GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS M 19/3721/-81/2/10 Kittilä, Karkeantuore Heikki Pankka

Transkriptio

1 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS M 19/3721/-81/2/10 Kittilä, Karkeantuore Heikki Pankka KITTILÄN KARKEANTUOREEN SERPENTINIITIT JA NIIHIN LIITTYVIEN MALMIMINERALISAATIOIDEN TUTKIMUKSET

2 TIIVISTELMÄ Pankka, H. (1981) Kittilän Karkeantuoreen serpentiniitit ja niihin liittyvien malmimineralisaatioiden tutkimukset Raportti M 19/3721/81/2/10, Geologinen tutkimuslaitos, 10 s., 4 liitettä. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää nikkelimineralisaatioiden esiintymistä. Serpentiniittien on todettu esiintyvän n. 5 km pitkänä ja kapeana, helminauhamaisena jonona Karkeantuore - Tarpomapää - Nuttio syvämurroksessa. Alueella on kallioperäkartoituksen lisäksi suoritettu geokemiallista näytteenottoa ja maastogeofysikaalisia mittauksia. Alun perin duniittiset kumulaatit ovat murrokseen tunkeutuessaan täysin serpentiiniytyneet ja läpikäyneet voimakkaan hiilidioksidimetasomatoosin. Sivukivinä esiintyy vulkaanissedimenttisiä vihreäkiviä. Serpentiniiteissä esiintyy harvakseltaan primaarisia sulfidipisaroita, joiden lisäksi on tavattu pieniä kromiittipodeja. Ekonomisista mineralisaatioista ei ole todettu merkkejä.

3 SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO 1 SUORITETUT TUTKIMUKSET 1 Geologinen kartoitus 1 Geokemiallinen näytteenotto 2 Geofysikaaliset mittaukset 2 Malmikoiratutkimukse 3 Kemialliset analyysit 3 Muut tutkimukset 4 GEOLOGIA 5 Paljastuneisuus 5 Yleispiirteet ja metamorfoosi 5 Sivukivet 5 Serpentiniitit 6 YHTEENVETO JA JATKOTOIMENPITEET 7 LIITTEET 9 Liittyy 9 Kirjallisuusviitteet 9

4 1 JOHDANTO Karkeantuoreen tutkimusalue sijaitsee Kittilän kunnassa karttalehtien ja 09 alueella n. 18 km koilliseen Kiistalan kylästä (liite 1). Kiistala Pokka tieltä kääntyy etelään Seurukarkean länsipuolelta autolla ajettava metsäautotie. Vähän ennen Rouran metsätyökämppää kääntyy länteen huonokuntoinen talvitien pohja, josta on matkaa serpentiniiteille noin 1,5 km. Tutkittu alue on kooltaan noin 20 km 2 ja se liittyy ns. Karkeantuore - Tarpomapää - Nuttio syvämurroksen pohjoisosaan (vrt. raportti M 19/3721/-81/1/10). Alue käsittää kolme matalahkoa kuivaa maata: Lauttaselkä, Tepsankumpu ja Karkeantuore. Alue on nimetty jälkimmäisen mukaan, koska pääasiassa tutkimukset tapahtuivat siellä. Aikaisemmin tutkimuksia alueella ovat suorittaneet Turun yliopiston Lapin nikkeliprojekti (Papunen et. al., 1977) sekä samanaikaisesti Oulun yliopiston Kittilän malmiprojekti, joka tutki kromittilöydöstä (Paakkola ja Lanne, 1979). Keski-Lapin malminetsinnän tehostamisohjelman puitteissa oli tarkoituksena selvittää serpentiniitteihin liittyviä nikkelimineralisaatioita, joista oli myös viitteenä moreenigeokemialliset nikkelianomaliat. SUORITETUT TUTKIMUKSET Geologinen kartoitus Geologisen kartoituksen Karkeantuoreen alueella suoritti allekirjoittanut (HSP) loppukesällä ja syksyllä Kartoitus suoritettiin suhteellisen kapealla vyöhykkeellä Nuolistulkuvaaran ja Katajaselän välisellä alueella. Serpentiniitit näyttävät sijoittuvan suhteellisen kapeaan ruhjeeseen. Kartoituksen yhteydessä todettiin voimakkaasti muuttuneissa talkki-karbonaattikivissä kellertävänvihertäviä, halkaisijaltaan alle 5 mm täpliä, joita esiintyy paikoin kohtalaisesti kivessä. Satunnaisesti täp-

5 2 lien sisältä on todettu kiisuja. Ilmeisesti nämä täplät ovat syntyneet kiisujen rapautuessa karbonaateiksi ja sulfaateiksi. Geokemiallinen näytteenotto Kartoituksen yhteydessä todettujen täpläkiisurapautumien perusteella alueelle suunniteltiin täryporanäytteenotto. Tarkoituksena oli selvittää, näkyvätkö nämä rapautuneet kiisut geokemiallisesti, ja löytyykö mahdollisesti rikastumia. Karkeantuoreelle suunniteltiin neljä näytteenottolinjaa (liite 2). Oletettujen serpentiniittien kohdalta näytteitä otettiin tiheämmin. Kaikkiaan näytepisteitä on 144 kpl. Tarkoituksena oli ottaa rapakallionäyte, joita saatiin kaikkiaan 74 pisteestä. Moreenipeitteen paksuus vaihtelee 1-11 m välillä, ollen yleensä 2-3 m. Rovaniemellä geokemian osaston laboratoriossa näytteistä analysoitiin AAS:llä Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ja Zn. Analyysien perusteella näytteet osoittautuivat melko tyhjiksi. Tärkeimmät pitoisuudet on esitetty liitteessä 2. Analysoituna serpentiittirapakallioita on 20 kpl, joissa nikkelipitoisuus vaihtelee ppm ja koboltti ppm. Osa näytteistä edustanee talkkiutuneita sivukiviä, koska pitoisuudet ovat hyvin alhaisia. Palanäytteistä saadut pitoisuudet ovat selvästi korkeampia. Geokemiallisten tulosten valossa serpentiniitteihin ei näytä liittyvän nikkelimineralisaatioita. Myöskään vihreäkivistä ei ole todettu ekonomisiin mineralisaatioihin viittaavia arvometallipitoisuuksia. Serpentiniittinäytteiden vähyydestä johtuen tulokset eivät ole kovin edustavia. Lisäksi pitoisuuksia on alentanut sulfidien uuttuminen. Geofysikaaliset mittaukset Tutkimusvaiheessa alueelta oli käytettävissä ainoastaan korkealentokartat. Tämän vuoksi suoritettiin sähköinen ja magneettinen maastomittaus 10 km 2 alueella (liite 3)

6 Tarkoituksena oli selvittää serpentiniittien koko ja niihin mahdollisesti liittyvät johteet. Kittilän malmiprojekti on suorittanut myös Karkeantuoreen alueella geofysikaalisia mittauksia. Sähköisiä ja magneettisia mittauksia ovat käsitelleet Paakkola ja Lanne (1979). Painovoimamittaukset on projektin tilauksesta tehnyt Suomen Malmi Oy (Mikkola 1979). Geofysikaalisissa mittauksissa todettiin voimakkaita sähköisiä anomalioita, jotka on tulkittu mustaliuskeista ja grafiittituffeista johtuviksi. Nämä ovat ilmeisesti osaksi magneettikiisupitoisia. Geokemialliset tutkimukset vahvistavat mustaliuskeiden olemassaolon. Rapautuneisuudesta johtuen näistä ei ole kuitenkaan kiisuja todettu. Serpentiniitit esiintyvät pienialaisina, selvästi magneettisina linsseinä, ja ne esiintyvät tietyssä horisontissa helminauhamaisesti. Geofyysikko Pertti Turunen tulee esittämään tarkemman geofysikaalisen tulkinnan liiteraportissa. Malmikoiratutkimukset Kesällä 1980 P. Puhakka malmikoira Cometin kanssa etsi kiisupitoisia lohkareita n. 1 viikon aikana Karkeantuoreen alueelta ja sen välittömästä läheisyydestä. Samalla kiinnitettiin huomiota myös mahdollisiin kromiittilohkareisiin. Tutkimuksissa alueelta ei todettu yhtään kiisupitoista serpentiniittilohkaretta. Jo kartoituksen yhteydessä totesin alueella olevan niukasti serpentiniittilohkareita. Ilmeisesti ne ovat voimakkaasti rapautuneita. Sen sijaan Seurukarkean Sunnuntailaen alueelta löytyi kaksi kiisupitoista diopsidikarsilohkaretta, jotka on merkitty liitteeseen 3. Kivistä ei ole vielä analyysituloksia. Kemialliset analyysit Karkeantuoreen serpentiniiteistä on tehty kaikkiaan 13 kemiallista analyysiä. Cu:n, Ni:n, Co:n, Zn:n ja S:n lisäksi on määritetty Fe tot, Cr ja As. Analyysit on tehty palanäytteistä, jotka rapautuneisuuden vuoksi eivät anna täysin luotettavia pitoi-

7 4 suuksia. Tulokset kuitenkin osoittavat, että serpentiniiteissä esiintyy vähäisiä määriä nikkelipitoisia kiisuja. Kupari-, koboltti- ja sinkkipitoisuudet ovat hyvin alhaisia. Arseenia ei myöskään esiinny XRF:llä todettavia määriä. Rikkipitoisuudet vaihtelevat % ja nikkeli %. Kromipitoisuus sen sijaan vaihtelee enemmän, ollen %. Totaalirautapitoisuus vaihtelee %. Analyysitulosten perusteella selviä malmiviitteitä ei ole todettu. Hivenainekemismiltään serpentiniitit eivät näytä poikkeavan muista Karkeantuore Tarpomapää - Nuttio ruhjeen serpentiniiteistä. Muut tutkimukset Kittilän malmiprojektin suorittaessa kenttäretkeilyn Karkeantuoreen alueelle alkukesästä 1979 löytyi n. 30 x 30 x 5 cm 3 kromiittipodi talkkikarbonaattikivestä (Paakkola ja Lanne, 1979). Löytöpaikan koordinaatit ovat x = ja y = Tämän perusteella alueella suoritettiin geofysikaalisia tutkimuksia. Paakkolan ja Lanteen (1979) mukaan geofysikaalisia viitteitä kromiittimalmien olemassaolosta ei ole. Sen sijaan geofysiikan perusteella on oletettavissa, että alueella on massiivisia tai breksiarakenteisia magneettikiisumalmeja, joihin saattaa liittyä kupari- ja nikkelimineraaleja. Karttalehden 3712 alueella olevat Nuttion serpentiniitit sijaitsevat samassa syvämurroksessa. Suoritetuissa tutkimuksissa serpentiniittien sivukivinä on todettu esiintyvän mustaliusketta ja grafiittituffia, jossa on todettu lähes massiivisia magneettikiisuhorisontteja. Analyysien perusteella nämä eivät sisällä arvometalleja. Parhaimmillaan kuparipitoisuus on 0.1 % ja nikkeli vielä alhaisempi. Ultramafiiteista sen sijaan on todettu nikkelivaltaisia kiisuja. Tämän perusteella vaikuttaa ilmeiseltä, että serpentiniittien sulfidit ovat primaarisia, eikä malmimuodostuksen kannalta merkittävää rikin lisäystä ole tapahtunut kiisupitoisista sivukivistä. Analogisesti ajatellen ei myöskään Karkeantuoreella ole tapahtunut myöhäisempää rikin lisäystä, vaan sekä serpentiniiteillä että grafiittituffeilla on toisistaan riippumaton rikin lähde.

8 5 GEOLOGIA Paljastuneisuus Karkeantuore edustaa tyypillistä, loivapiirteistä Keski-Lapin rapakallioaluetta, jossa paljastumia on yleensä vähän. Siellä missä niitä esiintyy, ne ovat tihentyminä kuten Karkeantuoreen maassa. Täällä laet ovat lähes yhtenäistä serpentiniittirakkaa. Alueen muissa osissa serpentiniittihavainnot perustuvat ainoastaan lohkareisiin. Sivukivet ovat serpentiniittien ympäristössä myös heikosti paljastuneita. Tämän vuoksi täryporanäytteiden rapakalliot ovat oleellisesti selventäneet kivilajien jakaantumista ja karttakuvaa. Yleispiirteet ja metamorfoosi Tutkimusalue sijoittuu Kittilän vihreäkiven koillisosaan, Hetan graniitin eteläpuolelle. Serpentiniitit sijaitsevat ns. Karkeantuore - Tarpomapää Nuttio syvämurroksen pohjoisosassa, jossa se noudattaa Seurukarkean kiilleliuskeen kontaktia. Murrosvyöhyke kulkee n. 1 km päässä liuskeen länsipuolella. Näiden välinen alue on geofysikaalisesti johteetonta ja koostuu massiivisista laavoista (liite 4). Lisäksi esiintyy kapeita, katkeilleita komatiittisia laavakerroksia. Ruhjeen länsipuolella tulevat voimakkaat sähköiset johteet vallitsevaksi, jonka perusteella vihreäkivilaavassa on runsaasti tuffi-, grafiittituffi- ja mustaliuskevälikerroksia. Sähköisesti johtavia ja johteettomia kiviä on suurin piirtein yhtä paljon. Johdevyöhykkeet aiheutuvat grafiittipitoisuudesta ja usein tähän liityvästä breksiamaisesta magneettikiisusta. Karkeantuoreen metamorfoosi vastaa vihreäliuskefasieksen olosuhteita. Vihreäkivelle tyypillinen mineraaliseurue on albiitti + kloriitti ± amfiboli ± epidootti. Grafiittituffit ja mustaliuskeet sisältävät kloriitin lisäksi paikoin biotiittia ja serisiittiä. Ultramafisissa kivissä serpentiini on antigoriittia. Sivukivet Alueen itäosassa esiintyy korkeintaan 1 km paksu Seurukarkean kiilleliuske. Kivi on voimakkaasti liuskeista ja hienorakeista, jossa esiintyy usein pienoispoimutusta ja

9 6 krenulaatiota. Vallitsevana mineraalina on kloriitti. Tämän lisäksi esiintyy serisiittiä, kvartsia, albiittia sekä vähän karbonaattia. Vihreäkiven laavat ovat yleensä hienorakeisia ja tiiviitä metabasaltteja, mutta myös andesiittisia kiviä esiintyy. Tyypillisinä mineraaleina ovat albiitti, kloriitti, ± amfboli, ± karbonaatti, ± epidootti sekä aksessoreina aina titaniittia. Laavapatjojen sisäosat ovat usein karkeampirakeista, subvulkaanista kiveä, jossa aktinoliitti on vallitseva. Aksessorina esiintyvä magnetiitti on silikaattiutunut leukokseeniksi. Laavakivissä esiintyy välikerroksina tuffeja, tuffiitteja, grafiittituffeja ja mustaliuskeita, joiden grafiitti on alkuperältään vulkaanista (Paakkola, 1971). Välikerroksina esiintyy myös puhtaita rapautumissedimenttejä. Vulkaanissedimenttinen sarja on hyvin heikosti paljastunut, ja kivilajikartta onkin piirretty pääasiassa geofysiikan perusteella. Grafiittituffeihin ja mustaliuskeisiin liittyy paikoin massiivisia tai breksiarakenteisia magneettikiisukerroksia. Serpentiniitit Serpentiniitit muodostavat helminauhamaisen kapean jonon erillisiä linssejä ruhjeessa. Suurimmillaan niiden pituus on noin 1 km ja leveys 150 m. Yleensä ne ovat kuitenkin noin m pitkiä ja alle 100 m leveitä. Joitakin pienehköjä linssejä esiintyy ruhjeen ulkopuolella. Serpentiniittien sivukivinä on osittain grafiittituffeja ja mustaliuskeita sekä osittain laavamaisia metabasaltteja. Magneettisella kartalla ne ovat selvästi magneettisia ja sähköisellä johteettomia alueita. Serpentiniitit ovat voimakkaasti muuttuneita ja ruhjoituneita. Primaarirakenteita ei ole säilynyt, ja sivukivien kerroksellisuuden suuntainen ruhjeliuskeisuus on voimakas. Serpentiniitit koostuvat pääasiassa serpentiinistä, talkista ja karbonaatista, joita esiintyy vaihtelevia määriä. Reunamuunnoksena esiintyy talkkiliusketta, joka vaihettuu talkkikarbonaattikiveksi. Suurempien linssien sydänosa on serpentiniittiä, jonka serpentiini on antigoriittia. Karbonaatti on hyvin magnesiumpitoista, vähän rautaa sisältävää magnesiittia.

10 7 Serpentiniiteissä esiintyy keltaisia ja vihertäviä kiisujen rapautumistäpliä, jotka ovat halkaisijaltaan alle 5 mm. Sulfidit ovat muuttuneet karbonaateiksi ja sulfaateiksi. Kiisuja esiintyy vähän sekä pisaroina että hienona pirotteena. Vallitseva kiisumineraali on pentlandiitti, joka on usein hieman muuttunut violariitiksi. Paikoin, varsinkin pisaroissa esiintyy heazlewoodiittia. Oksideista vallitsevin on magnetiitti, joka on pääasiassa syntynyt serpentiniitiytymisen yhteydessä. Toisena oksidina esiintyy primaarista kromiittia, jonka ympärille on serpentiiniytymisen yhteydessä kasvanut magnetiittikehä. Kromiittia on tavattu myös alppilaistyyppisinä podeina, joilla ei kuitenkaan ole taloudellista merkitystä. Serpentiniitit ovat tunkeutuneet syvämurrokseen duniittisena, sakeana oliviinikidepuurona. Lämpötilan ja kiteytymisen edistyessä sivukivistä peräisin olevan veden vaikutuksesta ja linssien pienuudesta johtuen on tapahtunut täydellinen serpentiiniytyminen, jota on seurannut kontakteista lähtien tapahtunut hiilidioksidimetasomatoosi. Ultramafinen kidemagma on sisältänyt hieman rikkiä, josta on syntynyt vähäinen määrä sulfideja. Toisaalta on mahdollista, että rikki on peräisin grafiitti- ja sulfidipitoisista sivukivistä. Tällöin serpentiniiteissä pitäisi esiintyä rautavaltaisia kiisuja. Näitä ei ole kuitenkaan hieistä tavattu, eivätkä analyysituloksetkaan tähän viittaa. YHTEENVETO JA JATKOTOIMENPITEET 1. Karkeantuoreen serpentiniitit liittyvät ns. Karkeantuore - Tarpomapää Nuttio syvämurrokseen, johon liittyvät ultramafiset kivet ovat alun perin olleet duniitteja. Sivukivinä esiintyy vulkaanissedimenttisen sarjan vihreäkiviä. 2. Geokemiallisten ja geofysikaalisten tutkimusten sekä palanäytteistä suoritettujen analyysien perusteella alueelta ei ole selviä malmiviitteitä.

11 8 3. Nikkelivaltaisia kiisuja serpentiniiteissä esiintyy vähän. Tämän lisäksi esiintyy satunnaisesti pieniä alppilaistyyppisiä kromiittipodeja. Näillä ei näytä olevan taloudellista merkitystä. 4. Serpentiniittien rikki ei ole peräisin magneettikiisupitoisista grafiittituffeista ja mustaliuskeista, vaan se on primaarista, magman mukana tullutta. 5. Serpentiniitit ovat tunkeutuneet murrokseen kiinteänä oliviinikidepuurona, joka on sivukivien veden vaikutuksesta serpentiiniytynyt. Viimeisessä vaiheessa on tapahtunut hiilidioksidimetasomatoosi. Suoritettujen tutkimusten perusteella ei ole todettu taloudellisia mineralisaatioita eikä myöskään tämänsuuntaisia viitteitä. Nikkelikiisuja on serpentiniiteissä suhteellisen vähän. Alppilaistyyppisten kromiittipodien perusteella voidaan olettaa, että alun perin intruusiossa on ollut yhtenäisiä (tai yhtenäinen) kromiittihorisontti. Huomioiden kuitenkin intruusioiden koon nämä eivät ole voineet olla 0,5 m paksumpia. Myöhemmässä deformaatiovaiheessa ja todennäköisesti jo intruusiovaiheessa kerrokset ovat rikkoutuneet, sekoittuneet pieniksi podeiksi voimakkaasti muuttuneeseen kiveen, joten taloudellista merkitystä niillä ei ole. Ultramafisessa kivessä esiintyy pääasiassa talkki- ja karbonaattimineraaleja sekä linssien keskiosissa serpentiinivaltaisia kiviä. Ilmeisesti reunaosissa esiintyy teollisuusmineraalien suhteen mielenkiintoisia talkkiliuskeita ja talkki-karbonaattikiviä. Niiden jakautumista, määrää ja puhtautta ei kuitenkaan tarkkaan tunneta, mutta sijainnista johtuen näillä ei liene tällä hetkellä taloudellista merkitystä. Jatkotoimenpiteet alueella eivät käsitykseni mukaan ole tässä vaiheessa aiheellisia. Johtuen alueen kallioperän rapautuneisuudesta ja peitteisyydestä, geokemiallisella näytteenotolla ei saada yksiselitteisiä tuloksia mahdollisista kiisurikastumista, joten ainoana jatkotutkimuskeinona kiisumineralisaatioiden selvittämisen kannalta näen kairauksen. Käsitykseni mukaan 2-3 tunnusteluluonteisella reiällä, yhteispituudeltaan n. 400 metriä, on mahdollista selvittää kiisujen ja teollisuusmineraalien

12 9 esiintyminen serpentiniitissä. Koska moreenipeitteen paksuus on 1-3 m, voidaan talkin ja magnesiitin esiintymistä tutkia kaivamalla tutkimusojia. LIITTEET 1. Tutkimusalueen sijainti 1 : GT-kartalla 2. Geokemialliset näytteenottolinjat ja anomaaliset pisteet 1 : M 35.1/3721/-81/1 3. Geofysikaalinen mittausalue ja karsilohkareet 1 : Geologinen kartta 1 : M 11.7/3721/-81/2 Liittyy Geologiset elementtikartat ja 09 Geofysikaaliset maastomittauskartat, Kittilä, Seurukarkea (1979) Geofysikaaliset matalalentokartat Geokemialliset kartat Linjoituskaaviot Kivinäyteluettelot Havaintolomakekansiot ja päiväkirjat Heikki Pankka (HSP) Havainnot: HSP-78/ , PP-80/12-13 (Pekka Puhakka) Ohuthieet: Ro , ja 2102 Analyysit: Ra /78, Ra /78 Geokemialliset moreenianalyysit AAS: 78/ , Malmiaihekortti Kuhmon ja Kittilän malmiprojektit, Raportti N:o 21 (1979) Paakkola, J. ja Lanne, E.: Karkeantuoreen kromiittilöydöksen tutkimukset Suomen Malmi Oy ( ) Pekka Mikkola: Painovoimamittaukset Karkeantuoreen kohteella syys-lokakuussa 1979 Raportti M 19/3721/-81/1/10 Kirjallisuusviitteet Mikkola, P. (1979) Painovoimamittaus Kittilän Karkeantuoreen kohteella syyslokakuussa Raportti /79, Suomen Malmi Oy

13 10 Paakkola, J. (1971) The volcanic complex and associated manganiferous iron formation of the Porkonen-Pahtavaara area in Finnish Lapland. Bull. Comm. geol. Finlande 247, 83 s. Paakkola, J. ja Lanne, E. (1979) Karkeantuoreen kromiittilöydöksen tutkimukset. Raportti N:o 21, Kuhmon ja Kittilän malmiprojektit, Oulun Yliopisto, 14 s. Papunen, H., Idman, H., Ilvonen, E., Neuvonen, K. J., Pihlaja, P., ja Talvitie, J. (1979) Lapin ultramafiiteista, Tutkimusraportti N:o 23, Geologinen tutkimuslaitos, 87

14

15

16

17