0 outokurnpu GEOANALYYTTINEN LABORATORIO

Transkriptio

1 0 outokurnpu GEOANALYYTTINEN LABORATORIO P. Toikkanen, P. Sotka RAPORTTI 073/Vuohtojoki/~T,PMS/1990 REMESKYLÄN LOHKAREEN MINERALOGINEN TUTKIMUS - LOHKAREEN JA VUOHTOJOEN MALMINAYTTEIDEN TYYPPIVERTAILU Päivi Toikkanen Pentti Sotka cu Geoanalyyttinen laboratorio Veikko Palosaari Laboratoriopaallikkö - JAKELU OMF/OKME/H. Puustjarvi (2 kpl) GAL/ P. Sotka, Arkisto -

2 OUTOKUMPU Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka G?3/\)uohto joki /PT,PPIS/19? REMESKVLÄN LOHKAREEN MINERALOGINEN TUTKIMUS - LOHKAREEN JA VUOHTOJOEN MALMINBYTTEIDEN TYYPPIVERTAILU 1. JOHDANTO Kiuruvedeltä peräisin olevan Remeskylan lohkareen (liite 1) ja Kärsämäen Vuohtojoen tunnetun malmion (esiin. Huhtala, 1979) mahdollisen yhteyden selvittämiseksi saatiin tutkittavaksi kolme näytettä Finnmines Oy/OKME:lta elokuussa Näytteistä kaksi edustaa Vuohtojoen malmion eri malmityyppejä (liite 2). Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää Remeskylan lohkareen mahdollinen vastaavuus referenssinäytteisiin verrattuna. Vertailukriteereinä on käytetty petrografiaa, petrokemiaa ja sulfidien geokemiaa. 2. TUTKIMIJSMENETELMÄT Näytteistä tehtiin ohut- ja pintahieet mikroskooppista tutkimusta varten. Malmimineraalien esiintymistapaa on havainnollistettu valokuvin. Näytteistä analysoitiin pää- ja hivenalkuaineet XRF-menetelmällä (RRFPO) ja sulfidien sisältämät metallit (Cu, Zn, Ni, Co, Pb, Mn, Fei Cd) AAS-menetelmällä (HN03-liuotus). Hiili ja rikki analysoitiin Leco-analysaattoreilla. Jalometalleista kulta ja hopea määritettiin Fire assay- ja elohopea Resonik-menetelmillä. Lisäksi määritettiin ferromagneettisten mineraalien määrä Satmagan-laitteella. Päämalmimineraalien (pyriitti, magneettikiisu, sinkkivälke) koosturnukset analysoitiin mikroanalysaattorilla. Sulfidien prosentuaaliset määrät arvioitiin laskennallisesti käyttäen hyväksi näytteiden kemiallisia analyysejä ja mineraalien keskiarvokoostumuksia. 3. GEOKEMIA 3.1 Näytteiden kemiallinen koostumus Remeskylän lohkareen ja Vuohtojoen malminäytteiden kokokivianalyysit esitetään taulukossa 1 josta nähdään, että silikaattifaasin osuus on kokonaisuudessaan varsin vaatimaton (n p-%; ks. taulukko 7). Ba-pitoisuus on merkittävä kaikissa kolmessa näytteessä.

3 OUTOKUMPU Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka 3.2 Sulfidien sisältämät alkuaineet Näytteiden AAS-analyysit ja jalometallipitois~udet esitetään taulukossa 2. Vuohtojoen pyriitti- ja sinkkivälkevaltainen malmi (K&R/V-73/34.6) on näytteistä sulfidivaltaisin, sen S-pitoisuus on 42.4 %. Vastaavat pitoisuudet ovat Remeskylän lohkareessa 30.2 % S ja Vuohtojoen pyriitti- ja magneettikiisuvaltaisessa malmissa (KiiR/V-73/31.2) 38.5 % S. Fe ja Zn ovat vallitsevat perusmetallit kaikissa näytteissä, Zn:n osuus on suurin Vuohtojoen Sk-ZnS-malmissa ollen 13.3 % Zn. Jalometalleista Ag-pitoisuus on suuruusluokaltaan sama Remeskylän lohkareessa (5.5 g/t) ja Vuohtojoen malminäytteissä (Sk-Fek-malmi 4.7 g/t ja Sk-ZnS-malmi 2.6 g/t). Hg:n osalta Remeskylän lohkareen pitoisuus on vain 9.0 g/t kun Vuohtojoen näyt'teissä ao. metallia on konsentroitunut varsin runsaasti, Sk-Fek-malmissa pitoisuus on 33.0 g/t ja Sk-ZnS-malmissa 52.0 g/t. Taulukossa 6 on esitetty näytteiden normalisoitu sulfidifaasin koostumus, joka on laskettu malmimineraalien määräsuhteista ja keskimääräisistä mineraalien koostumuksista. Remeskylän lohkareen ja Vuohtojoen Sk-ZnS-malmin sulfidifaasien samankaltaisuus pääkomponenttien osalta on ilmeinen. Molempien sulfidifaasi sisältää likimääräisesti 15 % Zn ja raudan määrä vaihtelee välillä % Fe. Vuohtojoen Sk-Fek-malmi on sulfidifaasiltaan Fe-valtaisempi tn. 45 % Fe) ja Zn-puutteisempi (n. 9 % Zn) kuin edelliset. Kaikissa näytteissä kuparin osuus jää vähäiseksi, korkein pitoisuus on Remeskylän r lohkareessa (n. 0.3 % Cu). 4. NiiYTTEIDEN PETROGRAFIA 4.1 Yleistä Kaikkien kolmen näytteen silikaatit tutkittiin ohuthieistä (hieet L 18960, L ja L 18962). Yleispiirteena voidaan todeta, että Remeskylän lohkarenäytteen silikaattifaasi poikkeaa Vuohtojoen malminäytteiden silikaattifaasista, jonka mineraaliseurue osoittaisi korkeampaa metamorfoosiastetta.

4 OUTOKUMPU Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka 4.2 Remeskylän lohkare Yleisesti Remeskylän lohkarenäytteen (L 18962) silikaatit esiintyvät hajanaisesti sulfidien seassa. Päämineraalina on klinoamfiboli, jonka lisäksi esiintyy biotiittia ja kloriittia. Myös baryyttiä esiintyy yleisesti. Klinoamfiboli (Ca-Mg-amfiboli) esiintyy lähes värittöminä tai hailakan vihreinä sälömäisinä prismoina ja raekasaumina (yksittäiset prismat n.. lmm pitkiä) sekä paikoin laattamaisina rakeina. Se on tiiviisti sidoksissa vät-ittömän, vierasmuotoisen baryytin kanssa, joka esiintyy amfibolin seassa verkkomaisesti. Suomumainen biotiitti liittyy amfibolin yhteyteen, voi olla muuttumistulos ja on itse muuttunut osittain kloriitiksi. Kloriitti esiintyy usein myös epämääräisenä "töhkänä" amfiboli-baryyttirakeiden reunoilla. Mineraali voi olla osittain myös amfibolin muuttumistulos. 4.3 Vuohtojoen malminäytteet Vuohtojoen malminäytteiden isäntäkivi poikkeaa Remeskylän lohkarenäytteen mineralogiasta siten, että kvartsi esiintyy yleisesti yhtenä päämineraalina baryytin ja biotiitin ohella. Baryytin määrä on kuitenkin vähäisempi Vuohtojoen näytteissä kuin Remeskylän lohkareessa, myös amfibolia esiintyy selvästi vähemmän. Muita aksessoreja ovat kloriitti ja granaatti, joista jälkimmäistä ei tavata Remeskylän lohkarenäytteestä. Yleisesti silikaatit esiintyvät melko selvärajaisina rakeina sulfidien seassa. Baryytti esiintyy värittöminä ja raemuodoltaan soikeina rakeina, myös paikoin pitkänomaisina vierasmuotoisina rakeina. Mineraalin raekoko vaihtelee, yleensä se on mm. Baryytti muodostaa usein erillisiä rakeita tai yhteenkasvettumia kvartsin kanssa. Kvartsi esiintyy lisäksi anhedraalisina, erillisinä, rakeina tai yhteenkasvettumina amfibolin kanssa (# N mm). Biotiitti on ruskeaa, pleokroista ja suomumaista mineraalia usein amfibolin yhteydessä, jonka muuttumistulosta se on osittain. Itse mineraali muuttuu värittömäksi/hailakan vihreän väriseksi kloriitiksi. Klinoamfiboli (Ca-Fe-amfiboli) esiintyy usein heikosti vihertävinä, pleokroisina, sälömäisinä prismoina (KaR/V-73/31.2; L 18960) tai vierasmuotoisina rakeina ja raekasoina (KBR/V-73/34.6; L 18961). Raekoko vaihtelee karkeasti 1-4 mm. Mineraali liittyy yleisesti kvartsin ja biotiitin yhteyteen.

5 '(E ='"'y) efoye~ e?aalo ess?q?r~ad soaw u?oy?ed qe~gqqagq ayle~?yyu?s ef ns??y?qqaau6e~ -essuey u?qy?qau6ew eu~wnqqa~seyuaaqqa eyas essns??y:qqaau6ew euyayel eu~s~oqonwse~a~~ esse~seeed AAqu??sa aylg~ryyurs -ns:?yrqqaauóew ~o~pduta eqrof '(ww 01-1 yqseay~ey oyoy) eurayej 'eu?s?ll?~a'eu~s~oqonwewo AAqu??sa rqq~~~ad -ns~?y?~edny ef?qq??qau6ew qeao ueedeq uaaqqaeua~eyqo1 uglaysawaa q?leeaau?w?wlew 3nnb.J '(6LOST d a?q ~~'~,E/EL-A/H~Y) efawlewa4l~~?yyu?s-?qq??~~d ef (8LOST d a?q ~Z'~E/EL-A/U!?Y) -ns??~?q7aau6ew -?qq??~ad eisyayejeayjey qeaeqsnpa qaaqqaeu?wlew uaocoqqonn -essraqeey?l?s eu?ayejewnaylns eu?s:oqonwseaaya 'eu?s?euunqes soaw AAqu??sa?lee~au?.~ =(z eany) eewnqqa~seyuaaqqa soaw eeqsoponw as essuey eyuof ceqraye~;qqr?~ad utasn eeqsnunaa ns~ry~~edny =(s ef 1 qeany)?sy?qr?~ad?eq ~ syns?~y?sa~ eqsrwnqqnnw essraeqq?eaeq uo 6gssapAaqqA u ~q??~ad qe~aqu?~sa eyqof 'ess?ayej essruwaanns -essaayylg~?yyurs ef gss?q~?~ad eu?ayeaewnaylns eursrewaqo~?d?qsas?ala AAqu??sa ns?!yyqqaau6ew Sessuey urqyrqaubew ef uaiqqeeyylis euyayeas~wnqqaaseyuaaqqa soaw AAqu~~sa ayle~?yyu?s -(1 eany) aylea?yyurs?qsas?oqueeseed?o~edwa eq?of ef erwnaylnsrqqeey?lys qg~eqles:s eyqof 'eqyaye~ eys~euoyy?~ uaqejaaa eeqsoponw 'ww 01-1?qseay~ey ueeqlooyae~ '?qqr~~ad

6 OUTOKUMPU 073/Vuohtojoki/PT,PMS/l990 Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka Kuparikiisu muodostaa vierasmuotoisia rakeita magneettikiisun yhteyteen, mutta se esiintyy myös yhteenkasvettumina sinkkivälkkeen kanssa ja reunustaa muita sulfidimineraaleja (kuva 3). CK-ZNS-MALMI Pyriitti esiintyy tässä näytteessä selvästi rikkonaisempina rakeina (koko z 1-8 mm), joita ympäröi sinkkivälke (kuva 5). Magneettikiisua esiintyy siellä täällä, usein yhteenkasvettumina sinkkivälkkeen kanssa, pirotemaisina sulkeumarakeina samaisessa mineraalissa ja silikaateissa. Silikaatit täyttävät yleisesti magneettikiisun lohkorakoja ( kuva 5 1. Magnetiitti muodostaa yhteenkasvettumia sinkkivälkkeen ja silikaattien kanssa (kuva 6). Kuparikiisu esiintyy vierasmuotoisina rakeina muiden sulfidirakeiden reunoilla, jonkin verran myös silikaateissa ( kuva 6). 5.2 Malmimineraalien koostumus Päämalmimineraalien (pyriitti, magneettikiisu, sinkkivälke) koostumukset määritettiin mikroanalysaattorilla. Analyysitulokset on esitetty taulukoissa 3-5 sekä liitteissä 3-8. Pyriitti on kaikissa kolmessa näytteessä varsin homogeeninen Fe-sulfidi (taulukko 3, liite 31, jossa hivenaineiden (Co, Ni ja As) määrät ovat alhaiset. Maqneettikiisun Fe/S-suhteen mukaan kaikissa näytteissä vallitsee kiderakenteeltaan monokliininen faasi (taulukko 4, liitteet 4 ja 6 ), joka on pyriitin tapaan varsin puhdasta eikä sisällä mainittavasti hivenalkuaineita. Fe-S-diagrammista nähdään (liite 61, että Remeskylän lohkareen ja Vuohtojoen Sk-ZnS-malminäytteen rnagneettikiisut ovat koostumuksiltaan toistensa kaltaisia, vaikka kumpaisessakin on havaittavissa pientä vaihtelua. Sinkkivälkkeen koostumus on esitetty taulukossa 5 ja liitteissä 5 ja 7-8. Vuohtojoen Sk-Fek-malmin sinkkivälke on Zn-valtaisin (58.38 %) kun taas korkein Fe-pitoisuus on Vuohtojoen Sk-ZnS-malmin sinkkivälkkeella (7.89 %) (taulukko 5).

7 rjut0kumpu 0?3~Vuohtojoki/PTrPMS/10QiCi Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka Zn-Fe-diagrammista nähdään (liite 7), että ko. alkuaineiden jakaantuminen on varsin heterogeenista kaikissa kolmessa näytteessä. Mn-Cd-diagrammissa (liite 8) ilmenee sitävastoin selvä ero Remeskylän lohkareen ja Vuohtojoen malminäytteiden välillä. Remeskylän lohkareen ZnS on selvästi Mn-valtaisin mainituista näytteistä, keskiarvokoostumus on 0.71 % Mn. Myös kadmiumin vaihtelualue on laajin ko. näytteessä. 5.3 Näytteiden mineraalikoostumus Päämalmimineraalien prosentuaaliset paino-osuudet on arvioitu laskennallisesti käyttäen hyväksi näytteissä olevien sulfidien metallipitoisuuksia ja malmimineraalien keskimääräisiä koostumuksia. Sulfidimäärät esitetään taulukossa 7. Remeskylän lohkare on kolmesta näytteestä sulfidipuutteisin, sulfideja on yhteensä n. 65 p-%, magnetiittia n. 8 p-% ja loput silikaattiainesta. Vuohtojoen malminäytteissä sulfidiosuus vaihtelee välillä p-%, magnetiitti välillä 1-2 p-% ja silikaattiaines välillä 9-15 p-%. Remeskylän lohkare ja Vuohtojoen Sk-ZnS-malmi ovat kumpikin pääasiassa pyriittiä ja sinkkivalkettä sisältäviä malmeja, joissa magneettikiisua on verraten vähän (2-8 p-%). Vuohtojoen Sk-Fek-malmi poikkeaa edellisistä magneettikiisun runsauden ja sinkkivälkkeen vähyyden puolesta, vaikka myös se on edellisten lailla pyriittivaltainen malmi. Kaikissa näytteissä kuparikiisua on vain aksessorisesti (< 1 p-%). 6. JOHTOPEETÖKSET JA YHTEENVETO Sekä Remeskylän lohkarenäyte että Vuohtojoen malmimineralisaatio sijoittuvat tunnetulle Vihanti-Pyhäsalmi- Pielavesi-malmivyöhykkeelle. Huhtalan (1979) mukaan Vuohtojoella vallitsevat kivilajit ovat metasedimenttejä, ; joiden muuttumisvyöhykkeisiin malmit liittyvät. -- Sekä lohkarenäyte että referenssinäytteet ovat tyypiltään baryyttipitoisia pyriittivaltaisia massiivisia malmeja. Sulfidien esiintymistavan ja määräsuhteiden puolesta näytteet voidaan luokitella samaan malmityyppiin. Lohkarenäytteessä on kuitenkin havaittavissa muutamia eroavaisuuksia kaytettyihin referenssinäytteisiin nähden. Tärkeimmistä eroista voidaan mainita: 1. Referenssinäytteissä on selvästi korkeammat Hg-pitoisuudet lohkarenäytteeseen verrattuna. L

8 OUTOKUMPU 0?7/Ouohto j ~ i k /PT~PrIS,~ 1??[2 Geoanalyyttinen laboratorio P. Toikkanen, P. Sotka Lohkarenäytteen isäntäkivi (silikaattimineralogia) poikkeaa referenssinäytteiden isäntäkivestä. Lohkarenäytteessä isäntäkivi koostuu pääosin klinoamfibolista ja vähäisestä määrästä kiillemineraaleja. Referenssinäytteiden isäntäkivi koostuu puolestaan kvartsista ja biotiittista, aksessoreina klinoamfiboli, kloriitti ja granaatt i. 3. Lohkarenäytteen sinkkivälkkeen Mn-pitoisuus on noin kaksinkertainen referenssinäytteiden sinkkivälkkeen Mn-tasoon nähden. - Yhteenvetona todetaan, että Remeskylän lohkarenäytettä ei voida pitää kaikilta petrografisilta ja geokemiallisilta ominaisuuksiltaan Vuohtojoen referenssinäytteiden kaltaisina. Tässä yhteydessä on luonnollisesti syytä muistaa, että mineralisaatiosta oli käytettävissä vain kaksi näytettä, joten kuva mineralisaatiossa olevasta vaihtelusta jää varsin rajoitetuksi. 7. LÄHDE Huhtala, T. (1979). The Geology and Zinc-Copper Deposits of the Pyhäsalmi-Pielavesi District, Finland. Econ. Geol. 74, 1069-ioe3.

9 b00'0 EOO'O 00' '0 LO'O LO'O ' 00'0 00'0 00'0, LO'O CO LOO'O EOO'O b00 ' 0 9LO'O ELO'O ZLOO'O OLOO'O 0000' ' L LO'O b '0 LOO'O 000'0, 000'0 E000'0-8L00'O 0000 ' '0 sooo-0 L000'0 000' '0 ' LOO'O LOO'O '0 ' ZLOO'O. O'CE 2'Sb 000' '0 ' 800 ' 0 EL'6. VL'ZL C 6PO..O boc0 ' 0 ZbOO O 9E00 ' '0' OSZO ' 0 S'E6 V'E6 LbL'O E8L-0 6bO '0 EL0'0 SLOO'O SLOO'O 6L L '0 L90'0 6L' L ~0'2 '32.8 CC'C LLCO - 0 COZO - 0 SLOO'O ELOO'O EZ'Z 8.31 '0 Lb-3 90'0 L8L ' 0 98 ' 6E 6L'Gb SSOO' 0- &OLO-0 8Lb-O 9'3'3-0 LLOO'O OSLO-0 L0:6 DE 'Z -- % % LZbOE68 9ZbOE68 32VYflO 7?7AdS)k37 9'&/~ [-/j/ab~ II w ~ w : n-13xwr : 11~3-1-Y 902 WlW :ti3d0 CObbECS :d'ysw-i IU Wl EOO'O JH 00-0 n~ 00'0 8A 00-0 Nl LO'O t OH 00'0 AO 00' ' n WC LO'O ON tjd.. 33 b00-0 Wl PLO-0-53 ó000-0 n 0000 ' 0 Hl 0000-o tle t700'0 13 LOO'O ld n 000'0 NS s000'0 ' OW 0000'0 BN 0000'0 A 000' '0 8s ' 9LOO'O SV 9- Lb s V 6LO'O Ed L6'9 NZ 6600'0 03 SbOO ' 0 IN 6ZL'O ' fl3 S'b6 WflSXO QL L '0 203 ZEO ' 0 SOZd 9200'0 ZOtlZ LEL'O OZX 60' L OZVN bz'9 OVB LOEO'O OtlS 0000'0 OZBtl PbE - 0 OV3 Lb'O 03W 0090 ' 0 ONW EL '6b '0 EOZA CO0 0 60ZH3. 0 ' L EOZlY.ZCEO' 0 ZOII 91 '9 ZOIS % SZbOE68 /ct-4'd!)l Z'JC I~O~OIHO~A : 3nlv mm-p.. ; vrtitl-nl

10 SS ' 6 ES'Z T8'P % UP~PUI~BS PO'O

11

12

13 98j'hA Qs'hb 1B'& io? KE'E& &<'LE 5 C1'O 0 91'0 P3 SE'O EC'O 1L'O U gl be'i ib'l b2.l 3j 64'8C KE'ES 1l'SS u z

14 8'0 I'EB E'O I.21 Q'S2 9'Sf tyolo?qont,

15

16

17

18

19

20

21 E2Z'bb S9Z'bb 2lE'bb ESl'bb 101 EER'BE LOL'BE LfI'bE SfF'aE C SE-9'9 ff0'9 2EO'O 6C9'0 ;a E99'9 900'9 099'9 b?9'? "3 ~IC o.o aao-o a iee'09 90f.09 EE1'99 E?im09 a 4

22 096'6b SZE'bb fbo'oo1 f1'ooi 5LZ'OOi $01 5fS'EE Z9I'EE 69f'EE bz8'ee IZL'EE S fci'o ZEZ'O RI'O LS?'Q SLI'O F3 6fE.O PEE'O EIE'O 6CE'O ELE'O "Ii b88'l Zfb'i Lb9'd ZEZ.8 fi9'i aj EZ0'8S EfS'LS 5Cb'BS ESP'LS PEE'BS "2 f09'55 8Si.65 89'6b S99.65 ZIE'56 $0; LLE'EE 66S'EE ZOI'EE Bif'EE LZE'EE S 811'0 be1.o 060'0 PbI'O 9f0'0 P3 92E'O SOE'O fee'o SSE'O 50E'O 'JU LOf'L SfP'L LSE'I SOO'L aj ile'8s OLO'eS l61'6s S10'8S SZ9'8S UZ ZiB'bi 2:Im$0i LAPSi5 k29'bb SLL'66 $c$ LRS'EE ILI'EE S19'EE KS'FE 11fmEE C 59i.Q i1z.o YZI'Q ~~~~0 55a'o F3 1ii'O EEL'O LC7.9 1fL.O 101'3 UW 8EZ.L flf0.l 1 ' 8LE.t E6E.L ad ZII'ES ISE'8S LS1'8C Obb'tS 116'15 'J?

23 Magneetti kiisu Remeskylä -Vuohtojoki Remeskylän lohkare Vuohtojoki/Sk-ZnS-malmi

24

25 (a-1~) ~ Y V 8'0 L'O 9'0 S'O P'O E'O 2'0 0 SO'O sra 6 '3 I 2'0 8 w