M 19/3741/77/1/10 Sodankylä Koitelaisenvosat Tapani Mutanen KOITELAISEN Pt-Pd-PITOINEN KROMIITTIKERROS

Transkriptio

1 M 19/3741/77/1/10 Sodankylä Koitelaisenvosat Tapani Mutanen KOITELAISEN Pt-Pd-PITOINEN KROMIITTIKERROS Alkukesästä 1977 jatkettiin Koitelaisenvosien alueella kevättalvella keskeytettyä reikää R329, ja tarkoituksena oli saada tietoja vieläkin syvemmältä kuin samaan profiiliin kairatusta R305:stä, joka lävisti 112 m (stratigrafista paksuutta) magnetiittigabrojen alapuolisia homogeenisia uraliittigabroja. Alempana lävistettiinkin paksuja anortosiittipinkkoja ja lopulta välillä m koherentti kro- miittirikas kerros, josta seuraavassa käytetään nimitystä kromiittikerros. Kromiitti- kerros on sen jälkeen lävistetty vielä R330:ssä, R333:ssa ja tektonisoituneena R331:ssä. Intrusiivin stratigrafiassa kromiittikerros sijoittuu sen yläosiin, n m magnetiittigabrojen alapuolella. Pienemmissä puitteissa tarkasteltuna kromiittikerros liittyy n. 14 m paksuun kompleksiseen horisonttiin, jossa vuorottelevat uraliittigabrot, laikukkaat anortosiitit ja melanokraattiset uraliittigabrot (ilmeisesti metapyrokseniitteja). Tässä horisontissa myös pienipiirteinen rytminen kerroksellisuus on yleistä. Välittömästi kromiittikerroksen yläpuolella on 1.1 m paksu mesokraattinen, homogeeninen uraliittigabro. R330:ssä tämä gabro on vain 0.7 m paksu, mutta sama kivi jakaa n. 0.5 m:n kerroksena kromiittikerroksen kahteen osaan. Kyseessä on ilmeisesti "seam splitting" -ilmiö, ja siten kromiittikerroksen yläpuolisen ja siihen paikoin kiilautuvan uraliittigabron paksuus olisi eri leikkauksissa vakio ( m).

2 2 R229:n lävistyksessä oli kerroksen keskivaiheilla ksenoliittimainen kappale uraliittigabroa, joka on samaa tyyppiä kuin yläpuolella esiintyvä uraliittigabro. Kromiittikerroksen alapuolisessa kompleksisessa horisontissa stratigrafia on eri leikkauksissa pikkupiirteissään erilaista, R229:ssä ja R330:ssä esiintyy kaksi m:n paksuista melanokraattisen pienirakeisen uraliittigabron muodostamaa horisonttia, R333:n leikkauksesta ne puuttuvat. Kromiittikerros sijaitsee kompleksisen horisontin yläosassa. Tämän kompleksisen sukkession päällä on 14 l7 m anortosiitteja, ja näiden päällä aina magnetiittigabroja alapuolella rajoittavaan täplikkääseen anortosiittigabroon asti melko homogeenisia uraliittigabroja. Kompleksisen horisontin alapuolella on n. 25 m anortosiittia ja sen alla n. 4 m paksu melanokraattinen urallittigabrokerros. Tälle kivelle, jota esiintyy myöskin paljastumassa Koitelaisenvosien tukikohdan N-puolella, on tyypillistä plagioklaasin esiintyminen pyöreähköinä silmäkkeinä. Kyseessä on ilmeisesti plagioklaasipitoinen metapyrokseniitti. Tämän kerroksen alla on R330:ssä lävistetty homogeenista keskirakeista uraliittigabroa, jota esiintyy runsaasti metapyrokseniitin W-puolella paljastumina. Kromiittikerroksen todellinen paksuus on m. Kerroksen yläosassa on 5 cm:n matkalla 3 kompaktia tai tiheäpirotteista, 2-7 mm:n paksuista kromiittiraitaa, sen alapuolella tiheäpirotteinen sarvivälke biotiitti - kromiittikivi. R229:ssä ja R333:ssa oli alaosassa terävärajainen 6-9 cm:n paksuinen plagioklaasi - kromiittikivi, joka näyttää R330:stä puuttuvan. Huomattakoon, että poranterä on selvästi syönyt kromiittirikasta kiveä (ilmeisesti juuri esim. R330:ssä), ja näin ollen lävistetyt ja lasketut todelliset kromiittikerroksen paksuudet ovat liian pieniä.

3 3 Kromiitti esiintyy omamuotoisina rakeina. Rakeet eivät ole "ketjuuntuneet" yhteen. Kromiitti esiintyy kahtena eri kokoluokkana, Ø 7 mm ja Ø 1-3 mm. Pienemmät rakeet ovat omamuotoisia, isommat omamuotoisia mutta usein korrodoituneita. Alkuperäisiä, biotiitin täyttämiä magmaattisia sulasulkeumia ja avoimia lahdekkeita esiintyy runsaasti, varsinkin isomman raekokoluokan kromiittirakeissa. Hyvin usein tapaa onttoja tai hevosenkengän muotoisia kromiittirakeita, joissa sulasulkeuma muodostaa koko rakeen sisäosan. Kerroksessa suuremman raekokoluokan kromiitti lisääntyy alaosiin mentäessä. Kromiitti on heikosti magneettista. R330:stä on mitattu malmin ominaispainoksi 3.7 g/cm 3. Kromiittikerros muodostuu kromiitista, biotiitista, ja sarvivälkkeestä ja plagioklaasista. Yläosiin mentäessä sarvivälkkeen määrä lisääntyy ja sarvivälke tulee poikiliittiseksi. Alaosissa harme koostuu lähes yksinomaan vaaleanruskeasta biotiitista. Alimpana kahdessa lävistyksessä tavattu plagioklaasi - kromiittikivi on Cr-rikkain. Siinä plagioklaasi muodostaa poikilorakeita. Biotiitti puuttuu tästä lähes kokonaan. Välittömästi kromiittikerroksen alapuolella esiintyy muutaman cm:n matkalla kromiittirakeita ja hyvin ohuita kromiittiraitoja. Pienessä määrin tavataan kromiittikerroksessa vierasmuotoista ilmeniittiä, siitä syntynyttä ja myös primaarin näköistä titaniittia, pyriittiä (mahdollisesti Ni-rikasta), kuparikiisua ja muutamia sperryliitiksi malmimikroskoopissa identifioituja rakeita (Pt-metallirikkaassa plagioklaasi - kromiittikivessä). Juonimineraalina on tavattu turmaliinia. Toistaiseksi on analysoitu vain R229:n kromiittilävistys, ja se antoi seuraavan tuloksen (taulukko 1):

4 4 Taulukko 1. Kromiittikerroksen koostumus, R329 Syvyys Malmityyppi Cr 2 O 3 Ni Cu % Co Zn Pt Pd Au Ag g/t Kromiittiraitainen uralgb Bt-svkromiittikivi Bt-kromiittikivi Plkromiittikivi R329:n leikkauksesta on Tuula Paasivirta tehnyt mikroanalyysin biotiitti - kromiittikiven kromiitista (Taulukko 2): Taulukko 2. Mikroanalyysi kromiitista R329, n SiO TlO Al 2 O Cr 2 O FeO tot 41.1 MnO 0.3 MgO 0.0? V 2 O ZnO Malmin ja kromiitin koostumuksesta voidaan tehdä seuraavanlainen yhteenveto:

5 5 Kyseessä on ainutlaatuisen Mg-köyhä ja samalla erittäin Al-köyhä kromiitti. Fe-pitoisuus on erittäin korkea, mutta samalla Cr-pitoisuus on korkea. Hivenistä V ja Zn ovat huomattavan korkeita, Ti alhainen. Kyseessä on puhdasta FeCr 2 O 4 -päätejäsentä lähimpinä oleva kromiitti, joka koskaan on analysoitu. Kuitenkin Fe 2 O 3 syrjäyttää osan Cr 2 O 3 :aa. Mikroanalyysista laskettu Cr/Fe on Malmin Pt-metallipitoisuus on stratiformeille kromiittimalmeille poikkeuksellisen korkea ja on ekonomisesti mielenkiintoinen. Kromiitin alhainen Mg-pitoisuus, korkea Fe-pitoisuus, korkea Zn- ja V-pitoisuus ja korkea Co/Ni -suhde johtuvat siitä, että kiteytyminen on tapahtunut fraktioivan kiteytymiskulun loppuvaiheissa. Malmin poikkeuksellinen koostumus ja sijainti voidaan luontevasti selittää johtuvan assimilaation vaikutuksesta varsinkin assimiloituneen aineksen Cr-rikkaudesta. Jo aikaisemmin on Irvinen ajatusten mukaisesti ajateltu, että plagioklaasikumulaattien, ns. täplikkäiden anortosiittigabrojen, esiintyminen magnetiittigabrojen alapuolella on osoitus SiO 2 -rikkaiden kivien assimilaatiosta. Koitelaisen tapauksessa nämä kivet, Al-rikkaat liuskeet ovat lisäksi poikkeuksellisen Cr-rikkaita; ne sisältävät 500 ppm Cr 2 O 3 :aa, eli paljon yli sen, mitä basalttinen magma pystyy kromia liuottamaan. Tällöin siirtyy sulan koostumus gabrosilikaatti - kromiittisysteemissä kromiitin kenttään, joka ominaispainonsa ja voimakkaan nukleaatiotaipumuksensa ansiosta helposti rikastuu kerroksiin. Mielenkiintoista on, että vielä pitkään aikaan ei sulan koostumus yltänyt magnetiittikenttään. Kun kuitenkin oli tarjolla sopiva koordinaatiotyyppi, sitoutui jäännössulaan jo tähän mennessä voimakkaasti rikastunut vanadiini. huomattavassa määrin kiteytyvään kromiittiin. Biotiitin runsaus osoittaa, että kromiitin kiteytymisympäristössä oli runsaasti normatiivista ortoklaasia ja itse kromiittihorisontissakin on täytynyt olla modaalista kalimaasälpää.

6 6 Malmin ja itse kromiitin poikkeuksellinen koostumus, sivukiviseurue, asema intrusiivissa ja genesis oikeuttavat erottamaan uuden, Koitelaisen tyyppisen kromimalmin. Lähinnä tätä muistuttavia, mutta kuitenkin siitä oleellisesti poikkeavia ovat Fiskenaesset- ja Sittampundi -tyyppiset, anortosiitteihin liittyvät kerrokselliset kromimalmit. Jo nyt voidaan sanoa että Koitelaisen alueella ovat kyseessä huomattavan suuret kromi- ja platinametallireservit ja geologiset resurssit. Kairattujen lävistysten ympärille voidaan laskea reserveiksi 7 km 2 :n alueelle ja 200 m:n syvyyteen 25 milj. tonnia malmia, jonka Cr 2 O 3 -pitoisuus on n. 14. % ja Pt-metallipitoisuus 0.8 g/t (Pt + Pd). Jorma Isomaan Vaiskonselän alueelta keräämissä näytteissä oli samanlaisia laikukkaita anortosiitteja, jotka Koitelaisenvosien kairauksissa esiintyvät kromiittikerroksen ylä- ja alapuolella. Koska kromiittikerros on jo tähän mennessä saatujen tietojen mukaan lateraalisesti jatkuva ja paksuudeltaan melko vakio, voidaan geologisten seikkojen perusteella resurssien määräksi laskea milj. tonnia. Kyseessä on ilmeisesti Euroopan suurin kromireservi ja eräs maailman suurimpia kromimalmeja. Kyseessä on myös. huomattava vanadiinireservi. Oheisessa karttaluonnoksessa (liite 1) on esitetty tutkimuksen tämänhetkinen tilanne kromiittikerroksen suhteen. Reiät, jotka on kairattu niin syvälle, että ne ovat lävistäneet kromiittikerroksen, on merkitty mustalla ympyrällä. Kromiittikerroksen syvyys (reikäsyvyytenä) on merkitty reiän alapuolelle. Länsiosassa on viivoitettu alue, jossa rakkahavaintojen mukaan kompleksisen horisontin ylä- ja alapuoliset anortosiitit tulevat pintaan. Ekonomisesti marginaalimalmeiksi luetuista malmeista Fiskenaesset'in esiintymä muodostaa parhaan vertailukohdan. Koitelaisen esiintymä voittaa sen seuraavissa suhteissa: kromiitin korkeampi Cr-pitoisuus ja korkeampi Cr/Fe -suhde, malmin korkeampi Pt-metallipitoisuus sekä Ni- ja Co-pitoisuus, korkeampi V-pitoisuus, parempi sijainti ja malmin säännöllisempi esiintyminen. Myös malmin Cr-pitoisuus on Koitelaisessa korkeampi; Fiskenaessetin päätyypissä on 12 % Cr 2 O 3.

7 7 Jatkotutkimuksissa olisi kromiitin etsinnän ohelle selvitettävä niiden anortosiittien luonne ja mahdollinen malmiutuminen, jotka paljastumahavaintojen mukaan esiintyvät ferrogabrojen yhteydessä Koitelaisen tunturin E-puolella. Helpoimmin tämä kävisi päinsä. jos kairattaisiin jatkuva profiili (esim. R308 - R322 linjaa länteen päin) aina tunturin gabroihin asti, Tulevaisuudessa pitäisi myöskin selvittää päävyöhykkeen gabrojen alapuolella esiintyvien pyrokseniittien (Isonlaen N-puolella) malmipotentiaali. Geologi

8