KALLIOPERÄKARTOITUKSEN JATKOKURSSI FORSSASSA

Transkriptio

1 Etelii-Suomen yksikkö K2 1.42/2006/5 Espoo KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI FORSSASSA Mikko ironen GTK PLIPBIP.(XBox% PLIPBIP.O.Boxl237 PLIPBIP.O.Box97 PLIPBIRO.Bos77 Fi Espoo, P i.d Fi Kuopio, Pinlaod Fi KoidcolP, Finland Fi Muni, Finland TeL TeL TeL TeL Fax Fax Fax Fax Y-tunnw 1 FO-nummer 1 Business 1D:

2 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS Tekijät Mikko ironen KUVAILULEHTI Päivämaarä / Dnro Raportin laji Raportin nimi Kallioperäkartoituksen jatkokurssi Forssassa Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskuksen aloitteesta järjestettiin Forssan alueella kartoituskurssi, johon osallistui geologian opiskelijoita Helsingin, Oulun ja Turun yliopistoista sekä Abo Akademista. Kurssi oli ensimmäinen tämän laajuisena pidettävä (40 opiskelijaa sekä 9-12 opettajaa GTK:sta ja yliopistoista). Forssa valittiin kartoitusalueeksi mm. siksi, että se erottuu alueellisessa moreenitutkimuksessa kullan suhteen anomaalisena; alueelta on löydetty myös uusia kultamineralisaatioita. Kurssin aikana kertyi noin 900 havaintoa sekä 323 pussillista kallionaytteita kultaanalyysia varten. Kartoitusalueen pinta-ala on 480 km2. Vaikka vanhojen, 1950-luvulla painettujen kallioperakarttojen kivilajijakauma pitää suurelta osin paikkansa, kuva Forssan alueen kallioperastä tarkentui geofysikaalisen pohja-aineiston ja kurssin aikana tehdyn kartoituksen perusteella. Intermediaariset vulkaniitit, jotka ovat vallitsevia vulkaniitteja alueen länsiosassa, ovat monin paikoin fiagmenttirakenteisia (agglomeraatteja ja tuffibreksioita). Sedimenttikivien määrä näyttää olevan vähäisempi kuin kallioperäkartoilla on esitetty. Aeromagneettisen kartan hallitsevin piirre johtuu koillisosassa olevasta kerroksellisesta uraliittiporfyriitista, jossa on magnetiittipitoisia kerroksia. Toinen aeromagneettisella kartalla selvästi erottuvan rakenteen aiheuttaa itaosan kerroksellinen, magnetiittipitoinen gabro, joka vaihettuu ilman selvää rajaa puolipinnallisiksi kiviksi ja vulkaniiteiksi. Alueen kivet ovat käyneet lapi amfiboliittifasieksen metamorfoosin. Alueen lapi kulkee itä-länsisuunnassa hiertovyöhyke, joka on tulkittu oikeakätiseksi, vertikaalikomponentin sisält&vaksi siirrokseksi. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Forssa, kalliopera, kallioperäkartat, kulta Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiiniymä) Etela-Suomen lääni, Jokioinen, Forssa, Tammela Karttalehdet 2024,2113 Muut tiedot Arkistosa jan nimi Kallioperätutkimus Arkistotunnus K Hinta Kokonaissivumäärä 8 Kieli Suomi Julkisuus Julkinen Yksikkö ja vastuualue Etela-Suomen yksikkö, Kalliopera ja raaka-aineet Alleki joiius/nimen selvennys Hanketunnus Alleki joitus/nimen selvennys Mikko ironen GTK GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGISKA FORSKIGSCEMRALE GEOLOGICAL SURVEY OF FILAD

3 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 Sisallysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDATO 2 KIVILAJIT 3 STRATIGRAFIA JA RAKETEET 4 METAMORFOOSI 5 MIERALISAATIOT 6 KOKEMUKSIA JATKOKURSSISTA 7 KIRJALLISUUSVIITTEET KIRJALLISUUSLUETTELO GTK GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGISKA FORSKIGSCEMRALE GEOLOGICAL SURVEY OF FILAD

4 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 JOHDATO Geologian tutkimuskeskuksen aloitteesta päätettiin vuonna 2002 järjestää geologian opiskelijoille kallioperägeologian jatkokurssi. Sen tarkoituksena oli perehdyttää opiskelijoita kartoitukseen, jota vain harvalla heistä oli ollut mahdollisuus harjoittaa laajemmin johtuen malminetsintäyhtiöiden ja GTK:n vähäisestä kausiapulaistarpeesta. Kurssi oli ensimmäinen tämän laajuisena pidettävä, ja siihen osallistuivat kaikki Suomen yliopistolliset geologian laitokset (Helsingin, Oulun ja Turun yliopistosta sekä Abo Akademista). Kartoitusalueeksi valittiin Forssan ympäristö, koska (1) alueellisessa moreenitutkimuksessa alue erottuu kullan suhteen anomaalisena ja Torronsuon alueella oli löydetty uusia kultamineralisaatioita, (2) alue on lahella syväseismistä heijastusluotauslinjaa FIRE 2 & 2A, (3) alueen karttalehdet ovat Etelä-Suomen vanhimpia (ajalta ennen aerogeofysikaalisia mittauksia), ja (4) alue on logistisesti hyvä (majoitukseen sopiva Eerikkilän urheiluopisto sijaitsee lähellä). Kurssin koordinaattorina toimi Mikko ironen, ja kustakin laitoksesta oli assistentti yhteyshenkilönä sekä kurssin opettajana (ks. Liite 1). Geologian laitoksista valittiin kurssille 37 opiskelijaa ja lisaksi GTK:sta kolme tutkimusavustajaa. Opiskelijat valittiin sen perusteella, missä opiskeluvaiheessa he olivat. Etusija oli laudatur-vaiheen opiskelijoilla ja jatkoopiskelijoilla. Laitoksille toimitettiin GTK:sta kevään 2003 aikana ennakkoaineistona karttapohjat, geofysikaaliset kartat, havaintoaineisto GTK:n tietokannoista, paljastuma-aineisto maastotietokannasta ja GTK:n maastotyöopas. Opiskelijoiden tuli lisaksi perehtyä alueelta tehtyihin julkaisuihin. Koordinaattori jakoi 480 km2:n suuruisen, vinotahokkaan muotoisen alueen 19 osa-alueeksi (kuva l), ja vastaavasti osanottajat 19 ryhmäksi, joissa kussakin oli vähintään kaksi henkeä, pääsääntöisesti kahdesta eri yliopistosta. Kullekin ryhmälle osoitetulle alueelle tuli valmistella kartoitussuunnitelma ennen kurssin alkua. Kartoitusalueelle tehtiin kulta-analyysejä varten näytteenottosuunnitelma, jossa näytteillä pyrittiin kattamaan tasaisesti koko alue (yksi per neliökilometri). Havaintoja kertyi kurssin aikana noin 900 ja geokemiallisia kallionäytteitä 323 pussillista. Havainnot (havaintonimikkeenä KK1-) talletettiin KALPEA-tietokantaan pääasiassa kurssin aikana. Raporttien (kartta, havaintotietokanta, loppuraportti) tuli suunnitelmien mukaan olla valmiit marraskuun 2003 loppuun mennessä. Tämä aikataulu ei pitänyt, osittain siitä syystä, että kaikkea aineistoa ei saatu tallennettua KALPEAan kurssin aikana. Itaisen osan loppuraportti (Oulun yliopisto ja Abo Akademi) valmistui keväällä 2004, mutta läntisestä osasta (Helsingin ja Turun yliopistot) valmistuivat vain ryhmien raportit sekä karttakooste (vuonna 2004). Seuraavassa on esitetty tiivistelmä raporteista. 2 KIVILAJIT Vanhoissa 1 : mittakaavaisissa kallioperäkartoissa (kuva 1) kurssin kartoitusalueella vallitsevat erilaiset mafiset ja intermediääriset vulkaaniset kivet (amfiboliitit, tuffiitit ja podyyriset tyypit), joiden joukossa on poimuttuneita sedi-menttikiviosueita (etelässä kiilleliusketta, pohjoisempana granaatti- ja kordieriitti-pitoista kiillegneissiä). Alueen koillisosassa vulkaniitit vaihettuvat gabroiksi. äitä kiviä leikkaavat granodioriitit ja mikrokliinigraniitit. Vaikka kallioperäkarttojen kivilajijakauma pitää suurelta osin paikkansa, kuva Forssan alueen kallioperästä tarkentui geofysikaalisen pohja-aineiston ja kurssin aikana tehdyn kartoituksen perusteella. Itaisen ja läntisen osan kartat valmisteltiin itsenäisesti, minkä vuoksi kivilajit poikkeavat hieman toisistaan alueiden välisen rajan eri puolilla (liite 2). Kartoituskurssin pohjalta tehdyissä kartoissa on eroteltu mafiset ja intermediääriset vulkaniitit, joista viimeksi mainitut ovat vallitsevia länsiosassa ja ensin mainitut itäosassa. Intermediääriset vulkaniitit ovat monin paikoin fragmenttirakenteisia (agglomeraatteja ja tufibreksioita; etenkin alueilla 10 ja 12) ja uudelleen kerrostu-neita, jolloin ne ovat lähinnä vulkaanisia sedimenttikiviä (tuffeja, tuffiitteja ja vulkaa-nisia konglomeraatteja). Alueilla 9 ja 12 oleva mafinen vulkaniitti on tulkittu paikoin tyynyrakenteiseksi. Epidoottiutuminen on yleistä mafisissa ja intermediäärisissä vulkaniiteissa. Felsisiä vulkaniitteja on pieninä välikerroksina länsiosan intermedi-äärisissä vulkaniiteissa. Alueella 3 on (puolipinnallista?) kvartsi-maasälpäporsyna. GTK GE0U)GIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGlSKA FORSKIGSCETRALE GEOLOGICAL SURVEY OF FILAD

5 Ylätunnisteen tekstirivi 1 Ylätunnisteen tekstirivi 2 Kuva 1. Kartoitusalueen whmlialueet. Pohjana 1: kaiiioperhrtat 2113 Forssa (euvonen 1954) ja 2024 Somero (Simonen 1955). Sedimenttikivien mäara näyttää olevan vähäisempi kuin kallioperllkartoilla on esitetty. Sedimenttikivissa on lounaisosassa paikoin hyvin sailyneitä primaarirakenteita, kun taas itäosan gneissit ovat migrnatiittisia. Aeromagneettisen kartan hallitsevin piirre johtuu koillisosassa olevasta kerroksellisesta uraliittiporfjnitistä, jossa on poimuttuneita, magnetiittipirotetta sisältäviä kerroksia. Toisen aeromagneettisella kartalla selvästi erottuvan rakenteen aiheuttaa itäosan kerroksellinen, magnetiittipitoinen gabro. Täma syväkivi vaihettuu ilman selvu rajaa porsryrisiksi puolipinnallisiksi kiviksi ja vulkaniiteiksi (plagioklaasi- ja uraliittiporfyriiteiksi), kuten jo euvonen (1956) karttalehti-selityksessan esitti. Myös alueen keskiosassa sijaitseva pienehk6 peridotiitti-intruusio aiheuttaa selvan aeromagneettisen anomalian. Granodionitit ja tonaliitit leikkaavat paikoin gabroja ja dionitteja, mutta sulien sekoittumista indikoivat rakenteet mafisten syväkivien ja granodioriittien kesken viittaavat siihen, että mafinen ja intermediurinen magmatismi ovat olleet Iahes samanaikaisia. Granodioriitit ovat yleensa suuntautuneita, mutta kaikkia edellä kuvattuja kivi8 leikkaavat mikrokliinigraniitit ovat karkearakeisia ja suuntauhunat-tornia. 3 STRATIGRAFIA JA RAKETEET Forssan kaakkoispuolelta Jokioisiin ulottuva, verrattain hyvin säilyneistä kivistä koostuva liuskejakso on tulkittu synkliiniksi, jossa alimpina ovat mafiset vulkaniitit, niiden päiilla vulkaaniset breksiat ja tufiitit, ja ylimpänä kiilleliuskeet sekä näihin liittyvat vähäiset konglomeraatit. Tämä tulkinta vastaa Hakkaraisen (1989, 1994) käsitystä alueen stratigrafiasta. Synkliinin alueella liuskeisuuden kaateet vaihtelevat välillä 4O0-90'. Synkliinin pohjoispuolella GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS. GEOLOGISKA FORSKIGSCEiRALE QEOLOGICAL SURV OF FiLAD

6 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 olevat mafiset vulkaniitit poikkeavat selvästi synkliinin mafisista vuikaniiteista, mikä viittaa tektonisen diskordanssin olemassaoloon; pohjoispuolinen alue on myös rakenteellisesti kompleksisempi kuin synkliinin alue. Yleisin liuskeisuuden kulkusuunta on lahes itä-läntinen, joka kääntyy itäosassa koillis-lounaiseksi; tämä suuntaus näkyy selvasti myös aeromagneettisella kartalla. Liuskeisuus on yleensä lähes pystyasentoinen. Paikoin erottuu vanhempi, kerrok-sellisuuden tasossa oleva poimuttunut liuskeisuus. Paljastumilla voitiin erottaa kaksi poimutusvaihetta, joista vanhemman poimuakseli painuu luoteeseen ja nuoremman koilliseen. Karttamittakaavaista poimutusta on lännessä alueella 5, jossa poimuakselin suunnaksi määriteltiin , keskella synkliinin alueella sekä koillisessa alueella 18, jossa poimuakselin taso on koillis-lounainen. Alueen poikki kulkee noin itä-läntinen hiertovyöhyke, joka jatkuu alueen 8 grano-dioriitista itään synkliinin pohjoisreunaa myöten ja kääntyen kohti koillista. Hierto-vyöhykkeen keskellä ortomyloniittisten kivien mineraalilineaatiot ovat likimain horisontaalisia. Hiertovyöhyke tulkittiin oikeakätiseksi siirrosvyöhykkeeksi tai jopa ylityöntöpinnaksi. Aeromagneettisella kartalla kartoitusalueen länsiosassa nakyvät lineaariset positiiviset anomaliat voivat myös olla hiertovyöhykkeita, mutta koska anomaliat ovat pääosin peitteisillä alueilla, niiden aiheuttaja jäi selvittämättä. 4 METAMORFOOSI Kartoitusalueen kivet ovat käyneet läpi amfiboliittifasieksen metamorfoosin. Kiilleliuskeissa on andalusiittia ja kordieriittia. Itäosassa sedimenttikivet ovat paikoin migmatiittisia ja korkeimman metamorfoosin alueella 15 on migmatiittisessa kiille-gneississsä kordieriittia, sillimaniittia ja granaattia. Tämä metamorfoosiasteen muutos tukee tulkintaa, että alueen keskiosan hiertovyöhyke olisi vertikaalikomponentin sisältävä siirros. 5 MIERALISAATIOT Alueella 3, Rehulassa, on voimakasta kvartsiutumista, albiittiutumista, turmalini-saatiota ym. muuttumista sekä kiisuuntumista. Alueelta 6, Satulinmäen kulta-aiheen ympäriltä, löytyi runsaasti kiisupitoisia lohkareita sekä Satulinrnäen luoteispuolelta Rehulassa kaksi kiisuuntunutta paljas-tumaa (lähinnä arseenikiisua). Alueella 7, Riukan kulta-aiheen alueella, on kvartsiutuneessa intermediäärisessä vuikaniitissa ja kvartsijuonissa on arseenikiisupirotetta. Alueen eteläosassa on litium-pegmatiittia repaleisena juoniparvena. Alueella 12 on amfiboliitissa rikkikiisu-, kuparikiisu- ja magnetiittipirotetta. Alueella 16 on plagioklaasipor@riitissä hieman rikki- ja kuparikiisua. 6 KOKEMUKSIA JATKOKURSSISTA Jatkokurssi oli ensimmäinen tässä laajuudessa järjestetty ja tästä johtuen sen tavoitteet olivat hieman ylimitoitetut. Kartoitus, sen ohessa tehty näytteenotto, kenttätyön jälkeinen tallentaminen ja alustava kartan piirtäminen sekä lahes joka ilta pidetyt luennot eri aiheista aiheuttivat sen että työpäivät venyivät iltamyöhään; tästä tulikin valituksia. ATK-henkilöstön ja -laitteiston määrä oli suunniteltua vähäisempi ja haittasi kurssia koko ajan, muutenkin GTK:n henkilöpanos oli minimirajalla. GIS-laitteiston hyödyntäminen jäi perustasolle. Kurssin suuri osanottajamäärä (40 opiskelijaa ja 9-12 opettajaa) aiheuttivat myös vaikeuksia koordinoinnissa (mm. opettajien siirtyminen päivittäin ryhmästä toiseen ja tähän liittyneet kuljetus-ongelmat). Myöhemmissä kursseissa opiskelijamäärä onkin ollut noin 20 henkeä. GTK GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGISKA FORSKtGSCElRALE GEOU)GICAL SURVEY OF FILAD

7 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 Kurssin lopussa pyydettiin opiskelijoilta palautetta kurssista (liite 8 CD:lIa). Kurssi koettiin opiskelijoiden taholta tarpeelliseksi, ja hyvän8 asiana pidettiin tutustumista muiden yliopistojen opiskelijoihin ja geologeihin sekä GTK:n väkeen. Opettajat olivat patevia ja innostavia sekä luennoilla että kentälla. Opettajien paivittaistä kiertamistä ryhmästa toiseen pidettiin niin ikmn hyvanä ja uusia näkemyksia tuovana asiana. Tietokoneiden vahyydestä, tiedotuksen puutteista, tiukasta aikataulusta ja liian pienestä kenttä-lounasannoksesta tuli moitteita. Opiskelijat olivat varsin eri tasoisia kartoituskokemuksensa suhteen, eikä tama korreloinut kovinkaan hyvin opiskeluvaiheen kanssa -jotkut pro gradu -vaiheessa olevat opiskelijat olivat saaneet harjoitusta vain lyhyilla laitosten järjestämilla kenttakursseilla. Kurssin lopuksi pidettiin isolla kalliopaljastumalla (kuva 2) kartoitus-harjoitus, jossa kukin opiskelija teki itsenaisesti havainnot kahdeksasta pisteestä. Harjoituksen tulokset (liite 9 CD:IIa) osoittivat, että kurssitus on tarpeen jatkossakin; esimerkiksi vulkaniittien ja sedimenttikivien erottaminen toisistaan tuotti vaikeuksia. Kuva 2. Kurssilaiset kokoontuneina hiekkakuopan paljashimalle (x= , y= ), jolla selvitetaan kartoitusharjoituksen kivilajeja. OTK QEOU3GIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGISKA FORSKIQSCETRALE GEOLOGICAL SURVEY OF FILAD

8 Ylatunnisteen tekstirivi 1 Ylatunnisteen tekstirivi 2 7 KIRJALLISUUSVIITTEET Hakkarainen, G., Lahden-Someron vulkaniittimuodostuman stratigrafia. Turun yliopisto, Geologian ja mineralogian osaston julkaisu nro 20,59 s. Hakkarainen, G., Geology and geochemistry of the Hämeenlinna-Somero volcanic belt, southwestem Finland: A paleoproterozoic island arc. Geological Survey of Finland, Special Paper 19, euvonen, K. J., Suomen geologinen kartta, 1 : kallioperäkartta, lehti Forssa. euvonen, K.J., Suomen geologinen kartta, 1 : kallioperakartan selitys, lehti Forssa, 39 s. Simonen, A., Suomen geologinen kartta, 1 : kallioperäkartta, lehti 2024 Somero. Liitteet Liite 1. Kurssin osanottajalista Liite 2. Karttakooste CD:llä olevat liitteet: Liite 1. Itaisen alueen loppuraportti Liite 2. Itaisen alueen raportit Liite 3. Läntisen alueen raportit Liite 4. Raporttikooste Liite 5. Karttakooste Liite 6. Itäkartta Liite 7. Länsikartta Liite 8. Kurssipalaute Liite 9. Kartoitusharjoituksen tulokset GTK GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUS GEOLOGISKA FORSKIGSCETRALE GEOLOGICAL SURVEY OF FILAD

9 Liite 1. Kurssin osanottajalista Opiskelijat Helsingin yliopisto: Jani Bergström, Antti Kallio, Iitamaria Kivioja, Matti Kurhila, Kirsi Larjamo, Viveca Lindqvist, Ilona Romu, Matti Talikka, Anna Tornivaara, Kirsi Ylönen. Oulun yliopisto: Hanna Haapala, Marko Holma, Jouko Himanka, Markus Kyläkoski, Hannu Lahtinen, Jarkko Lamminen, Timo Luoma, Jyri Meriläinen, Antti Mikkola, Petri Saarela. Turun yliopisto: Virve Heilimo, Antti Joutsen, Terhi Jurvanen, Pekka Kamärainen, Jussi Mattila, Annika yström, Leena Rajavuori, Pietari Skyttä, Pirjo Turunen, Liisa Wikström. Abo Akademi: Peik Aura, Rasmus Blomqvist, Simon Granbacka, Mathias Forss, Maria yholm, Jens Rönnqvist, Gustav Westerlund. Opettajat GTK: Pasi Eilu ( ), iilo Kärkkäinen, Mikko ironen, Tuure yholm, Matti Pajunen ( ), Juhani Ojala ( ), Petri Virransalo. Helsingin yliopisto: Yrjö Kähkönen, Paula Kosunen Oulun yliopisto: Aulis Kärki Turun yliopisto: Timo Kilpeläinen Abo Akademi: Fredrik Strandman James Cook Universiw Australia: ick Oliver ( ) Vieralilijat Carl Ehlers ( ) Juha Karhu ( ) Raimo Lahtinen ( ) Pekka urmi ( , )

10 :-? -: ;(, a p =;.,. ':-:,. - 3 y. y -i@,;,$+s:"i t*ri-\ &p i1...? ;' -fnr..: -,,...?,!f- -...? Li. \L * : +,& ".. ;-,, I-_ -.. :,,$',-,L;&J=;L,-+?~kL+, *.'pfl <,.-...?,>.,:b ;>).. &:5- --,.q -=. g=*;..,fi e G..,..:.,. -

11 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI FORSSA ITÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI TOMITTAJAT: Mathias Forss, Simon Granbacka, Maria yholm, Jens Rönnqvist, Gustav Westerlund 2004

12 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI SISÄLLYSLUETTELO JOHDATO...2 Tutkimusalue...2 Tutkimusvaiheet...4 KALLIOPERÄ YLEISPIIRTEET...4 KIVILAJIT...6 Pintasyntyiset kivilajit...6 Emäksiset vulkaniitit... 6 Uraliitti- ja plagioklaasiporfyriitit... 7 Vulkaaniset sedimentit... 8 Kiillegneissit ja -liuskeet... 9 Syväkivet...10 Peridotiitti Gabro Tonaliitti - Granodioriitti - Dioriitti Mikrokliinigraniitti Juonikivet...12 STRATIGRAFIA JA IKÄSUHTEET...13 Läntinen osa-alue...13 Keskinen- ja itäinen osa-alue...14 RAKEE JA METAMORFOOSI...15 Liuskejakso...15 Koillinen uraliittiporfyriittiyksikkö...16 Intrusiiviset yksiköt...16 Metamorfoosi...16 TALOUDELLISET AIHEET SEKÄ MALMIVIITTEET...18 MUUTOKSET AIEMPAA KALLIOPERÄKARTTAA...18 Eteläinen reuna...18 Keskivyöhyke...19 Pohjois-Koillisosa...20 VIITTEET...20 GEOLOGISET RETKEILYKOHTEET...21 Kansikuva: Viimeisen päivän kartoitustentti retkeilykohteella Kuva: F. Strandman. 1

13 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI JOHDATO Geologian tutkimuskeskus (GTK) ja Suomen neljä geotieteiden opetusta antavaa yliopistollista yksikköä eli Helsingin (HY), Turun (TY) ja Oulun (OY) yliopistojen geologian laitokset, sekä Turun Åbo Akademin (ÅA) geologian laitos, järjestivät Hämeen vyöhykkeellä ensimmäisen kallioperäkartoituksen jatkokurssin. Kurssin tavoitteena oli täydentää alueelta olemassa olevaa malmi-, ja kallioperägeologista aineistoa, antaa täydentävää koulutusta nykyaikaisessa kallioperäkartoituksessa vaadittavista työskentelymetodeista ja laajentaa osanottajien perusgeologista osaamista. Kenttätukikohtana maastotöiden ajan toimi Forssan kaupungista noin 15 km kaakkoon sijaitseva Eerikkilän urheiluopisto. Kahteen suuralueeseen jaetun tutkimusalueen kartoituksesta vastasivat itäisen suuralueen osalta OY ja ÅA, läntisen osalta HY ja TY. Kurssin lopputavoitteeksi asetettiin uuden kallioperäkartan ja sitä vastaavan karttaselityksen laatiminen. Suuralueet jaettiin edelleen pienempiin vastuualueisiin, joiden kartoitus suoritettiin kahden hengen ryhmissä siten, että kullakin alueella oli edustus pääsääntöisesti kahdesta eri yliopistosta. Ryhmäalueet on esitetty kuvassa 1. Kartoitushavaintoja kurssin aikana tehtiin itäiseltä suuralueelta kaikkiaan 461 kpl. Itäisellä kartoitusalueella suoritettuun maastotyöskentelyyn ja karttalehtiselostuksen laatimiseen ovat osallistuneet OULU YLIOPISTOSTA fil.yo. Hanna Haapala, FM Jouko Himanka, FM Marko Holma, fil.yo. Irmeli Huovinen, LuK Markus Kyläkoski, fil.yo. Hannu Lahtinen, fil.yo. Jarkko Lamminen, fil.yo. Timo Luoma, fil.yo. Jyri Meriläinen, fil.yo. Antti Mikkola, ÅBO AKADEMISTA FM Peik Aura, fil.yo. Rasmus Blomqvist, fil.yo. Mathias Forss, fil.yo. Maria yholm, fil.yo. Simon Granbacka, fil.yo. Jens Rönnqvist, fil.yo. Gustav Westerlund ja GEOLOGIA TUTKIMUSKESKUKSESTA tutkimusassistentti Mikko Pelkkala ja tutkimusassistentti Pekka Karimerto. Lisäksi maastotöihin osallistuivat Yliopistojen koordinoijina yliassistentti FT Aulis Kärki (OY) ja assistentti FM Fredrik Strandman (ÅA). Tutkimusalue Itäinen kartoitusalue sijaitsee Länsi-Suomen läänin itäosassa Kanta-Hämeen maakunnassa, Forssan kaupungin, Tammelan kunnan ja lounaisnurkaltaan osin Kalvolan kunnan alueilla. Alue sijoittuu 1: kallioperäkarttalehdille 2113 (Forssa)ja 2024 (Somero). Suunnikkaan muotoisen, pinta-alaltaan noin 120 km 2 kokoisen (12 x 22 km) ja koillisesta lounaaseen suuntautuvan kartoitusalueen itärajana toimii ko. karttalehtien itälaita (y: 2500,000). Itäisen kartoitusalueen länsiraja (y: 2480,000) sijoittuu lähelle Forssan kaupunkia erottaen itäisen ja läntisen suuralueen toisistaan. Kartoitusalueen etelälaitaa myötäilee Hämeenlinnasta Forssan kautta Turkuun kulkeva kantatie 10. Itäistä ja läntistä kartoitusaluetta rajaa valtatie 2. Alue on pääasiassa moreenipeitteistä (peltoalueet savi- ja silttipeitteisiä) ja maastonmuodot pääasiassa kallioperän muotojen ohjailemia. Lukuisia järviä ja näitä yhdistäviä pieniä jokia kartoitusalueen pinta-alasta on karkeasti kymmenesosa. Alue sijoittuu reunadeltoista rakentuvien glasiaalimuodostumien toisen Salpausselän ja Sisä-Suomen reunamuodostuman väliin. Alueen itä- ja länsilaidan lävitse yhtenäisinä kulkevat E-SW -suuntaiset harjujaksot ovat syntyneet mannerjäätikön vetäytymisvaiheessa. Laaja tieverkosto mahdollistaa alueen suhteellisen helpon saavutettavuuden, ja varsinkin suurten asutuskeskusten (Forssa, Tammela) lähettyvillä tieleikkaukset helpottavat 2

14 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI havainnointia muutoin heikosti paljastuneella alueella. Laajemmat paljastuma-alueet keskittyvät topografisesti korkeammille maastonkohdille ja alavimmilla, useimmiten viljellyillä mailla paljastumaolosuhteet ovat heikot. Itäisellä kartoitusalueella ei ole harjoitettu taloudellista kaivostoimintaa, eikä tällä ole läntisen kartoitusalueen tapaan merkittäviä malmiaiheita. Kuva 1. Kartoitusalueen maantieteellinen sijainti ja ryhmäalueet (11: T. Luoma, R. Blomqvist & P. Karimerto; 12: A. Mikkola & J. Rönnqvist; 13: H. Haapala & P. Aura; 14: M. Holma & J. Lamminen; 15: I. Huovinen & G. Westerlund; 16: M. Kyläkoski & M. Forss; 17: J. Himanka & M. yholm; 18: H. Lahtinen & M. Pekkala; 19: J. Meriläinen & S. Granbacka). 3

15 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Tutkimusvaiheet Tehdyt alustavat kartoitussuunnitelmat ja aluekohtaiset maastokartat perustuivat tutkimusalueelta aikaisemmin tuotettuun geologiseen, geofysikaaliseen, sekä kirjalliseen aineistoon. Geofysikaalisen kartta-aineiston visualisointi suoritettiin Oulun yliopistossa ErMapper ja Åbo Akademissa Manifold System ohjelmistolla. Kenttähavainnot tallennettiin GTK:n ylläpitämään KALPEA -tietokantaan. Maastotöiden aikana suoritetun alueellisen geokemiallisen kallioperänäytteenoton (yksi näyte/km 2 ) lisäksi on muutoin havainnoiduista malmigeologisista näytteistä mielenkiintoisimmat analysoitu GTK:n toimesta. Osasta tyyppinäytteistä teetettiin sekä Oulun yliopiston että Åbo Akademin hielaboratorioissa kiillotettuja ohuthieitä, kaikkiaan 40 kpl. Havaintokohteista, sahatuista kivinäytteistä ja ohuthieistä otetuista valokuvista osa on julkaistu tässä karttalehtiselostuksessa. Kartta-aineiston käsittely ja karttojen piirtäminen suoritettiin ArcView, ArcGIS ja Manifold ohjelmistojen avulla. Ennen karttalehtiselostuksen koostamista kultakin alueelta laadittiin erilliset ryhmäkohtaiset kartoitusraportit. KALLIOPERÄ YLEISPIIRTEET Tutkimusalue sijaitsee geologisesti Hämeen vyöhykkeessä (ironen et al. 2002). Vyöhyke on osa Etelä-Suomen 1,90-1,82 Ga -ikäistä kaarikompleksia (Korsman et al. 1997). Suomen kallioperäkartan (1: ) mukaan kaarikompleksi on käynyt läpi kolme eri kehitysvaihetta. Vanhin kehitysvaihe ajoittui aikavälille 1,90-1,88 Ga, ja se on tuottanut suprakrustisia seurantoja. 1,89-1,87 Ga -ikäiset gabrot, dioriitit ja granitoidit muodostavat törmäysvaiheessa syntyneitä intruusioita. Kuoren vahventumista seurasi nuorin intruusiovaihe, joka synnytti 1,84-1,82 Ga -ikäiset mikrokliinigraniitit. Alueella esiintyvät pääkivilajiyksiköt on hahmoteltu kuvaan 2. Kartoitusalueen eteläreunaa hallitsevat mikrokliinigraniitit ja näihin liittyvät pegmatiitit. Mikrokliinigraniitit ovat suuntautumattomia, yleisesti varsin homogeenisia ja massamaisia. Paikoin niihin sisältyy pieniä mafisia, gneissimäisiä sulkeumia. Mikrokliinigraniitti on alueen nuorin kivilajiyksikkö. Granitoidiyksikössä kivilajien koostumus vaihtelee graniitin, granodioriitin, tonaliitin ja dioriitin välillä. Granodioriittinen koostumus on vallitseva koko kartoitusalueella mutta paikoin esiintyy myös tonaliittisia ja dioriittisia muunnoksia. Kartoitusalueen pohjoista keskiosaa hallitsee laaja kerroksellinen gabroidiyksikkö. Yksikön kerroksellisuus hahmottuu selvästi aeromagneettisella kartalla ja maastossa kerroksellisuus ilmenee kiven ulkoasun ja koostumuksen vaihteluina paljastumasta paljastumaan. Yksikön kivissä raekoko vaihtelee karkearakeisista syväkivistä porfyyrisiin, mahdollisesti puolipinnallisiin, pintakiviä muistuttaviin kerroksiin. Vallitsevat kivilajit ovat gabroja ja dioriitteja, mutta varsin yleisesti esiintyy myös plagioklaasi- sekä uraliittiporfyriittejä. Ultramafisia osueita tavataan harvakseltaan. Kartoitusalueella metavulkaniitit esiintyvät laajimpina yhtenäisinä alueina länsi- ja itäosissa. Läntisellä vulkaniittialueella on primäärirakenteensa hyvin säilyttäneitä yksikköjä. Tyynylaavoja, happamia vulkaniitteja ja amfiboliitteja esiintyy alueella. Paikoin on myös subvulkaanisiksi tulkittuja osueita. Hakkaraisen (1994) mukaan tämä osa kuuluu Forssa 4

16 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI ryhmään. Tällä alueella tavataan myös Salmistonmäen peridotiitti-intruusio. Itäisen kartoitusalueen vulkaniitit koostuvat pääosin uraliitti- ja plagioklaasiporfyriiteistä sekä vulkaanisista konglomeraateista. Alueen porfyriitit ovat osaksi tulkittu subvulkaanisiksi intruusioiksi. Tämän alueen vulkaniitit kuuluvat Häme ryhmään (Hakkarainen 1994). Metasedimenttejä tavataan alueen eteläosissa yhtenäisenä, länsi-itäsuntaisena jaksona sekä laajempina yksiköinä kartoitusalueen keskiosissa. Eteläosassa kiillegneissit seuraavat voimakasta hiertovyöhykettä. Keskiosassa sijaitsevat metasedimentit ovat tavallisesti migmatiittisia. Metasedimentitalueet ovat melko heikosti paljastuneita, ja siksi metasedimenttisten yksiköiden tarkkaa laajuutta on vaikea arvioida. Kuva 2. Yksinkertaistetun geologisen kartan ja aeromagneettisen kartan yhdistelmä itäiseltä kartoitusalueelta. Kivilajit on jaettavissa kolmeen eri kehitysvaiheiseen (Korsman et al. 1997).) Metasedimentit, metavulkaniitit ja peridotiitti kuuluvat vanhimpaan, 1, Ga ikäiseen vaiheeseen. Toiseen vaiheeseen kuuluvat granitoidit, dioriitit ja gabroidit ovat iältään 1,89-1,87 Ga. uorimmat kivilajit ovat 1,84-1,82 Ga ikäisiä mikrokliinigraniitteja. (Tutkimusalueen magneettinen kartta: GTK:n matalalentoainestoa). 5

17 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI KIVILAJIT Pintasyntyiset kivilajit Emäksiset vulkaniitit Itäisen tutkimusalueen länsiosissa tavataan hienorakeisia, tummia ja metamorfoituneita emäksisiä vulkanitteja, jotka sisältävät plagioklaasia noin 50 %, sarvivälkettä 30 % ja biotiittia 20 % sekä aksessorisina mineraaleina apatiittia ja titaniittia. Kivet ovat voimakkaasti liuskeisia ja selkeästi viivauksellisia. Alueen vulkaniiteista huomattava osa on niin voimakkaasti metamorfoitunut, että niissä ei ole lainkaan tunnistettavia primäärirakenteita, ja kivilajia kutsutaan siksi yksinkertaisuuden vuoksi amfiboliitiksi. Paikoin amfiboliiteista on erotettavissa happamampia välikerroksia, jotka ovat paikoin boudinoituneet noin kymmenen senttimetrin pätkiksi. Yleisesti amfiboliiteissa on heikko, pääasiassa rikkikiisusta muodostuva pirote. Forssan keskustan kaakkoispuolella, Tupasuon alueella, esiintyy hyvin primäärirakenteensa säilyttäneitä vulkaanisia breksioita ja tyynylaavoja (kuva 3). Vulkaanisen breksian fragmentit ovat halkaisijaltaan 1-20 cm kokoisia, ja ne ovat yleensä voimakkaasti epidoottiutuneita ja karbonaattiutuneita. Kivessä on myös vahvoja epidoottiutuneita juonia. Tyynylaavoissa tyynyt ovat kooltaan noin puolimetrisiä, ja ne sisältävät 1-15 mm kokoisia epidootti- ja karbonaattitäytteisiä manteleita. Myös tutkimusalueen luoteisosissa esiintyy muutamia emäksisiä vulkaniittialueita, jotka ovat tonaliittisen magman breksioimia. Kuva 3. Epidoottiutunut tyynylaava muutamia kilometrejä Forssan keskustan eteläpuolelta, Tupasuon länsilaidalta. Kuva: Antti Mikkola. 6

18 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Uraliitti- ja plagioklaasiporfyriitit Tutkimusalueen kaakkoisosissa ja Teuron kylän länsi- ja lounaispuolella vallitsevat hyvin tunnistettavat massiiviset emäksiset uraliittiporfyriitit. Vastaavanlainen kivilajiyksikkö tavataan myös alueen länsiosassa amfiboliittien joukossa. Paikoin uraliittiporfyriittissa on nähtävissä kerroksellisuutta. Alueen koilliskulmassa agglomeraatit, emäksiset ja intermediääriset vulkaniitit sekä konglomeraatit esiintyvät välikerroksina uraliittiporfyriitissa. Magneettiset uraliittiporfyriitit muodostavat matalalentoaineistossa hyvin hahmottuvan suurimittakaavaisen poimurakenteen, joka koostuu magneettisen aineiston tulkinnan perusteella ainakin kolmesta selvästi toisistaan erottuvasta poimuttuneesta kerroksesta, sekä niiden väliin jäävistä ei-magneettisista uraliittiporfyriiteistä. Uraliittiporfyriiteistä teetetyistä ohuthiestä on nähtävissä hienorakeista, piroitteista magnetiittia. Hietaslammen tieleikkauksesta otetusta näytteestä tehtiin ohuthie, josta saatiin seuraavanlainen koostumus: Sarvivälke 40%, plagioklaasi 30%, kvartsi 15%, pyrokseeni 10%, opaakki 5% ja aksessorina titaniittia. Uraliitit ovat pyrokseenihajarakeiden pseudomorfeja, ja ne ovat halkaisijaltaan tyypillisesti 2-5 mm kokoisia. Kiven perusmassa on erittäin hienorakeinen. Pehkijärven länsirannalla ja tutkimusalueen keskiosassa, iittykulmassa, esiintyy plagioklaasiporfyriittiä. äillä kivilajeilla on tyypillisesti 2-4 cm kokoisia plagioklaasihajarakeita, joiden määrä vaihtelee muutamasta satunnaisesta hajarakeesta kidepuuromaisen ulkoasun muodostavaan kokonaisuuteen (Kuva 4). Kuva 4. Plagioklaasiporfyriitti Pehkijärven lounaisrannan ja Forssa-Hämeenlinna valtatien välisellä alueella. Huomaa plagioklaasihajarakeiden suuntavaihtelua leikkaavan amfiboliittijuonen eri puolilla. Kuva: Fredrik Strandman. 7

19 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI iittykulman alueella hajarakeet ovat useimmiten, ainakin muutaman neliömetrin alueella, yhdensuuntaisia tuoden ainakin paljastumamittakaavassa mieleen jonkinlaisen magmaattisen virtausrakenteen. Edellä mainitut kivet ovat luultavasti puolipinnallisia juonia. Pehkijärven plagioklaasiporfyriitit esiintyvät melko laajana yksikköna, ja erottuvat magneettisella kartalla selvästi granodioriitista, mutta huomattavasti heikommin viereisestä uraliittiporfyriitistä. Plagioklaasiporfyriitti on homogeeninen, hieno-karkearakeinen kivilaji, joka sisältää plagioklaasihajarakeita. Paikoin plagiklaasiporfyriitin perusmassa on amfiboliittinen sisältäen 55% plagioklaasia, 20% sarvivälkettä, 10% biotiittia, 10% kvartsia ja aksessorisina apatiittia sekä titaniittia Vulkaaniset sedimentit Koillisosissa, uraliittiporfyriittien sisään jäävä yksikkö koostuu monomiktisista, keskirakeisista vulkanoklastiiteista, jotka sisältävät voimakkaasti venyneitä, suuntautuneita ja kulmikkaita kappaleita. Kappaleet ovat pisimmillään hieman alle metrin mittaisia ja muutaman kymmenen senttimetrin levyisiä. Vulkanoklastiiteissa tavatut kappaleet ovat väriltään punertavia tai ruskehtavia, ja niitä ympäröi hienorakeinen, tummahko vulkaaninen perusmassassa (tuffiitti). Agglomeraatteja esiintyy paikoin hyvin runsaasti, ja niiden pommit ja heitteleet ovat venyneitä, usein itä-länsisuuntaisia ja kivilaji on paikoin kokonaisuudessaan kerroksellinen. Agglomeraatit erottuvat matalalentokartoissa aiheuttamansa voimakkaan magneettisen anomalian takia. Emäksisiä ja intermediäärisiä vulkaniitteja sekä konglomeraatit esiintyy agglomeraattien läheisyydessä runsaasti. Kuva 5. Klastipitoinen vulkaaninen sedimentti muutama kilometri Forssan keskustan eteläpuolella, kuvan 3 tyynylaavoista etelään. Ylhäällä epidoottiutunut osa. Kuva: Antti Mikkola. 8

20 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Lännessä, Kaukjärven etelärannalla tavataan myös klastipitoisia vulkaanisia sedimenttejä. ämä poikkeavat hieman yllämainituista kivistä, siten että ne ovat polymiktisiä ja hiertyneitä. Kartoitusalueen lounaisosassa, Peräkorven alueella, esiintyy happamiksi tuffiiteiksi tulkittavia, selkeän laminaarisen ja osin vahvemmankin kerroksellisuuden omaavia kiviä. Vulkaaniset breksiat (kuva 5), tyynylaavat ja happamat tuffiitit muodostanevat varsin ohuita kerroksia muutoin amfiboliiteiksi lukeutuvien kivien joukossa. Tutkimusalueen kaakkoisosissa esiintyy kaksi eri vulkaniittialuetta, jotka on nimetty kartalla intermediäärisiksi vulkaniiteiksi. Kivet ovat kerroksellisia vulkaanisia sedimenttejä, jotka ovat erittäin liuskeisia, deformoituneita ja isokliinisesti poimuttuneita. Vulkaniittia leikkaa paikoin vahvuudeltaan muutamasta senttimetristä muutamaan metriin vaihtelevia pegmatiittijuonia. Vulkaniitissa saattaa havaita paikoin granaattiporfyroblasteja. Kiillegneissit ja -liuskeet Kiillegneissejä ja -liuskeita tavataan kartoitusalueen eteläosissa itä-länsi suunnassa kulkevana yhtenäisenä horisonttina ja melko laajoilla alueilla tutkimusalueen keskiosissa sekä pohjoisosassa pienempänä yksikkönä uraliittiporfyriittin joukossa. ämä kivet ovat alkuperältään peliittisiä tai psammiittisia, ja ne ovat metamorfoituneet joko liuskeiksi tai gneisseiksi. Yleispiirteiltään kivilaji on tumma, hieno-keskirakeinen ja joskus migmatiittinen. Migmatiittisten kiillegneissien neosomi on makroskooppisen tarkastelun perusteella tyypillisesti tonaliittista, trondhjemiittista, ja/tai graniittista. Kiillegneissi on liuskeinen tai raitainen ja siinä on usein kordieriitti-, granaatti-, andalusiitti- tai sillimaniittiporfyroblasteja. Kiillemineraaleissa on paikoin selvä lineaatio. Yleensä kerroksellisuutta kivestä on vaikea tunnistaa, mutta useimmiten ne muodostavat vuorottelevia kerrossarjoja muiden pintasyntyisten kivilajien kanssa. Paikoin metapeliittis-psammiittiset pintakivijaksot vaihettuvat migmatiiteiksi, kuten esimerkiksi migmatiittisiksi kiillegneisseiksi. Tammelan keskustasta otetussa kiillegneissinäytteessä tavattiin seuraava mineraaliseurue: biotiitti, kvartsi, maasälpä sekä hieman muskoviittia ja porfyroblasteina kordieriittisillimaniitti mineraaliparageneesi (kuva 6). Aksessorisina spesieksinä esiintyy zirkonia ja opaakkeja. Kuva 6. Kordieriitti-sillimaniitti kiillegneissi Tammelan keskustassa. Kordieriittirakeet ovat muuttuneet osin piniitiksi, joka näkyy koronamaisena kordieriitti-porfyroblasteina. Silimaniitti on aina sulkeumina kordieriitissa. Kuva: Gustav Westerlund. 9

21 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Syväkivet Peridotiitti Kartoitusalueen lounaisosassa, Salmistonmäen ja Viksbergin suon alueilla sijaitsee yhtenäinen, aeromagneettisilla karttakuvilla selkeästi erotettava ultramafinen, metaperidotiittiyksikkö. Kivi on murtopinnaltaan lähes musta ja rapautumispinnaltaan ruskehtava, keski rakeinen, tiivis ja massamainen kivi. Kivi koostuu oliviinista, pyrokseeneista ja amfiboleista. Kiisuja siinä esiintyy paikoin runsaasti. Gabro Alueen pohjoisosaa hallitsevat massiiviset keskirakeiset gabrot, jotka vaihettuvat ofiittisiksi plagioklaasiporfyriiteiksi tai rajoittuvat niihin. Porfyriittjä tavataan useista paljastumista alueelta, mutta gabrojen ja porfyriittien välistä kontaktia tai vaihettumaa ei ole tavattu missään paljastuneena. Gabrojen lomassa esiintyy felsisempiä intrusiivejä, jotka näyttävät vuorottelevan gabrojen kanssa. Ikäsuhteet näiden kivilajiyksiköiden välillä ovat myös jääneet epäselviksi. Karttakuvaan molemmat kivilajiyksiköt on hahmoteltu magneettisen aineiston ja paljastumahavaintojen perusteella kivilajien ja liuskeisuuksien yleistä kulkua noudatteleviksi yksiköiksi. Gabroalueen keskiosasta tavataan paljastuma, jossa on kaksi rytmisesti kerrallista, magnetiittia paljon sisältävää ja loiva-asentoista kerrosyksikköä (kuva 7 ja retkeilykohde 1630). ämä on merkitty karttakuvaan magnetiittigabroina, joiden paikat on määritetty vahvojen positiivisten magneettisten anomalioiden perusteella. Kuva 7. Alempi magnetiittirikas osa kerrallisesta kerrosyksikköstä, noin kilometri Susikkaan kylästä länteen. Huomaa kontaktiin konformisti tunkeutunut granodioriittinen juoni. Gabroa leikkaa ohut (<5 cm) granodioriittinen? juoni, joka on todennäköisesti syngeneettinen nähtävään oikeakätiseen siirrokseen nähden (kulkusiirtymä n. 15 cm). Kuva: Fredrik Strandman. 10

22 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Kaitalamminvuoresta otetusta sarvivälkegabronäytteestä on määritetty seuraava koostumus ohuthieestä: sarvivälke 65%, kvartsi 10%, plagioklaasi 10%, pyrokseeni 10%. Aksessorisina tavataan zirkonia ja apatiittia sekä opaakkeja, joita on noin 5% verran. Tonaliitti - Granodioriitti - Dioriitti ämä suuntautuneet syväkivilajit esiintyvät usein yhdessä, ja niiden kontaktit ovat harvoin näkyvissä. Kivet ovat väriltään harmaita tai punaharmaita, rakenteeltaan massiivisia sekä keski- tai karkearakeisia. Paikoin kivet ovat pilsteisiä, mutta myös suuntautumattomia ja deformoitumattomia ja ulkoasultaan myös porfyyrisiä muunnoksia (kuva 8) on tavattu. On ilmeistä, että kivilajiseurue jatkuu yhtenäisenä yksikkönä koko kartoitusalueen läpi, ja siinä on yleisesti amfiboliitti- ja kiillegnessisulkeumia. Aeromagneettisella kartalla tonaliitti, granodioriitti ja dioriitti erottuvat aiheuttamiensa negatiivisten anomalioiden takia. äiden sisällä on pieniä positiivisia anomalioita, jotka voivat johtua edellä mainitusta amfiboliitti- ja kiillegneissisulkeumista. Tonaliiteissa ja granodioriiteissa on läpimitaltaan noin 2-30 senttimetrisiä, tummia ja litistyneitä sulkeumia. Paikoin niitä on niin paljon, että kivilaji vaikuttaa magma mingling rakenteiselta. Kivi muodostuu enimmillään kolmesta, koostumukseltaan erilaisesta sulkeumatyypistä, joissa emäksisempiä kappaleita reunustaa keski- ja tasarakeinen granitoidi. Tonaliittien päämineraaleina ovat plagioklaasi (40 %), kvartsi (20 %), sarvivälke (20 %) ja biotiitti (20 %). Granodioriitit koostuvat plagioklaasista (30 %), kvartsista (30 %), sarvivälkkeestä (25 %) ja kalimaasälvästä (15 %). Dioriittien päämineraaleina ovat plagioklaasi (50%), sarvivälke (40%) ja biotiitti (10%) (kuva 9). Kaikissa yllämainitussa Kuva 8. Heinijärven koillispuolella sijaitseva porfyyrinen granodioriitti, joka on hieman hiertynyt ja sisältää pieniä mafisia sulkeumia. Kuva: Peik Aura. 11

23 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Kuva 9. Tasarakeinen ja hieman suuntautunut dioriitti noin kaksi kilometriä Tammelan keskustasta länteen. Biotiitit osoittavat kivilajin liuskeisuuden. Osa sarvivälkkeistä ovat subhedraaleja muodoltaan. Kuva: Gustav Westerlund. kivilajissa tavataan titaniittia, apatiittia, zirkonia ja opaakkeja aksessorisina mineraaleina. Tonaliitin, granodioriitin ja dioriitin samankaltainen mineraalikoostumus viittaa siihen, että kivet edustavat saman magman erilaisia differentiaatiotuotteita. Hieman erilainen muunnos näille kivilajille on Riihialhon kylässä tavattu sarvivälkegraniitti. Tämä on keskirakeinen, punainen, sarvivälkerikas (n. 40%) ja heikosti suuntautunut kivilaji, joka näkyy vahvana positiivisena anomaliana aeromagneettisella kartalla. Mikrokliinigraniitti Mikrokliinigraniittit muodostavat laajan jakson tutkimusalueen eteläosaan. Maastohavaintojen ja aeromagneettisten karttakuvien perusteella voidaan nähdä, että liuskejakson ja mikrokliinigraniittiyksikön raja on varsin terävä. Mikrokliinigranitti on paikannettavissa aiheuttamansa negatiivisen magneettisen anomalian ansiosta. Kontaktin lähellä graniitissa on runsaasti liuskejaksolta peräisin olevia ksenoliittejä. Liuskejakson eteläosan kiviä leikkaavat graniittipegmatiittijuonet ovat mikrokliinigraniitin apofyyseja. Graniitti on usein homogeeninen ja väriltään punainen. Ulkoasultaan se on tasarakeinen ja varsin karkearakeinen (kuva 10). Kiven suuntautuneisuus on hyvin heikko, ja se näkyy ohuthieissä siten, että biotiitit ovat suuntautuneita ja kvartsirakeet ovat paikoin unduloivia. ämä piirteet indikoivat graniitin intrudoituneen deformaation päävaiheiden jälkeen. Graniitin päämineraaleina ovat mikrokliini, kvartsi, plagioklaasi sekä tummina mineraaleina biotiitti, muskoviitti ja kloriitti, joiden osuus vaihtelee 5-20%. Juonikivet Koko kartoitusalueella esiintyy apliitti- ja graniittipegmatiittijuonia, joiden synty liittyy mitä ilmeisimmin suurelta osin mikrokliinigraniitti-intruusion kehitykseen. Yksittäisten juonten leveys vaihtelee muutamasta senttimetreistä yli viiteen metriin. 12

24 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Kuva 10. Ohuthienäyte Tammelan Lamalan-kaupunginosasta otetusta mikrokliinigraniitista. Kuva: Gustav Westerlund. Alueen koilliskulmassa tavataan kaksi intermediääristä juonta, jotka olivat tunkeutuneet granodioriittiseen syväkiveen. äiden juonten leveys on muutaman metrin luokkaa, jatkuvuutta on voitu seurata yli kymmenen metrin matkalla. Väriltään kyseiset juonet ovat ruskehtavia ja raekooltaan tavallisesti pienirakeisia. STRATIGRAFIA JA IKÄSUHTEET Itäisen suuralueen stratigrafia (Kuva 11) on monimutkainen ja vaikeaselkoinen osin paljastumien niukkuuden ja osin korkean metamorfoosiasteen johdosta. Kartoitustyön aikana kerätty tieto alueen geologiasta ei juuri muuttanut aikaisempia käsityksiä stratigrafiasta. Tehdyt havainnot tukevat pitkälle Hakkaraisen (1994) käsitystä alueen stratigrafiasta ja verrattuna euvosen (1956) julkaisemaan karttalehti selitykseen ainoastaan joitain muutoksia lähinnä rakenteellisiin seikkoihin syntyi. Läntinen osa-alue Itäisen suuralueen lounaisosassa, Tupasuolla, esiintyy Forssan liuskejaksoon kuuluvia metavulkaniitteja ja -sedimenttejä. Liuskejakson osan voi katsoa tämän kartoitustyön pohjalta muodostavan synkliinisen, poimuakseliltaan länteen suuntautuvan rakenteen, jossa alimpana esiintyvät emäksiset vulkaniitit, näiden päällä ja välissä ohuempina välikerroksina vulkaaniset breksiat ja tuffiitit ja kaikkein ylimpänä kiilleliuskeet ja näihin liittyvät vähäiset 13

25 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Kuva 11. Itäisen suuralueen stratigrafia jaettuna läntiseen (A) ja keskiseen- sekä itäiseen (B) osa-alueeseen. Kivilajiyksiköt seuraavasti: 1. Amfiboliitti/emäksinenvulkaniitti, 2. Vulkanoklastiitti, 3. Emäksinen tyynylaava, 4. Hapan tuffiitti, 5. Uraliitti-/plagioklaasiporfyriitti, 6. Kiilleliuske/kiillegneissi, 7. Metaperidotiitti, 8. Granodioriitti, 9. Gabro/Dioriitti, 10. Mikrokliinigraniitti. konglomeraatit. Tämä tulkinta poikkeaa euvosen 1956 tekemästä tulkinnasta mutta on yhteneväinen Hakkaraisen (1994) tekemään työhön nähden. Salmistonmäen metaperidotiitin voi katsoa leikkaavan pintasyntyisiä kivilajeja tai olevan niiden kanssa samanikäinen. uorimpana magmatismin vaiheena itäisen suuralueen länsiosassa on pidettävä etelään sijoittuvia mikrokliinigraniiteja ja niihin liittyviä graniittipegmatiittisia juonia. Huomion arvoista on Tupasuon alueen vulkaniittien asun selkeä poikkeaminen muutoin yleisistä amfiboliiteista (emäksisistä vulkaniiteista). Perustellusti voi olettaa näiden kuuluvan edellisistä poikkeavaan syntymiljööseen ja olevan tektonisesti siirrettyjä nykyiseen asemaan. Keskinen- ja itäinen osa-alue Itäisen suuralueen keski- ja itäosa kuuluvat Hämeen liuskejakson kiviin. äiden metamorfoosiaste on korkeampi ja alue on rakenteellisesti kompleksisempi verrattuna itäisen kartoitusalueen länsiosaan. Vanhimpina kivinä alueelta voidaan pitää kiillegneissejä ja näiden läheisyydessä esiintyviä uraliittiporfyriitteja ja emäksisiä vulkaniitteja. Alueen migmatiitit ja granodioriitit ovat syntyneet puolestaan edellisistä liuskeista anatektisen sulamisen kautta. Migmatiitit edustavat lähes in situ tapahtunutta osittaissulamista ja granodioriitit puolestaan syvemmällä kuoressa muodostunutta sula-ainesta. Keskisellä ja itäisellä osa-alueella on myös suuria gabro ja dioriitti intruusioita. Alueelta havaitut magma mingling -rakenteet granodioriittien ja edellä mainittujen mafisten syväkivien kanssa sekä leikkaavien granodioriittien esiintyminen gabroihin ja dioriitteihin nähden sijoittavat mafisen magman synnyn aikaisemmaksi tai yhtäaikaiseksi tapahtumaksi felsisen sulan syntymisen kanssa. 14

26 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI uorimpana magmatismin vaiheena ja kivilajina ovat alueen eteläosissa tavattavat mikrokliinigraniitit. Itäisen alueen koillisnurkasta tavatut intermediääriset juonet leikkaavat granodioriitteja mutta niiden ikäsuhde näitä nuorempiin muodostumiin, muun muassa mikrokliinigraniitteihin, on avoin. RAKEE JA METAMORFOOSI Itäisen suuralueen rakenne hahmottuu aeromagneettisen kartan pohjalta. Kaikkien kivilajien liuskeisuudet noudattelevat intruusioiden rajoja ja hiertovyöhykkeiden suuntia. Alue on jaettavissa muutamaan hyvin erottuvaan yksikköön (kuva 12). Voimakkaimman positiivisen anomalian aiheuttaa tutkimusalueen koillisnurkassa oleva uraliittiporfyriitti. Siitä länteen päin, kartoitusalueen pohjoisrajalla on kaksi gabrointruusiota ja aivan luoteisimmassa nurkassa granodioriitti-intruusio. Laajimman yhtenäisen rakenneyksikön muodostaa kartoitusalueen etelärajan suuntaisen, nuoremman mikrokliinigraniitin pohjoispuolella oleva liuskejakso. Jakso on suppilon muotoinen, ja sen kapein kohta sijoittuu ryhmien 14 ja 15 alueelle. Liuskejaksoa leikkaa sen keskelle sijoittuva siirrosvyöhyke, ja sen pohjoispuolelle sijoittuva ellipsoidimainen kiillegneissiyksikkö. Liuskejakso Rakenteellisesti aivan läntisintä osaa, ryhmän 12 kartoitusaluetta hallitsee itä-länsi-suuntainen synformirakenne. Sen alueella liuskeisuudet kaatuvat eteläosassa n luoteeseen päin, mutta pohjoiseen päin siirryttäessä kaateet muuttuvat jyrkkäasentoisemmiksi ja kaateen suunta kääntyy pohjoiseen (karttaliite 1). Liuskeisuuden suunnanvaihdos on nähtävissä selvästi myös aeromagneettiselta kartalta. Edelleen pohjoisemmaksi siirryttäessä kaateen suunta kääntyy etelään kaateen ollessa jyrkkä. Tämä puoltaa synkliinimäisen rakenteen mahdollisuutta. Poimurakenteita ei läntisimmällä alueella ole useinkaan nähtävissä, mutta monotoninen liuskeisuus on yleisesti havaittavissa. Itään päin siirryttäessä, ryhmän 15 alueella kallistuneen synkliinimäisen rakenteen olemassaolo vahvistuu, ja pohjoiseen - luoteeseen kaatuvan pääliuskeisuuden kulun suunta muuttuu itä-läntisestä koillis-lounaiseksi kaadekulmien vaihdellessa välillä Poimutuksesta on nähtävissä ainakin 3 eri vaihetta, mutta niiden ikäsuhteista ei ole yksiselitteistä arviota. Havaitut poimurakenteet ovat amplitudiltaan noin metrin luokkaa, ja mitatut poimuakselit ovat: F 1 =350/35, F 2 =45/30. Ryhmän 15 alueen keskellä on selvästi erottuva itä-läntinen hiertovyöhyke, jossa kivet voidaan luokitella ortomyloniiteiksi ja mineraalien venymät ovat likimain horisontaalisia. Edelleen itään päin mentäessä kivien liuskeisuuksien kulku on lähes koillis-lounainen ja kaade vaihtelee pystysuoran molemmin puolin. Myös syntektoniseksi tulkitulla vulkaniittialueella (R17) liuskeisuudet noudattelevat em. suppilomaista rakennetta. Itäisellä alueella liuskeisuudet noudattelevat hyvin tarkoin aeromagneettisen kartan piirteitä kaateen suunnan ollessa pohjoisosissa luoteeseen ja eteläosissa pohjois-luoteissuuntaan. Ryhmien 17 ja 19 alueilla oleva intermediäärinen vulkaniitti on voimakkaasti deformoitunutta tuffiittia liuskeisuuden kulun suunnan ollessa koillis-lounainen. Paljastumalla KK on nähtävissä poimurakenteita, joissa on havaittavissa ainakin kaksi poimutusvaihetta. uoremman poimun akselisuunta on 75/72 ja vanhemman poimun 320/85. Liuskejakson pohjoispuoliset osat ovat piirteiltään samanlaisia, kuin jakson keski- ja eteläosatkin. 15

27 KALLIOPERÄKARTOITUKSE JATKOKURSSI 2003 F ORSSA I TÄISE KARTOITUSALUEE LOPPURAPORTTI Aeromagneettisessa karttakuvassa hyvin erottuva siirrosvyöhyke erottaa jakson pohjoisimman osan eteläisemmistä, ja se voidaan tulkita oikeakätiseksi siirrosvyöhykkeeksi tai jopa ylityöntöpinnaksi. Liuskejakson pohjoisosassa (ryhmän 14 kartoitusalue) liuskeisuudet kaatuvat lähes aina muutaman kymmenen asteen tarkkuudella pohjoiseen. Koillinen uraliittiporfyriittiyksikkö Koillisosaan kartoitusaluetta sijoittuu pääosin uraliittiporfyriitteistä muodostuva metavulkaniittiyksikkö. Aeromagneettiselta kartan perusteella voidaan tulkita, että kyseinen yksikkö on kerroksellinen ja poimuttunut samalla tavoin kuin liuskejaksokin. Tällöin magneettiset ja ei-magneettiset kerrokset ovat poimuttuneet, ja poimuakselin taso on keskimäärin koillis-lounaissuunnassa. Poimurakenteet sulkevat sisäänsä intermediäärisiä vulkaniitteja ja agglomeraatteja. Alueelta havainnoidut liuskeisuuden suunnat korreloivat hyvin aeromagneettisesta aineistosta havaittavien rakenteiden kanssa, ja niiden voidaan tulkita muodostavan synformisen, pystyasentoisen kokonaisrakenteen. Myös Lautaportaan alueella Isomäellä vulkaanisen konglomeraatin kivilajikappaleet ovat voimakkaasti venyneitä. Samasta aineistosta voidaan tulkita, että poimuttuneen yksikön lounaisosaa leikkaa myöhempi juonikivi. Tästä mahdollisesta juonesta ei kuitenkaan ole suoria havaintoja. Intrusiiviset yksiköt Intrusiivisten kivilajien ympärillä liuskeisuudet noudattelevat tarkoin intruusioiden mittasuhteita. Lieneekö sitten kyseessä niiden syntektoninen intrudoituminen, vai pelkästään niiden aiheuttama lämpövuo, jonka johdosta ympäröivät kivet ovat käyttäytyneet plastisesti, jää epäselväksi. Gabroissa näkyvät magneettiset vyöhykkeet edustavat todennäköisesti primäärejä kerroksellisuuksia. Koko kartoitusalueen läpi jatkuu tonaliittis-granodioriittinen yksikkö itä-länsi suunnassa. Se on mitä todennäköisimmin syntektoninen ja sulkee sisäänsä useita, myöhäisempiä gabroidisia-granitoidisia intruusioita, joiden ympäristöissä liuskeisuudet myötäilevät intrusiivien rajoja. Kaikkein nuorimpina alueella ovat mikrokliinigraniitit, jotka sijaitsevat kartoitusalueen eteläosissa, eteläisen liuskejakson rajaa myötäillen. Metamorfoosi Karkeasti ottaen liuskealueen metamorfoosiaste kasvaa siirryttäessä kohti tutkimusalueen keskiosaa. Korkeimman metamorfoosiasteen alueella (ryhmän 15 kartoitusalue) metamorfoosiaste voi nousta granuliittifasiekseen, mutta jää muissa osissa korkeaan amfiboliittifasiekseen. Metamorfoosista ryhmät ovat todenneet seuraavaa: (R12, alueen lounaisnurkka) Metamorfoosiaste on korkeimmillaan liuskejakson sisällä ja matalimmillaan liuskejakson lounaisnurkassa. Merkittävää metamorfoosiasteen muuttumista kartoitusalueen keskiosista pohjoiseen ei ole havaittavissa ; (R15, liuskejakso keskiosa) äyttää siltä, että läntinen osa on alhaisempaa metamorfoosiastetta kuin alueen itä osa. Lännen kiillegneissit eivät juuri lainkaan sisällä leukosomia ja porfyroblasteina esiintyy andalusiittia ja kordieriittia. Idässä taas, kiillegneissit ovat migmatiittiutuneet ja sisältävät noin 30-40% graniittista leukosomia. Leukosomissa on punaista granaattia ja kiillegneississä (mesosomeissa) on sillimaniittia ja kordieriittia. Kordieriitin S i -rakenne (kvartsin sulkeumia 16