä

17 aina P79:lle asti, jonka jälkeen paljastumissa olevat kumulaatit ovat melko homogeenisia harmaansävyisiä ja vain heikosti suuntautuneita. Kumulaateissa on yleisesti mukana tremoliittia ja suskeptibiliteetit ovat melko alhaisia, noin Kumulusrakenteeltaan kivet ovat orto-mesokumulaatteja, yleensä kumulusmineraaleina vain oliviinia, alueen pohjoisosassa myös pyrokseenia (augiittia). Itäosan pohjoisreunalla esiintyy jälleen liuskeisia tremoliittiserpentiinikiviä, joiden suskeptibiliteetit ovat alle Komatiittisia laavakiviä edustavat alueella esiintyvät tremoliittikivet ja -liuskeet sekä serpentiinitremoliittiliuskeet. Kivet ovat yleensä melko voimakkaasti liuskeisia ja niiden suskeptibiliteetit ovat alhaisia, noin Alueen keskellä on paljastuma- ja rakkaryhmä melko homogeenisia pyrokseenigabroja ja pyrokseniitteja, jotka mahdollisesti edustavat komatiittista laavajärviympäristöä. Kivet ovat suuntautumattomia tai heikosti suuntautuneita, pyrokseenivaltaisia ja hieman vihertävänsävyisiä. Muodostuman sivukivenä on heterogeenisia arkeeisia graniittigneissejä, jotka ovat paikoin syväkivimäisiä, mutta paikoin niissä on selviä sedimenttikivien rakenteita. Ilmeisesti sedimenttikivet ovat graniittiutuneet tai uudelleen kiteytyneet alueellisessa metamorfoosissa. Yleensä kivet ovat vaaleita punertavansävyisiä ja keskirakeisia. Aivan alueen kaakkoisnurkassa on laaja selvästi sedimenttisyntyinen kvartsiitti-arkosiittipaljastuma (12- TOH-97). Alueella on myös muutamia leveämpiä valkoisia kvartsijuonia sekä paljastumina että rakkoina. Stratigrafia alueella lienee seuraava: pohjan graniittigneissien päällä on suoraan komatiittinen yksikkö, joka paikoin alkaa laavoilla paikoin suoraan kumulaateilla. GTK:n tutkimusojalla on kivinä myös emäksisiä vulkaniitteja, jollaisia ei muualta alueelta ole tavattu. Komatiittisten laavojen ja kumulaattien päällä on paikoin pyrokseenipitoisia kiviä, pyrokseniitteja ja pyrokseenigabroja. Näitä ylempiä stratigrafisia yksiköitä ei ole alueelta tavattu. Tektoniikka on alueella yleensä hyvin loivakaateista, mutta sopivia pystyleikkauksia sen havaitsemiseen on melko harvassa. Kaateet ovat yleensä länteen tai lounaaseen. Paikallisesti esiintyviä jyrkkiä liuskeisuuksia sen sijaan löytää helpommin. Poimuakselit ovat aina loivasti länsisuuntaan kaatuvia. Loivan tektoniikan vuoksi alueen topografia vaikuttaa kivilajien esiintymiseen. Korkeilla alueilla esiintyy stratigrafian ylempiä yksiköitä kuin matalilla alueilla. Ohuet kerrokset vaikuttavat myös paksummilta ja jatkuvat yli laajojen alueiden loivien kaateiden takia. Kartoituksen yhteydessä alueelta kerättiin 37 näytettä mahdollisia jatkotutkimuksia varten. Ainakin alueen länsiosassa tummissa tremoliittiserpentiinikivissä havaittiin hienorakeista magneettikiisupirotetta - tosin se voi olla metamorfista. Muodostuman eri osien ja eri kivilajien vertailemiseksi näytteistä teetettiin 14 (13 hehkutettu) XRF-analyysiä. Lisäksi teetettiin yhdestä muuttuneesta ja onkaloisesta sulfidipitoisesta graniittigneissipaljastumanäytteestä kulta-analyysi (96-3-JTL-97). Alueen jatkotoimet on harkittava analyysien valmistuttua. Mikäli alueelta saadaan anomaalisia nikkelipitoisuuksia kannattaa näytteenottoa jatkaa geologikairalla. Alue on osin hyvin paljastunutta ja louhikkoista, joten geokemian näytteenotto ei tulisi onnistumaan etenkään ultramafiitin alueella. Vettä on saatavissa muutamista louhikoista, joita on mainittu havaintolapuissa. Virtaavaa vettä on paljastuma-alueen keskellä olevan suon pohjoiskulmassa. 17

18 18 J. Liimataisen kartoituksen lisäksi T. Halkoaho teki Jänesselän alueelta muutaman havainnon ( ja TOH) ja otti 8 näytettä, joista teetettiin 5 (3 hehkutettua) XRFanalyysiä. Havainto 11-TOH edustaa GTK:n 1987 kaivamaa tutkimusojaa (040/LVP-87) Jänesselän keskiosaan. Oja on peitetty, mutta pinnalle jääneiden lohkareiden perusteella saatiin kivilajit tulkittua. Pohjoispäässä tutkimusoja alkaa serpentiniittirakasta ja miltei heti peitetyn ojan pinnalla alkaa ilmaantua emäksisiä-intermediäärisiä vulkaniittilohkareita (näyte 11-1A-TOH), joita ojassa on noin 150 m matkalla (näyte 11-1B-TOH). Oja päättyy arkoosikvartsiittimaiseen kiveen. Noin 100 metriä ojan eteläpäästä etelään olevan suon pohjoisreunalla on 350 x 20 m 2 laajuinen arkoosikvartsiittipaljastuma (12-TOH). GTK:n Lapin vulkaniittiprojektin vuosikertomuksessa (1987) ojasta on seuraavanlainen lyhyt kuvaus. Tutkimusoja aloitettiin ultramafisesta kivestä, ja kaivamista jatkettiin etelään kohti kvartsiittia. Ruskean ultramafiitin ja ojan alkupäässä olevan amfibolipitoisen kiillegneissin kontaktia ei saatu paljastetuksi. Kaivettiin yli 200 m pitkä profiili, jossa vuorottelivat voimakkaasti deformoituneet kiillegneissi, amfiboliitti ja vihertävä ultramafiitti. Havainnot Kuva 7. Jänesselän alueen geologiaa; paljastuma 66-TOH-4714/97

19 TOH ovat Jänesselän itäpuolelta. Havainnon 66-TOH (Kuva 7) kohdalla on matalalentomagneettisella kartalla positiivinen anomalia ja siitä löytyikin ultramafiittipaljastumaalue. Ultramafiittirakan keskiosat ovat serpentiini-tremoliittikiveä ja reunaosat tremoliittikiveä. Pyöreähkön ultramafiittipahkun koko on noin 250 x 200 m 2 ja sekä sen etelä- että pohjoispuolella on granitoidisia rakkoja. Loput havainnot (67-70-TOH) ovat granitoidirakkoja, joissa kuitenkin esiintyy paikoitellen runsaastikin ultramafisia lohkareita (esim. 68- TOH). KIIMAVAARAT (TAPIO HALKOAHO) Kiimavaarat sijoittuu karttalehden B keskiosaan, Puntoselkä-W samaisen lehden yläosaan ja Vuonnelo-oja C-lehden luoteisosaan (Kuvat 1 ja 2C). KIIMAVAARAT Kiimavaaroja kartoitettiin syyskuussa 1997 vain yhden päivän ajan, jolloin jo tältä pohjalta voidaan sanoa, että alueen kartoitus on pahasti kesken. Tosin, kuten matalalentomagneettiselta anomaliakartalta voidaan nähdä, on alueella vain muutamia heikkoja positiivisia anomalioita. Tältä pohjalta alue ei näytä kovin Ni-malmikriittiseltä. Toisaalta varsinaisten Kiimavaarojen pohjoispuolella on laajahko (4 x 0,5 km 2 ) noin lounaiskoillissuuntainen positiivinen sähkömagneettinen anomalia-alue, joka johtunee sulfidivälikerroksia sisältävästä kiillegneissivaltaisesta yksiköstä. Jos tämä yksikkö on ollut stratigrafisesti komatiittien alla ja komatiittinen laava on sitä päässyt erodoimaan, voi alueella esiintyä Kuva 8. Kiimavaarat; paljastuma 73- TOH-4714/97

20 20 Kuva 9. Puntoselän alueen geologia; paljastuma TOH-4714/97 ortokumulaattilinsseihin liittyviä Kambalda-tyyppisiä massiivisia Ni-malmeja. Tämän asian varmistaminen vaatii lisää kartoitustietoa. Havainnot (71-74-TOH, yhteensä 8 näytettä, joista teetettiin 2 XRF-analyysiä) tukevat sitä, että kapeat ortokumulaattiset komatiittihorisontit ovat tholeiittisten laavojen ympäröimiä (Kuva 8). Kiimavaarojen alueella etelään menevän tien varteen kairatusta kolmesta kairareiästä löytyi kaksi (rautaputket). Sitä kuka ne on kairannut ja MIKSI ei ole vielä tiedossa. PUNTOSELKÄ-W Tämä on pieni yksittäinen kohde noin 1 km lounaaseen varsinaiselta Puntoselän kohteelta, joka on kuvattu Tulppion lehden yhteydessä. Kohteelta tehtiin kaksi havaintoa (52-53-TOH) ja kerättiin 3 näytettä. Kuten kuvasta 9 (52-53-TOH) nähdään kohde koostuu pääasiassa kahdesta pienestä (100 x 25 ja 50 x 15 m 2 ) tremoliittikivijäänteestä granitoidisen pohjan keskellä (Kuvat 9 ja 13, s. 29 ). Tremoliittikivi (MgO 36,7 % ja Cr 2237 ppm) on erittäin liuskeista ja edustanee alunperin ohutta komatiittista laavapatjaa, joka on virrannut granitoidisen pohjan päällä. Tosin T. Kilpeläinen tähän sanoisi, että alueen ylityöntötektoniikasta johtuen komatiitit ovat voineet virrata muidenkin kivilajiyksiköiden päällä ja on sitten myöhemmin tektonisesti työnnetty toiseen paikkaan. Vaikka tremoliittikivet ovat hyvin pienialaisia niiden noin 2000 suuruinen suskeptibiliteetti riittää antamaan alueen magneettiseen matalalentokarttaan selvän positiivisen anomalian.

21 21 VUONNELO-OJA Kuten edellinenkin tämäkin kohde on granitoidien keskellä oleva pienialainen (350 x 250 m 2 ). Kohde sijoittuu noin 8 km Tulppion tien Kemihaaran risteyksestä etelään, noin 200 m etelään menevän tien länsipuolelle. Kohde on ilmeisesti GTK:n (X-Y-koordinaatisto) linjoittama ja kevyellä kalustolla kairaama. Kivi on pääasiassa tummaa ja sinertävää serpentiini-tremoliittikiveä. Mineraalikoostumus ja korkeahko suskeptibiliteetti (7000) viittaavat siihen, että se on oliviinimesokumulaattia. Kohteelta tehtiin havainto 54-TOH ja otettiin yksi näyte. Ni-malmipotentiaalisuudesta on ilman kairausta mahdoton sanoa mitään. Kohde on toki pieni, mutta niinhän on Lieksan Tainiovaarakin. PETÄJÄ-SAIJANVAARA (TERHI TULENHEIMO) JOHDANTO Petäjä-Saijanvaaran alue sijaitsee Simmoselän karttalehden itäosassa (Kuvat 1 ja 2C). Aeromagneettisella kartalla alueella erottuu etelästä pohjois-luoteeseen kulkeva magneettinen anomaliajakso, joka vahvistuu pohjoiseen päin. Pohjoisessa on kaksi voimakasta anomaliaa. Merkittäviä sähköisiä anomalioita ei ole alueella havaittavissa. Vaikkakin alueen koillisosassa Saijanojan lounaispuolella on kaksi pienehköä heikkoa, mutta selvästi erottuvaa sähköistä anomaliaa. NÄYTTEET Petäjä-Saijanvaaran alue kartoitettiin kesällä 1997 mittakaavassa 1: Kahden viikon kartoituksen aikana tehtiin alueella 51 havaintoa ( TTT-97 ja 4-20-KSL-97) ja 27 tektonista mittausta, ja kerättiin yhteensä 45 näytettä. Kokokivianalyysejä teetettiin kaikkiaan 21 (13 hehkutettu). Havaintotyyppinä rakka on yleisin, ja vain alueen pohjoisosassa tavattiin muutamia varsinaisia paljastumia. Alueen rakat ja lohkareikot ovat alkuperältään suhteellisen paikallisia. KIVILAJIT Granitoidit Kartoitusalueen eteläosassa kivilajina on lähes poikkeuksetta voimakkaasti suuntautunut, yleisväriltään valkea-vaaleanpunertava, hieno-keskirakeinen graniittigneissi. Magneettinen suskeptibiliteetti on yleensä alhainen (20-60). Paikoin se kuitenkin kohoaa, ja tällöin on kivessä usein havaittavissa myös omamuotoisia magnetiittikiteitä. Liuskeisuudet kaatuvat yleensä jyrkästi länteen. Granitoidit edustanevat vanhaa arkeeista pohjaa. Alueella esiintyy vähäisessä määrin myös yleisväriltään punaista, hieno-keskirakeista graniittia, joka näyttää paremmin säilyneeltä kuin edellä kuvatut granitoidit edustaen mahdollisesti nuorempia graniittisia juonia (?). Kiillegneissit Paikoin esiintyy voimakkaasti suuntautunutta, liuskeista, hieno-keskirakeista, harmahtavaa kiillegneissiä-sarvivälkegneissiä. Samaan kivilajiin liittyy raitoina keskirakeisia, vaaleita, felsisiä osueita. Todennäköisesti kivilaji on jäänne vanhoista, pohjan päälle

22 22 kerrostuneista sedimenteistä. Magneettinen suskeptibiliteetti on 50. Kiveä esiintyy pääasiassa alueen eteläosissa keskellä laajoja granitoidirakkoja (108-TTT-97, 110-TTT-97, 112-TTT-97), mutta yksi havainto siitä on myös ikkunana keskellä pohjoisen magneettista anomaliaa (15-KSL- 97). Emäksiset vulkaniitit Alueen pohjoisosassa esiintyy emäksistä vulkaniittia, joka on koostumuksensa perusteella tholeiittista basalttia. Kivi on asultaan hienorakeista, voimakkaasti suuntautunutta ja poimuttunutta ja yleisväriltään tummanvihreää. Magneettinen suskeptibiliteetti on noin 40. Paikoin esiintyy myös hieno-keskirakeista, tasarakeista, harmaanvihertävää gabroidista kiveä, joka liittyy todennäköisesti alueen emäksisiin vulkaniitteihin tai edustaa nuorempia juonikiviä. Emäksiset vulkaniitit sijoittuvat alueen pohjoisosan magneettisten anomalioiden reunamille sekä kahdesti myös anomalian sisäpuolelle ilmeisesti ikkunana (96-TTT-97, 14- KSL-97). Komatiitit Alueella esiintyy runsaasti voimakkaasti suuntautuneita ja kauttaaltaan muuttuneita komatiittisia kumulaatteja, jotka ovat nykyisellään hieno-keskirakeisia, yleisväriltään vihertävänruskehtavia tremoliittiserpentiini-talkkitremoliittiserpentiinikiviä. Magneettinen suskeptibiliteetti vaihtelee välillä Nämä metakumulaatit lienevät alkuperältään komatiittisia oliviiniorto-mesokumulaatteja. Huomattavaa on, että komatiiteista mitattujen liuskeisuuksien kaateet ovat varsin loivia. Muutama havainto (102-TTT-97, 106-TTT-97) on myös voimakkaasti suuntautuneesta ja vahvasti poimuttuneesta, keskirakeisesta, yleisväriltään harmaanvalkeasta kloriittitalkkitremoliittikivestä, jonka magneettinen suskeptibiliteetti on vain Kloriittitalkkitremoliittikivien alkuperää on vaikea päätellä, mutta kyseessä saattavat olla ohuet komatiittiset laavapatjat tai ehkä todennäköisemmin vain tietty muuttumisvyöhyke. Näistä kivistä on saatu poimuakselihavaintoja, jotka osoittavat loivasti pohjois-luoteeseen. Poimuakselihavainnot näyttävät tukevan sitä käsitystä, joka alueen poimutuksesta syntyy jo aeromagneettisen kartan perusteella: kaksi voimakasta, täsmälleen saman mallista magneettista anomaliaa kaartuvat peräkkäin pohjois-luoteeseen. ARVIO MALMIPOTENTIAALISTA Kuten edellä on todettu, merkittäviä sähköisiä anomalioita ei Petäjä-Saijanvaaran alueella esiinny. Ainoastaan pohjoisimman magneettisen anomalian itäreunaa seurailee heikko sähköinen anomalia, jonka aiheuttajana ovat todennäköisesti sulfidipitoiset, happamat liuskeet. Kartoitusalueen pohjoisosan kaksi voimakasta magneettista anomaliaa aiheutuvat todistettavasti komatiittijaksosta. Sen sijaan etelän heikkojen anomalioiden syy on epäselvä. Etelässäkin saattaa kulkea heikko komatiittijakso, mutta siihen on viittaamassa vain yksi pieni (10x15 m 2 ) tremoliittikivilohkareikko (80-TTT-97) keskellä laajaa graniittigneissirakkaa. Todennäköisempi syy eteläisille anomalioille ovat edellä kuvatut, heikosti magneettiset granitoidit.

23 23 Sulfideja esiintyy epätasaisena pirotteena tai raeryhminä havainnoissa 103-TTT-97, 111- TTT-97, 80-TTT-97, 99-TTT-97 ja 20-KSL-97. Sulfidit lienevät pääasiassa magneettikiisua, ja ne liittyvät komatiittisiin tremoliittikiviin ja tremoliittiserpentiinikiviin. Sijainniltaan nämä sulfidipitoiset komatiittiset metakumulaatit näyttävät asettuvan pääasiassa pohjoisimman magneettisen anomalian eteläreunaan. Petäjä-Saijanvaaran alueen mahdollisia jatkotutkimuksia voisi suunnata juuri edellä kuvatulle pohjoisimmalle magneettiselle anomalialle, josta pääosa sijaitsee täysin paljastumattomalla alueella. Sen eteläreunalle sijoittuvat havainnot sulfideista, mutta muualla kyseisen anomalian alueella ei paljastumia olekaan. Jatkoa ajatellen voisikin pohjoisen anomalian poikki suunnitella pari geokemian näytteenottolinjaa. KARTTALEHTI (TAPIO HALKOAHO) TULPPIO Tulppion karttalehti sijoittuu raportoitavana olevan alueen koilliskulmaan (Kuvat 1 ja 2D), jonka alueelta kesällä 1997 vanhoja Turun yliopiston nikkeliprojektin 1975 kartoittamia paljastumia revidoitaessa tehtiin 38 kartoitushavaintoa ( ja 65-TOH). Lehdellä on nähtävissä pääasiassa neljä ultramafisia kumulaatteja sisältävää kohdetta: Tulppion duniitti (5x2 km 2 ), Kiimaselkä (1x0,5 km 2 ), Kärekeoja (1,5x0,8 km 2 ) aivan karttalehden pohjoisreunassa ja aivan lehden eteläreunalla oleva Puntoselkä (2x0,5 km 2 ), joka enimmäkseen kuitenkin sijoittuu alemmalle karttalehdelle , mutta käsitellään Tulppion lehden yhteydessä. Edellämainittujen ultramafisten esiintymien lisäksi alueella on matalalentomagneettisella mittauksella havaittu kymmenkunta pienempää anomaliaa, mutta paljastumia näistä kohteissa ei ole löydetty. Marjavaaran laajahko anomalia johtuu magnetoituneesta granitoidista (suskeptibiliteetti vaihtelee välillä) sekä lisäksi karttalehden itäreunassa on laaja Soklin karbonatiitista johtuva anomalia. Näytteitä karttalehdeltä on vuonna 1997 kerätty yhteensä 81 kpl, johon on laskettu mukaan myös 4 Puntoselän näytettä lehdeltä Näistä teetettiin yhteensä 26 (20 hehkutettu) XRFanalyysiä. Pääkohteittain näytteet jakaantuvat seuraavasti: Tulppion duniitti 57 näytettä, joista teetettiin 16 hehkutettua XRF-analyysiä (27- ja TOH), Kiimaselkä 8 näytettä, joista teetettiin 4 (2 hehkutettu) XRF-analyysiä (15-17-TOH), Kärekeoja 5 näytettä, joista teetettiin 3 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä (20-24-TOH) ja Puntoselkä 5 näytettä, joista teetettiin 2 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä (29-TOH). Lisäksi muita yksittäisiä näytteitä karttalehdeltä kerättiin 6 kappaletta, joista teetettiin yksi XRF-analyysi. Seuraavassa kuvataan lyhyesti karttalehden pääkohteet. Tulppion duniitti Niin Tulppion kuin koko raportoitavana olevan neljän 1: karttalehden kartoitusalueen suurin yhtenäinen ultramafinen massa on ns. Tulppion duniitti (Kuvat 1 ja 2D), jonka keskimääräinen koko on arvioitu noin 5 x 2 x 0,5 (5) km 3 suuruiseksi ja stratigrafinen maksimipaksuus olevan noin m. Kivilajiyksiköt Tulppion duniitin ympärillä näyttävät olevan pääasiassa granitoideja ja tholeiittisia laavoja. On kuitenkin mahdollista, että duniitin keskikohdasta itään oleva heikko sähköinen matalalentoanomalia, johtuisi sulfidipitoisista

24 24 Kuva 2D. Karttalehti :n geologiaa kiillegneisseistä, joita GTK on tavannut mm. Kontioselän alueelle tehdystä kairausprofiilista. Tämä kivilajiyksikkö saattaa olla kontaktissa duniitin kanssa. Tulppion duniitin ultramafisissa kivissä (ks. Kuva 14, s.29) on vain vähän selviä makroskooppisia eroavaisuuksia ja ne ovat lähinnä serpentiini-, serpentiini-talkki-, serpentiinitremoliitti-, serpentiini-enstatiittikiviä tai metamorfisesta oliviinista muodostuneita duniitteja. Alueelliset erotkin ovat melko vähäisiä ja ne lienevät lähinnä metamorfoosissa syntyneitä. Nimittäin Tulppion duniitin lounaisosassa oleva heikommin magnetoitunut alue on metamorfisesta oliviinista koostuvaa duniittia (suskeptibiliteetti noin 300). Duniitin pohjoisosassa tavataan mahdollisesti metamorfista enstatiittia ja kaakkoisosan paljastumista mahdollisesti tremoliittia. Ainoa näyte, missä on mahdollisesti primääriä magmaattista oliviinia on aivan duniitin keskeltä 47-1D-TOH. Keväällä 1997 Länsi-Australiaan lähetet-

25 25 tyjen näytteiden joukossa oli yksi gabroidinen näyte hieman oliviiniadkumulaattihavainnon 49-TOH pohjoispuolelta. Näytteenottopistettä ei löydetty, mutta alueella on ohuen kanervapeitteen alla runsaasti paikallista kivikkoa. Tämä gabroidinen kivi poikkeaa kemialliselta koostumukseltaan muista neljän karttalehden alueelta tavatuista gabroidisista kivistä saattaen näinollen edustaa Tulppion duniitin gabroidista differentiaattia. Analysoituja Tulppion duniitin näytteitä on 25 kappaletta ja kuvissa (s.33-38) on esitetty muutamia tärkeimpien alkuaineiden xy-diagrammeja. Alueen Ni-köyhtyneet näytteet on merkitty kuvaan 2D muiden analysoitujen näytteiden ohella. Koska Tulppion duniitti muodostuu lähinnä oliviinimeso-adkumulaateista se edustanee jonkinlaista läpivirtaus allasta/järveä, jonka kautta on turbulenttisesti virrannut runsaasti komatiittista laavaa. Tästä syystä duniitti on eräs alueen Ni-malmipotentiaalisimpia kohteita varsinkin kun siinä esiintyy myös nikkelistä köyhtyneitä näytteitä (Kuvat 16G ja 20G, s.33 ja 38) ja sen alapuolella on mahdollisesti ollut sulfidipitoisia metasedimenttejä (kiillegneissejä). Tietojeni mukaan Rautaruukki on Soklin karbonatiitin tutkimusten yhteydessä kairannut ainakin kaksi syväkairausreikää (toinen on nro.286) Tulppion duniitin pohjoisosan itäreunaan. Näitä reikiä ei tämän raportin teossa kuitenkaan ollut käytettävissä. Kiimaselkä Kiimaselän ultramafinen alue sijaitsee noin 1 km Tulppion duniitin pohjoispuolella ja on kooltaan noin 1 x 0,5 km 2. Se on melko huonosti paljastunut ja vain anomalian pohjoispäässä on varmoja ultramafiittipaljastumia (16-17-TOH, Kuva 10) ja anomalian keskiosissa suurehkoja mahdollisesti paikallisia lohkareita. Ultramafiittia näyttää ympäröivän kaikkialla tholeiittiset laavat. Tienvarsien ja hakkuualueiden lohkareikkojen tarkastelun lisäksi havaintoja alueelta tehtiin kolme (15-17-TOH). Näistä 15-TOH edustaa tyynylaavarakenteista tholeiittista basalttia ja TOH (Kuva 10) komatiittista oliviinimesokumulaattia. Kuvan 10 itäisin paljastuman nokka näyttäisi olevan serpentiniitti, kun saman paljastuma-alueen muut osat ovat serpentiini-tremoliittikiveä. Läntisempi paljastuma lienee serpentiini-antofylliittikiveä. Paljastumasta on teetetty vanhasta näytteestä 165C-1- HPI keväällä 1997 yksi XRF-analyysi, jonka mukaan kivi olisi oliviinimesokumulaattia (normalisoitu MgO-pitoisuus noin 34 %). Kärekeoja Kärekeojan ultramafinen alue (1,5x0,8 km 2 ) sijaitsee aivan Tulppion karttalehden pohjoisreunalla ollen osittain lehden puolella. Tästä alueesta ei H. Idman ole 1975 tehnyt havaintoja, mutta Oulun yliopiston Arkeeisten alueiden Savukosken osaprojektilla on sinne merkitty yksi havaintopiste. Tämä havaintopiste on ilmeisesti Nuorttijoen törmällä oleva suurehko (2x1x0,5 m3) ultramafinen lohkare (L21-TOH). Varsinaisia paljastumia alueella ei ole, mutta alue on vasta hakattu ja metsäojitettu ja lisäksi alueen poikki kulkee metsätraktoriura. Metsäojitusten ja -traktoriuran teon yhteydessä on tullut esille runsaasti paikallista lohkareikkoa, jonka avulla alue on kartoitettavissa. Havaintoja tehtiin 4 ( TOH) ja näytteitä kerättiin 5, joista siis teetettiin 3 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä. Näistä 3 ensimmäistä havaintoa edustaa ultramafisia kiviä (tremoliitti-kloriitti-serpentiinikivi ja serpentiniittejä), neljäs raitaista tholeiittista basalttia ja viides (24-TOH) noin 1 km ultramafisesta alueesta lounaaseen granitoidisten kivien keskellä oleva m leveää vihreää

26 26 Kuva 10. Kiimaselkä, Tulppio; paljastumat TOH-4723/97 gabroidista juonta (MgO 14,9 % ja Cr 1738 ppm), joka lienee samaa kuin Jolvikkoselän alueelta analysoitu high-mg-basalttinen gabroidinen kivi (226-TOH-96, 12,9 % ja Cr 1758 ppm). Itse ultramafinen yksikkö näyttää olevan kontaktissa joko granitoidin tai tholeiittisen basaltin kanssa. Näyte 22-TOH edustaa suurehkoja paikallisia serpentiniittilohkareita (MgO 41,4 % ja Cr 4940 ppm). Puntoselkä Puntoselän ultramafinen alue (2x0,5 km 2 ) sijaitsee Tulppion karttalehden eteläreunassa ja vaikka se sijoittuukin pääasiassa karttalehdelle , kuvataan se Tulppion lehden yhteydessä. Alueelta tehtiin yksi laaja havainto (29-TOH), josta kerättiin 5 näytettä (Kuva 11), joista teetettiin 2 (1 hehkutettu) XRF-analyysiä. Näistä näytteistä vain 29-1B-TOH on karttalehdelta muut ovat alemmalta lehdeltä (Kuva 11). Ultramafiset paljastumat/lohkareet ovat pääasiassa antofylliittikiveä (oliviinimeso-ortokumulaattia), mutta aivan länsireunassa lähellä tholeiittisia basaltteja esiintyy myös tremoliitti-kloriittikiviä (29-2-TOH-97, MgO 24,7 % ja Cr 1827 ppm). Ultramafinen yksikkö rajoittuu idässä granitoidiin ja lännessä tholeiittiseen basalttiin (Kuva 11). Pohjoisimmista paljastumista on teetetty vanhasta näytteestä HPI (samasta paljastumasta kuin 29-1B-TOH) keväällä 1997 yksi XRF-analyysi, jonka mukaan kivi olisi oliviiniortokumulaattia (normalisoitu MgO-pitoisuus noin 29 %).

27 27 Muut Muut karttalehdeltä tehdyt havainnot/kerätyt näytteet ovat: 18-TOH Marjavaaran magneettinen maasälpäporfyyrirakeita sisältävä granitoidi, 19-TOH Sotajoen Kemihaaran tien sillan pohjoisrannalta magneettinen pilsteinen granitoidi, 25-TOH Sotajoen Kemihaaran tien sillan etelärannalta keskirakeinen gabro, jonka vanhasta näytteestä HPI teetettiin keväällä 1997 XRF-analyysi, jonka mukaan gabro on high-mg-basalttinen (normalisoitu MgO 14,4 % ja Crpitoisuus 1560 ppm), 26-TOH tholeiittinen vulkaniittikivikko Nuorttijoen Korvahaudan länsipuolella, 28-TOH feniittiytynyt granitoidi Tulppion duniitin pohjoispuolelta ja 65-TOH mahdollisesti high-mg-basalttinen gabrojuoni Kemihaaran tien Tyynenjoen sillan eteläpuolelta. Kuva 11. Puntoselkä; paljastuma 29-TOH-4721/97

28 28 STRATIGRAFIA Savukosken Tulppion alueen kivet ovat niin pitkälle deformoituneet, että alkuperäisiä vulkaanisia rakenteita ei ole juuri säilynyt tai pohjan/topin suunnan määrittäminen nähtävissä olevista alkuperäisistä rakennepiirteistä on ollut mahdotonta (Kuva 6). Tästä huolimatta olemme pyrkineet ottamaan kantaa alueen kivilajien kerrostumisjärjestykseen. Alueen tektonista rakennetta ja metamorfoosia käsitellään erikseen omassa kappaleessaan T. Kilpeläisen toimesta hieman edempänä. Kuten edellä on mainittu selviä alkuperäisiä vulkaanisia tai sedimenttisiä rakenteita ei ole ollut käytettävissä. Tästä syystä Tulppion alueen stratigrafinen tulkinta ei perustu yksittäisistä paljastumista saatuun tietoon vaan pikemminkin siihen miten eri kivilajiyksiköt eri alueilla sijoittuvat toisiinsa nähden. Tulkintamme mukaan Tulppion Savukosken alueen liuskejakson alimpana yksikkönä on mantereellisen kuoren (granitoidit) päälle kerrostunut kiillegneissi (Kuva 12, ks. myös kuva 26, s. 43). Kiillegneissin tai granitoidisen pohjan päällä esiintyy tholeiittista basalttia. Tholeiittisen basaltin päällä on ensimmäinen ultramafinen kivilajiyksikkö: komatiittiset laavat, joiden Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde on yli 25. Näiden komatiittisten laavojen päällä saattaa olla yksikkö komatiittista basalttia ennen mittavampaa arkeeisten (?) ja proterotsooisten (?) yksiköiden välistä rajapintaa/diskordanssia. Rajapinnan jälkeen ensimmäinen yksikkö muodostuu felsisistä-mafisista vulkaanisista/sedimenttisistä kivistä, joita esiintyy mm. Maaimmaisen Kuttusvaaran pohjoisrinteellä. Tämän yläpuolella on toinen ultramafinen kivilajiyksikkö: komatiittiset laavat, joiden Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde on noin 12. Eniten tätä yksikköä on Petäjä-Saijanvaaran alueella, jossa se muodostaa pohjoisemman magneettisen anomaliakaaren (eteläisemmän magneettisen anomaliakaaren muodostaa komatiittinen yksikkö, jonka Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde on yli 25). Tämän päällä on ilmeisesti vähäisessä määrin Kuva 12. Savukosken Tulppion alueen stratigrafiset yksiköt; väripalkit vastaavat kerrostumien arvioituja vahvuuksia

29 29 saman Al 2 O 3 /TiO 2- suhteen (noin 12) omaavaa komatiittista basalttia. Stratigrafisesti ylin yksikkö, joka koostuu felsisistä-mafisista vulkaniiteista ja sedimenttikivistä, on parhaiten paljastuneena kartoitusalueen länsipuolisella Niekan karttalehdellä Rovaukonselän alueella, jossa näyttäisi, että ylin kivilajiyksikkö olisi serisiittikvartsiittia. Kartoitusalueella tätä yksikköä voi olla Petäjä-Saijanvaaran alueella pohjoisimman magneettisen anomaliakaaren pohjoispuolella, jossa ei kuitenkaan ole paljastumia, mutta jossa on selvä sähköinen matalalentoanomalia. Lisäksi Kuttusvaarojen lehden luoteiskulman voimakkaat sähköiset anomaliat kuulunevat tähän nuorimpaan yksikköön. Kuva 6. Deformoitunutta tyynylaavaa Kuva 13. Tyypillinen Tulppion alueen granitoidirakka Kuva 14. Tyypillinen Tulppion duniitin paljastuma Kuva 22. Poimuttunut komatiittilaava, Kuttusvaarat

30 30 SAVUKOSKEN TULPPION ALUEEN VULKANIITTIEN JA JUONIKIVIEN GEOKEMIALLISET PIIRTEET PÄÄKOMPONENTIT Savukosken Tulppion alueelta on vuosina tehty kaikkiaan 162 XRFanalyysiä, joista 98 on hehkutettu. Näissä analyyseissä on edustettuna alueelta tavatut mafiset-ultramafiset vulkaniitit ja juonet. Jensenin (1976) Al 2 O 3 -FeO*+TiO 2 -MgO-kolmiolla (kuva 15A) Tulppion alueen komatiittisarjan vulkaniitit sijoittuvat pääasiassa peridotiittisen komatiitin kenttään ja vain muutamia sarjan näytteitä basalttisen komatiitin kenttään, kuvastaen sitä, että high-mg-basalttien/komatiittisten basalttien määrä alueella on vähäinen. Alueen tholeiittiset laavat vastaavasti sijoittuvat lähinnä rauta- ja magnesiumtholeiittien rajalle, mutta joitain näytteitä sijoittuu myös kalkkialkalisen basaltin-dasiitin kenttiin. CaO-MgO-Al 2 O 3 -kolmiolla, lukuunottamatta kahta tremoliittikivinäytettä, näytteet sijoittuvat hyvin komatiitti-tholeiittitrendille. Kuvassa 15B on vastaavat kolmiot pelkästään Kuttusvaaran (A), Jänesselän (B), Tulppion duniitin (C) ja Petäjä-Saijanvaaran (D) näytteille. Kuvassa 16 (s.33) esitetään Savukosken Tulppion alueelta xy-diagrammeilla kuusi oksidia tai metallia (Al 2 O 3, TiO 2, MnO, V, Ni ja Cr), Al 2 O 3 /TiO 2 -suhde ja Mg-luku, [100* (MgO/40,3044)]/[(MgO/40,3044)+0,9*(FeO/71,8464)] sidottuna kiven MgO-pitoisuuteen sekä Al 2 O 3 versus TiO 2 ja Cr versus Ni, koska näillä on katsottu olevan merkitystä vertailtaessa Tulppion alueen kivilajeja keskenään. Kuvissa on vastaavat xy-diagrammit pelkästään Kuttusvaaran (Kuva 17, s.34), Jänesselän (Kuva 18, s.36), Petäjä-Saijanvaaran (Kuva 19, s. 37) ja Tulppion duniitin (Kuva 20, s.38) näytteille. Kuvissa 16C-D on komatiittisissa laavoissa nähtävissä kaksi eri Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteen omaavaa ryhmää, jotka on sitten erotettu toisistaan erilaisella symbolilla. Alhaisemman Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteen (Al-depleted, , keskiarvo n. 12) omaavia komatiittisarjan (komatiitti-komatiittinen basaltti) näytteitä on vain yhdeksän, kun taas korkeamman (Al-undepleted, 16-59, keskiarvo n. 30) 118. Alhaisen Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteen omaavia näytteitä on löydetty kuudesta kohteesta: 3 Maaimmaisen Kuttusvaaran pohjoisrinteeltä (216-, M217- ja M218-TOH-96), 1 high- Mg-basaltti metsäojituslohkareikko Jolvikkoselän lounaispuolelta (226-TOH-96), 1 Kontioselän alueelta (2-2A-TOH-97), 1 Heiniselän luoteispuolelta, 1 Kärekeojan alueelta (24-TOH-97) ja 1 Petäjä-Saijanvaaran alueen pohjoisimmasta magneettisesta anomaliasta (111-1-TTT-97) sekä 1 serpentiniittilohkare hieman edellämainitusta magneettisesta anomalista etelään (99-TTT-97). Alhaisen Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteen omaavat komatiittisarjan näytteet saattavat edustaa nuorempaa proterotsooista ns. Sattasvaaran tyyppistä komatiittivulkanismia ja korkeamman Al 2 O 3 /TiO 2 -suhteen omaavat näytteet vanhempaa arkeeista komatiittivulkanismia. Al 2 O 3 vs MgO ja TiO 2 vs MgO diagrammeilla (kuvat 16A-B) on runsaasti hajontaa, mutta molemmat sekä Al 2 O 3 että TiO 2 ovat nollia kun MgO on Tämän perusteella saadaan ensimmäisenä kiteytyneen oliviinin forsteriittipitoisuudeksi 90,9-92,2 % (Fo = 101,9*50/ [4031+(31,54*50)] ja Fo = 101,9*51/[4031+(31,54*51)]) vrt. Barnes et al. 1988). MnO ja V vs MgO-diagrammit (kuvat 16E-F) ovat mukana siksi, että niissä nähdään

31 Kuva 15A. Savukosken Tulppion alueen kaikki emäksiset-ultraemäksiset vulkaniitit ja juonikivet Jensenin (1976) AFM ja CaO-MgO-Al 2 O 3 -diagrammeilla 31

32 32 A B C D Kuva 15B. Kuttusvaaran (A), Jänesselän (B), Tulppion (C) ja Petäjä-Saijanvaaran (D) osa-alueiden mafisten-ultramafisten kivien Jensenin (1976) AFM ja CaO-MgO-Al 2 O 3 -diagrammit

33 Kuva 16. Savukosken Tulppion alueen kaikkien emäksisten-ultraemäksisten vulkaniittien ja juonikivien koostumuksia x-y -diagrammelilla. 33

34 34 Kuva 17. Savukosken Kuttusvaaran emäksisten ja ultraemäksisen vulkaniittien ja juonikivien koostumukset esitettyinä x-y -diagrammeilla.

35 35 Tulppion duniitin itäosasta analysoidun gabroidisen näytteen sijoittuminen (katso myös kuvat 20E- F). Kummankin alkuaineen pitoisuudet ovat saman MgO-pitoisuuden omaaviin tholeiitti- ja gabronäytteisiin verrattaessa alhaiset (MnO 0,10 % ja V 71 ppm). Kuvista 16J ja 20J nähdään, että kyseisen gabroidisen kiven Mg-luku on myös poikkeuksellisen korkea. Tässä suhteessa se muistuttaa Kuhmon Kellojärven ultramafisen kompleksin gabroidisia differentiaatteja. Kuvissa 16G-I on Ni vs MgO, Cr vs MgO sekä Cr vs Ni-diagrammit. Kuvista nähdään, että Savukosken Tulppion alueella on sekä Ni:stä ja Cr:stä rikastuneita ja köyhtyneitä näytteitä. Näiden alkuaineiden keskinäinen vertailu on kuvassa 16I. Suurin osa nikkelistä köyhtyneistä näytteistä (yht. 13 kpl) on peräisin Tulppion duniitilta (6 kpl, kuva 20I) ja Maaimmaiselta Kuttusvaaralta (4 kpl, kuva 17I). Muut nikkelistä köyhtyneet näytteet (3 kpl) ovat peräisin: Tahkomänniköstä (57-1B-TOH-97, kuva 6), Iskelmävaarasta (9-3-TOH-97) ja Petäjä- Saijanvaarasta (102-1A-TTT-97). Ainoat Ni:stä rikastuneet näytteet (Ni-mineralisaationäytteet) on toistaiseksi löydetty Kuttusvaaroilta ja erityisesti Kuttusvaarojen pohjoispuolella olevalta Kuttusojan suoalueelta, josta on löydetty useita paikallisia sulfidipitoisia oliviinimesokumulaattilohkareita (normalisoitu MgO noin %) korkeimman Ni-pitoisuuden ollessa 7590 ppm (Kuva 17G). Cr vs MgO-diagrammilla (Kuva 16H) on 12 yli 7000 ppm:ää kromia sisältävää näytettä. Näistä Cr-rikkain (12500 ppm) on Kiimavaaroilta, kaksi Kuttusvaaroilta sekä Petäjä-Saijanvaaralta sekä seitsemän Tulppion duniitin alueelta (kuvat 17H, 19H ja 20H). Cr vs Ni-diagrammi on esitetty koska sillä tulee hyvin esille Cr:n ja Ni:n välinen negatiivinen korrelaatio Kuttusvaarojen alueella, josta on toistaiseksi löydetty ainoat Ni:stä rikastuneet näytteet (kuvat 16I ja 17I). Varsinkin kuvassa 17I näkyy erittäin hyvin näytteiden jakaantuminen kahteen haaraan : Ni-pitoisten (sulfidipitoisten) näytteiden kromi on noin 2000 ppm Ni-pitoisuudesta riippumatta ja vastaavasti Cr-pitoisimpien näytteiden nikkeli noin 2000 ppm Cr-pitoisuudesta riippumatta. Kuitenkin tai juuri tästä syystä haarojen syntyyn on mahdollisesti vaikuttanut sama tekijä eli happaman ja sulfidipitoisen materiaalin lisäys on toisaalla aikaansaanut kromiitin kiteytymistä (SiO 2 :n lisäys systeemiin) ja toisaalla sulfidifaasin muodostumisen (rikin lisäys systeemiin). Toisaalta magman korkeahko f S2 on alentanut magman f O2 :ta jolloin kromiitin kiteytyminen on estetty tai ainakin puskuroitu jolloin kiteytyvän kromiitin määrä on ollut vähäinen ja kokokiven Crpitoisuus on jäänyt alhaiseksi ja toisaalla ultramafiseen magmaan lisätty SiO 2 on siirtänyt systeemiä kohti kromiitin kiteytymiskenttää ja kromiittia on kumuloitunut normaalia runsaammin. Kuvassa 16J on esitetty Mg-luku vs MgO, josta nähdään, että korkein Mg-luku on luonnollisesti MgO-rikkaimmalla Tulppion duniitin näytteellä (kts. myös Kuva 20J) 91,77. Kuvassa näkyy myös epätavallisen korkean Mg-luvun (89,7) omaava gabroidinen näyte Tulppion duniitin itäosasta (kts myös kuva 20J), joka on tulkittu edustavan Tulppion duniitin gabroidista kumulaattia. Jänesselän alueen 26 analysoitua näytettä, emäksisiä-intermediäärisiä vulkaniitti- ja gabronäytteitä lukuunottamatta, eroavat toisistaan melko vähän kaikilla esitetyillä diagrammeilla (kuvat 18A-J) MgO-pitoisuuden vaihdellessa %:n välillä. Vain suhteellisen jyrkkä Cr-pitoisuuden lasku ja MnO-pitoisuuden nousu MgO-pitoisuuden (myös FeO) laskiessa on silmiinpistävää. Tämä voisi olla seurausta laavajärven fraktioitumisesta rauhallisissa olosuhteissa. REE-ANALYYSIT Tämän tutkimuksen yhteydessä ei toistaiseksi ole teetetty REE-analyysejä ja tässä vaiheessa tukeudutaan täysin Kauniskankaan (1987) julkaisemiin REE-analyyseihin. Tutkimuskohteena olevien neljän karttalehden alueelta esittää Kauniskangas (1987) REE-analyysejä komatiiteista 5

36 36 Kuva 18. Savukosken Jänesselän alueen emäksisten ja ultraemäksisten vulkaniittien ja juonikivien koostumukset esitettyinä x-y -diagrammeilla.

37 Kuva 19. Savukosken Petäjä-Saijanvaaran emäksisten ja ultraemäksisten vulkaniittien ja juonikivien koostumukset esitettyinä x-y -diagrammeilla. 37

38 38 Kuva 20. Savukosken Tulppion duniitin emäksisten ja ultraemäksisten vulkaniittien ja juonikivien koostumukset esitettyinä x-y -diagrammeilla.

39 39 (Jänesselkä 3, Kuttusvaarat 1, ja Petäjä-Saijanvaara 1 kpl), tholeiiteista 4 (Kuttusvaarat 1, Iskelmävaara 1, Kiimavaarat 1 ja Puntoselkä 1) ja happamista vulkaniiteista 2 (Iskelmävaara) (Kuva 21 s. 40 ja liite 4). Komatiiteista kaikki kolme Jänesselän näytettä (APV , APV ja JOI ) ovat rikastuneet keveistä REE:stä suhteessa raskaisiin (JOI eniten ja APV vähiten) kuten myöskin Kuttusvaarojen näyte (TPV ). Vain yksinäisen Petäjä-Saijanvaaran näytteen (JOI ) REE-jakaumakäyrä muistuttaa komatiiteille tyypillistä käyrän muotoa. Jänesselän ja Kuttusvaarojen näytteet viittaavat merkittävään happaman materiaalin kontaminaatioon, sillä kuten tholeiittisten basalttien neljästä tasaisesta käyrästä nähdään ainakaan tholeiittisen materiaalin lisäys ei ole keveiden REE-aineiden rikastumista aiheuttanut. Kahden Iskelmävaaran happaman vulkaniitin REE-käyrät ovat jyrkästi laskevia ja keveistä REE-alkuaineista rikastuneita. Tämän kaltaisen materiaalin lisäys selittäisi komatiittien REE-käyrien muodon. VIITTEET ULTRAMAFISEN LAAVAN KONTAMINOITUMISESTA JA SULFIDISULAN ERKAANTUMISESTA Viitteenä ultramafisen laavan kontaminoitumisesta happamalla materiaalilla voidaan paljastumissa pitää happamien ultramafiseen sulaan sekaantumattomien erkaumien/ fragmenttien ja ns. hydridipyrokseniittien (ortopyrokseniitit) esiintymistä. REE-analyysi voi myös olla melko käyttökelpoinen, sillä happamat kivet ovat erittäin voimakkaasti rikastuneet keveistä harvinaisista maametalleista suhteessa raskaisiin, kun taas komatiittisilla laavoilla tilanne on normaalisti päinvastainen. Jos komatiittinäyteen REE-spektri on rikastunut keveistä sitä voidaan pitää mahdollisena merkkinä happaman materiaalin lisäyksestä komatiittiseen laavaan. Kesien 1996 ja 1997 kartoitusten aikana ei ultramafisista paljastumista löydetty selviä merkkejä happaman materiaalin kontaminaatiosta ja ainoat merkit happaman materiaalin aiheuttamasta kontaminaatiosta ovat Kauniskankaan (1987) julkaisemissa REE-analyyseissä. Kauniskankaan (1987) REE-analyyseissä on käsiteltävänä olevalta tutkimusalueelta kolme komatiittinäytettä, jotka ovat selvästi rikastuneet keveistä harvinaisista maametalleista. Näistä näytteistä yksi (TPV ) on Kuttusvaaroilta ja kaksi (APV ja JOI ) Jänesselän alueelta. Parhaimpina merkkeinä sulfidisulan muodostumisesta voidaan normaaliin komatiittianalyysiin verrataessa pitää nikkelistä köyhtyneitä ja rikastuneita komatiittinäytteitä. Edellinen on merkkinä siitä, että systeemistä on poistettu ja jälkimmäinen merkkinä siitä, että systeemissä on rikastettu nikkeliä. Nikkelistä köyhtyneitä komatiittinäytteitä on tutkimusalueelta löydetty kolmetoista kappaletta: Tulppion duniitin alueelta kuusi (142A-, 142B-, 143C-HPI-75, 30-1A-TOH- ja 36-1N-TOH-97 sekä 167A-HPI-75 Tulppion duniitin koillishaaralta), Maaimmaiselta Kuttusvaaralta kolme (M267-1-JEV-96, JEV-96 (tremoliittikivi) ja 293-JEV-96) ja Kuttusojalta yksi (211-5-TOH-96). Näistä viimeisen näytteen alueelta on löydetty myös tutkimusalueen ainoat sulfidisesta nikkelistä rikastuneet paikalliset lohkareet (185B-HPI-75/212-1-TOH-96 ja L284-L286-JEV-97), josta nikkelipitoisin sisältää 7590 ppm nikkeliä. Itse asiassa tällä kohteella on varmennettu jo jonkin asteinen komatiittinen nikkelimineralisaatio.

40 40 Kuva 21. Savukosken Tulppion alueen eri kivilajityyppien REE-pitoisuudet (arvot Kauniskangas 1987, liite 4) normalisoituna keskimääräisellä kondriitin pitoisuudella. Keskimääräisen kondriitin arvot: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb ja Lu (Nakamura 1974) sekä Pr, Tb, Ho ja Tm (Sun 1980).

41 41 ALUEEN TEKTONINEN RAKENNE JA METAMORFOOSI (TIMO KILPELÄINEN) Tyypillinen piirre alueelle on rakenteitten loiva-asentoisuus. Sekä kerroksellisuudet, kivilajikontaktit, että liuskeisuudet ovat suurella osalla paljastumista loivia tai vaakoja. Onneksi alueella on runsaasti sellaisia paljastumia, joissa on eri suuntaisia pystyleikkeitä, jolloin alueen kokonaisrakenne on mahdollista hahmottaa ainakin pääpiirteissään. Loivia tektonisia rakenteita tavataan kaikissa kivilajiyksiköissä, joten kyse on rakenteista, jotka ovat kehittyneet kaikkien kivilajien kerrostumisen jälkeen. Edelleen ainakin viimeiset rakenteet deformoivat myös kivien metamorfisia reaktioita, joten kyseessä on jo metamorfisten kivien deformoituminen. Tämä tarkoittaa sitä, että deformoitumisen ikä voi olla lähes mitä tahansa, jopa proterotsooinen. Tähän mahdollisuuteen viittaavat ne havainnot, että ainakin muualla Suomen arkeeisilla alueilla voimakkain metamorfoosi on ilmeisesti tapahtunut vasta proterotsooisena aikana. Kivien rakenteet ovat tyypillisiä ylityöntötektoniikkaan liittyviä rakenteita. Niihin liittyy kerroksellisuuden suuntaisia myloniittisia saumoja, isokliinisia, makaavia poimurakenteita sekä näiden uudelleenpoimuttumista edelleen akselitasoltaan vaaka-asentoisessa poimutuksessa. Nämä poimutusgeneraatiot ovat ainakin tämän aineiston perusteella koaksiaalisia ja liittyvät siis molemmat samaan tektoniseen tapahtumaan ja samanlaiseen stressikenttään. Ylityöntö on todennäköisesti tapahtunut lounaasta, jolloin poimuakselit muodostuivat vaaoiksi, luodekaakkoisiksi ja akselitasot muodostuivat hyvin loivasti lounaaseen kaatuviksi. Myöhemmät deformaatiot ja kivilajiyksiköiden epähomogeenisuus aiheuttavat tietysti jonkin verran poikkeuksia tästä säännöstä, mutta kokonaisuutta ajatellen asia voidaan ilmaista näin. Kuvassa 23 (s. 42) on esitetty rakenteitten evoluutio hyvin yksinkertaistetussa muodossa. Vaiheessa A syntyivät kerroksellisuuden suuntaiset myloniittisaumat. Vaiheessa B kehittyi isokliinisia poimurakenteita, joissa poimuttuivat sekä kerroksellisuudet, että aiemmin kehittyneet hiertosaumat. Vaiheessa C poimuttuivat kaikki edelliset rakenteet ja litologiset yksiköt vielä kerran. Kuva on yksinkertaistettu etenkin siinä mielessä, että nämä rakenteet eivät edes teoriassa synny synkronisesti koko alueella, vaan jossain voi olla vaihe A menossa, kun toisaalla jo syntyy vaiheen C rakenteita. Edellä kuvattuja rakenteita on nähtävissä joka puolella tutkimusaluetta. Jotta rakenteita päästäisiin näkemään, edellyttää se siis sellaisia paljastumia, joissa on noin NE-SWsuuntaisia pystyleikkeitä. Kuvassa 24 (s. 43; ks. myös Kuva 22, s.29) on esimerkki Kuttusvaarojen eteläosasta (X= , Y= ). Siinä on nähtävissä isokliinisesti poimuttuneen ultramafiitin uudelleenpoimuttuminen vaa an akselin ympäri akselitasoltaan loivassa poimutuksessa. Kuvattu paljastuman kohta on NE-SW-suuntainen, luoteesta tarkasteltu pystyleike. Kuvassa 25 (s.43) on nähtävissä vastaavia ylityöntörakenteita Kontioselän komatiittisessa basaltissa (X= , Y= , 2-TOH-97, Kuva 3). Sekä kuvattu leike, että katselusuunta ovat vastaavat kuin edellisessä kuvassa. Deformaation syn-postmetamorfinen luonne on nähtävissä parhaiten Iskelmävaaran kiillegneisseissä (Kuva 26, s. 43, X = , Y = ). Niissä on kerroksellisuus vielä tunnistettavissa, mutta kerroksellisuuden suunnassa on voimakas metamorfinen liuskeisuus, jonka suhteen syntektonisesti näyttävät metamorfiset mineraalit ainakin makroskooppisesti tarkastellen kiteytyneen. Kuvassa 26 näkyvä, kerroksellisuutta

42 42 45 :een kulmassa leikkaava raitaisuus (discrete-tyyppinen krenulaatio) liittyy kuvan 23B-vaiheen poimutuksen akselitasoon. Tässä krenulaatiossa deformoituvat ainakin alumiinisilikaatit, joten metamorfoosi on siis joko kuvan 23A vaiheen ikäinen tai sitä vanhempi. Porfyroblasteina esiintyy ainakin kyaniittia, sillimaniittia ja granaattia, joista ensiksi mainittu viittaa korkeaan paineeseen. Samalla se viittaa siihen, että metamorfoosi saattaisi niinikään liittyä ylityöntötektoniikkaan ja siis kuvan 23A-vaiheeseen. Rakenteitten loiva-asentoisuus ja varsinkin makaavat poimurakenteet aiheuttavat pahoja ongelmia alueen stratigrafian selvittämiselle. Kivilajien nykyinen asema toistensa suhteen ei vielä kerro niiden ikäsuhteista, sillä havaintopaljastumalla saatetaan olla ylikääntyneen poimun alakyljellä, jolloin yksiköt nuorenevat alaspäin. Lisää ongelmia aiheuttaa se, että kuvan 23 vaiheessa A ovat kivilajiyksiköt voineet liukua pois alkuperäisestä asemastaan, jolloin onnistunutkin rakenteen purkaminen ei vielä anna täyttä varmuutta kerrostumisjärjestyksen selvittämiseen. Ainoa varma, kerrostumisjärjestystä osoittava havainto olisi sellainen, jossa samalla paljastumalla olisi topin suuntien lisäksi nähtävissä kaksi kivilajiyksikköä ilman tektonisoitunutta kontaktia. Kuvasarjassa 27 (s. 44) on hahmoteltu niitä rakennepiirteitä ja kivilajien ja stratigrafian esiintymistapoja, joita edellä kuvattu rakenne-evoluutio voisi horisontaalileikkeisiin (karttakuvaan, paljastumille ) aiheuttaa. Kuvat ovat mittakaavattomia, sillä rakenteiden todellisia kokoja ei tutkimusalueella tunneta. Jotta rakenteitten dimensioita voitaisiin arvioida, tulisi stratigrafia tuntea ja päinvastoin. Kuvia katsellessa niiden voidaan siten kuvitella esittävän sekä makro-, että mesoskaalaisia rakenteita. Lisäksi eri deformaatiovaiheissa syntyneiden rakenteiden keskinäiset kokosuhteet vaikuttavat syntyviin interferenssirakenteisiin. Kuvasarjan 27 tehtävä on siis lähinnä visualisoida niitä vaikeuksia, joita Tulppion alueen geologian selvittämisessä ja malminetsinnässä on syytä pohtia. Kuvassa 27A on esitetty laatikon kaakkois- ja luoteissivuilla alussa kuvattuja ylityöntörakenteita. Niihin on piirretty molempien generaatioiden poimuja. Kuvan 23B vaiheen isokliinisia poimuja on kuvaan piirretty erilaisiin kohtiin nuorempia poimuja, jotta niiden vaikutus vaakaleikkeen kuvioihin tulisi näkyviin. Edelleen on laatikon koillis- ja lounaissivuilla esitetty skemaattisesti näitten koaksiaalisten Kuva 23. Yksinkertaistettu kuva rakenteiden evoluutiosta

43 43 Kuva 24. Isokliinisesti poimuttunut ultramafinen komatiitti Kuttusvaarojen eteläosassa. Kuva 25. Ylityöntörakenteita Kontioselän komatiittisessa basaltissa (ks. Kuva 3) Kuva 26. Kerroksellisuus ja sitä 45 :een kulmassa leikkaava raitaisuus Iskelmävaaran kiillegneississä

44 44 B C Kuva 27. Kuvasarja hahmottelee niitä rakennepiirteitä ja kivilajien ja stratigrafian esiintymistapoja, joita rakenneevoluutio voi aiheuttaa horisontaaliseen karttakuvaan tai paljastumille. D