Paleomagneettisten testinäytteiden mittaustulokset 2006 Satu Mertanen

Transkriptio

1 Etelä-Suomen yksikkö Q29.1/2006/ Espoo Paleomagneettisten testinäytteiden mittaustulokset 2006

2 Paleomagneettiset testinäytteet GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Raportin laji Tutkimustyöselostus Raportin nimi Paleomagneettisten testinäytteiden mittaustulokset Toimeksiantaja GTK Tiivistelmä Raportissa kuvataan eri tahoilta saatujen paleomagneettisten testinäytteiden mittaustulokset kesällä Testinäytteiden tarkoituksena on selvittää kohteiden soveltuvuutta paleomagneettisiin jatkotutkimuksiin. Testinäytteiden tulokset ja arviot jatkotutkimuksista esitetetään kolmesta kohteesta: Etelä-Suomen (Ritakallio ja Satulinmäki) kultamineralisaatiot (GTK), Etelä-Suomen hiertovyöhyke (Åbo Akademi), Vampulan hiekkakivi (Nordkalk Oyj). Lisäksi raportissa verrataan GTK:n Geofysiikan laboratorion ja Helsingin yliopiston Geofysiikan osaston laitteistoilla saatuja mittaustuloksia. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) kultamineraliasaatiot, hiertovyöhyke, hiekkakivi, paleomagneettinen ajoitus, remanentti magnetoituma, magneettinen suskeptibiliteetti Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Etelä-Suomi, Somero, Ahvenanmaa, Vampula Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Q29 Arkistotunnus Q29.1/2006/1 Kokonaissivumäärä liitettä Kieli suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue Etelä-Suomen yksikkö, 213 Allekirjoitus/nimen selvennys Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys

3 Paleomagneettiset testinäytteet Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO 1 2 PREPAROINTI, MITTAUKSET JA ANALYYSIT 1 3 TULOKSET 2 4 TULOSTEN VERTAILU ERI LABORATORIOIDEN VÄLILLÄ 8 5 TYÖN TOTEUTUS 8 6 VIITTEET 8 7 TAULUKKO LIITTEET

4 Paleomagneettiset testinäytteet 1 1 JOHDANTO GTK:n Geofysiikan laboratorioon toimitettiin kesän 2006 alussa eri kohteista suuntaamattomia ja suunnattuja testinäytteitä. Kaksi kohdetta liittyy GTK:n Etelä-Suomen alueella tekemiin kultatutkimuksiin ja yksi kohde Åbo Akademin suorittamiin tutkimuksiin Lounais-Suomen hiertovyöhykkeistä. Paleomagneettisia testinäytteitä on lisäksi otettu marraskuussa 2005 Nordkalkin Vampulan kalkkikivilouhoksen hiekkakivimuodostumasta. Testimittausten tarkoituksena on ollut selvittää näytteiden remanentin magnetoituman stabiilisuutta ja siten kohteiden soveltuvuutta jatkotutkimuksiin. Jatkotutkimusten päätavoitteena on eri-ikäisten remanenssikomponenttien tutkiminen ja muodostumien ja/tai remanenssin synnyttäneiden geologisten prosessien paleomagneettinen ajoitus. Paleomagneettinen ajoitus tehdään vertamaalla remanenssisuunnista laskettuja paleomagneettisia napoja tunnettuihin paleonapoihin, joiden iät tiedetään isotooppiikämääritysten perusteella. Tässä raportissa kuvataan testimittausten tulokset ja annetaan arviot jatkotutkimusten tarpeellisuudesta. Koska osa paleomagneettisista mittauksista tehtiin Helsingin yliopiston (HY) Geofysiikan osastolla ja osa GTK:n Geofysiikan laboratoriossa, vertaillaan raportissa myös eri laitteilla tehtyjä mittaustuloksia. 2 PREPAROINTI, MITTAUKSET JA ANALYYSIT Kaikki testinäytteet kahta lukuunottamatta olivat nyrkkinäytteitä, joista Geofysiikan laboratoriossa preparoitiin standardin mukaiset sylinterit (halkaisija 2.4 cm ja korkeus 2.1 cm). Vampulan hiekkakivimuodostumasta otettuja suunnattuja näytteitä ei pystytty laboratoriossa poraamaan ilman niiden murenemista, joten ne upotettiin ensin natrium-silikaatin vesiliuokseen, 'vesilasiin', tai Araldit-liimaan (yksi näyte) pariksi päiväksi, jossa ne kovettuivat helposti käsiteltäviksi. Jotta näytteiden suuntaus saatiin varmemmin säilytettyä poraamisen aikana, upotettiin muoviin käärityt näytteet betonimassaan, jossa näytteiden asettelu suuntausten mukaisesti suoritettiin. Betonin kovetuttua näytteistä porattiin sylinterit. Ennen paleomagneettisia mittauksia (HY/GTK) mitattiin kaikkien sylinterinäytteiden tiheys ja magneettinen suskeptibiliteetti GTK:n Geofysiikan laboratoriossa. Kaikki testinäytteet on otettu heikosti magnetoituneista muodostumista, joten niiden paleomagneettiset mittaukset voitiin suorittaa ainoastaan Squid-magnetometrillä, jolla päästään riittäviin herkkyyksiin (alaraja 0.03 ma/m). GTK:n Geofysiikan laboratorion Squid-(RF)-magnetometrin cryo-pumpun ollessa rikkoontuneena mittausten aloitusaikana, suoritettiin osa mittauksista Helsingin yliopiston Geofysiikan osaston Squid-(DC)-magnetometrillä. Näytteet demagnetoitiin vaihtovirralla (AF). Maksimikenttä vaihteli näytteestä riippuen, mutta oli yleensä korkeimmillaan vain 100 mt yhtä näytettä lukuunottamatta, jossa maksimikenttä oli 160 mt. Yleisesti näytteet menettivät stabiilin remanentin magnetoitumansa alle 100 mt:n kentillä. Näytteille tehtiin monikomponenttianalyysit Tubefind-ohjelmalla (Leino, 1991). Suorien automaattisovitusten lisäksi tehtiin useimmille näytteille uudet sovitukset komponenttien erottelemiseksi. Virhekulman rajana oli yleisimmin 6, mutta epästabiilemmissa näytteissä maksimissaan 12.2 (Taulukko 1). Paleomagneettiset ja petrofysiikan mittausten numeeriset tulokset ja komponenttien erottelu on esitetty Taulukossa 1. Esimerkkejä remanentin magnetoituman käyttäytymisestä progressiivisessa vaihtovirta-demagnetoinnissa on esitetty Liitteissä 1-12.

5 Paleomagneettiset testinäytteet 2 3 TULOKSET 3.1. Au-pitoiset näytteet Etelä-Suomesta Ritakallio Geologi Saku Vuorelta (GTK, ESY) saatiin kaksi suuntaamatonta testinäytettä kohteesta Ritakallio. Molemmat näytteet ovat kultapitoisia. Toisesta näytteestä mitattiin kaksi sylinteriä (RT7-04A ja RT7-04B) ja toisesta yksi (RA2-04A). Kaikki mittaukset tehtiin HY:n laboratoriossa. Molemmat näytteet ovat vahvasti magneettisia. Magneettiset suskeptibiliteetit ovat välillä x 10-6 SI ja remanentin magnetoituman intensiteetit luokkaa ma/m. Q-arvot ovat korkeat, luokkaa Korkeat Q-arvot osoittavat remanentin magnetoituman hallitsevan kivien magnetoitumaa, indusoituneen magnetoituman osuuden ollessa pienempi. Korkeat Q-arvot viittaavat magnetiitin pieneen magneettiseen SDraekokoon (single domain), joka paleomagneettisesti merkitsee sitä, että näytteet kykenevät säilyttämään muinaisen remanentin magnetoitumansa hyvin. Magnetiitin lisäksi myös hematiitti tai magneettikiisu voivat ollla remanenssin kantajia. Remanenssin intensiteetin lasku alhaisilla AF-kentillä viittaa näytteiden sisältävän myös MD-rakeita (multi domain), jotka ovat paleomagneettisesti epästabiilimpia. Korkeat Q-arvot voivat myös olla osoitus salamaniskemästä, mutta näissä näytteissä arvot ovat kuitenkin vielä melko kohtuullisia (verrattuna esim. arvoihin luokkaa 100), joten korkeat arvot eivät todennäköisesti johdu siitä. Näytteen RA2 remanenssisuunta on erittäin stabiili (Liite 1). Remanenssia ei saatu pestyä pois vielä 100 mt:ssa mikä viittaa hematiitin esiintymiseen. Intensiteetin nopea lasku alhaisilla AF-kentillä viittaa näytteen sisältävän mahdollisesti myös MD-magnetiittia. Paleomagneettisesti hyvä näyte. Näytteissä RT7-04A ja RT7-04B remanenssisuunta on epästabiilimpi ja pysyy stabiilina vain 20 ja 30 mt asti (Liite 2). Yleisesti ottaen remanenssi pitää kuitenkin tietyn suuntansa myös korkeammilla kentillä, vaikka suuntaa ei saada kunnolla erotettua Johtopäätökset Korkeat Q-arvot ovat osoitus vahvasta remanentista magnetoitumasta. Varsinkin näytteen RA2 remanenssisuunta on stabiili ja näytteissä RT7 se on myös melko stabiili, vaikkakin vain alhaisilla AF-kentillä. Kohde saattaa olla hyvä paleomagneettisiin tutkimuksiin. Näytteitä kannattaisi ottaa lisää. Nyt mitatut näytteet olivat suuntaamattomia, joten aluksi kannattaisi ottaa suunnattuja testinäytteitä Satulinmäki Geologi Niilo Kärkkäiseltä (GTK, ESY) saatiin kaksi suunnattua kairanäytettä (Monttu 1, x = , y = ja Monttu 2, x = , y = ) Satulinmäen kultapitoisesta kohteesta Somerolta. Molempiin näytteisiin oli merkitty pohjoisnuolen suunta ja ne oli kairattu maastossa pystyyn. Toisesta näytteestä mitattiin yksi sylinteri (MM1-1A) ja

6 Paleomagneettiset testinäytteet 3 toisesta kolme (MM2-1A, -IB ja -IC). Kaikki mittaukset tehtiin GTK:n Geofysiikan laboratoriossa. Magneettinen suskeptibiliteetti on näytteessä MM1 372 x 10-6 SI ja näytteessä MM2 kertaluokkaa korkeampi, ollen välillä x 10-6 SI. Remanenssin (NRM) intensiteetti on näytteessä MM1 179 ma/m ja näytteessä MM2 välillä ma/m. Kummasssakin näytteessä on korkeat Q-arvot. Näytteessä MM1 Q-arvo on 12 ja näytteen MM2 kolmessa sylinterissä välillä 6-8. Siten remanentti magnetoituma (NRM) dominoi näytteiden kokonaismagnetoitumaa. Sitä osoittaa myös se, että NRM:n suunta poikkeaa kaikissa sylintereissä tämän päivän kentän suunnasta (D = 7, I = 74 ), eikä se tule esiin myöskään monikomponenttianalyyseissa alhaisilla AF-kentillä (Taulukko 1). Näyte MM1 (Liite 3) on magneettisesti kovempi kuin näyte MM2 (Liite 4), mikä näkyy näytteen MM1 korkeampana NRM:n intensiteettinä alhaisilla demagnetointikentillä. Näytteessä MM1 remanenssin intensiteetti pysyy suhteellisen korkeana 50 mt:n demagnetointikenttään asti, kun taas näytteen MM2 kaikissa sylintereissä NRM:n intesiteetti romahtaa jo 10 mt:ssa. Näiden demagnetointikenttien jälkeen NRM:n intensiteetti pysyy alhaisena ja vaihtelevana osoittaen sen, että näytteissä ei ole stabiileja korkean koersiviteetin omaavia remanenssikomponentteja. Remanenssin suunta pysyy melko stabiilina ko. demagnetointikenttiin asti. Lähes sama suunta tulee esiin kaikissa näytteissä Johtopäätökset Näyte MM1 on paleomagneettisesti parempi kuin näyte MM2 ja saattaisi olla jatkotutkimusten arvoinen. Tässä näytteessä on korkea Q-arvo ja se on magneettisesti melko kovaa ja suunta stabiilia 40 mt:aan asti. Näytteestä MM2 mitattujen kolmen sylinterin tulokset ovat kaikki samanlaisia. Vaikka näytteiden Q-arvot ovat korkeita ja siten remanenssitutkimusten kannalta otollisia, ovat näytteet magneettisesti pehmeitä. Remanenssin suunnat ovat kaikissa toisiaan vastaavat, mutta koska ne tulevat vain alhaisilla demagnetointikentillä, on kyseenalaista ovatko näytteet pystyneet säilyttämään todellisen muinaisen magneettikentän suunnan ja intensiteetin. Tulosten perusteella kannattaisi ottaa näytteitä Montusta 1, mutta Montusta 2 vain uusien lisänäytteiden antamien tulosten perusteella. Sekä Satulinmäen että Ritakallion testinäytteiden antamien paleomagneettisten tulosten perusteella näyttää mahdolliselta ajoittaa fluiditoiminnan tuloksena syntynyt uusi ferromagneettinen materiaali, jonka synty liittyy mahdollisesti samaan prosessiin kuin kultamalmin muodostuminen.

7 Paleomagneettiset testinäytteet Etelä-Suomen hiertovyöhyke Geologi Teija Torvelalta (Åbo Akademi) saatiin paleomagneettista ikämääritystä varten neljä suunnattua testinäytettä Ahvenanmaan saaristoa halkovasta, alueellisesti mittavasta > 1 km:n levyisestä Etelä-Suomen hiertovyöhykkeestä. Hiertovyöhykkeen myloniittien ja niitä nuorempien pseudotakyliittien maksimi-iäksi on titaniitin U-Pb-ikien perusteella arvioitu n Ma (Torvela and Mänttäri, 2006) ja pseudotakyliittien minimi-iäksi noin 1570 Ma (T. Torvela, henk. koht. tiedonanto, 2006). HY:n laboratoriossa mitattiin kaksi ultramyloniittinäytettä (KY3 ja KY4) ja yksi pseudotakyliittinäyte (KA11). Toinen pseudotakyliittinäyte (KA8) mitattiin GTK:n Geofysiikan laboratoriossa. Nyrkkinäytteet oli suunnattu maastossa merkitsemällä näytteiden päälle pohjoisnuolen suunta ja/tai merkintä näytteen yläpinnasta. Näytteiden pienuudesta, suuntauksen epätarkkuudesta ja preparoinnin vaikeudesta johtuen tulee remanenssisuuntiin suhtautua varauksella. Näytteet ovat heikosti magnetoituneita. Magneettiset suskeptibiliteetit ovat välillä x 10-6 SI ja remanenssin intensiteetit välillä ma/m. Q-arvot ovat välillä Näyte KY3-03A, ultramyloniitti (amfibolirikas). Remanenssi on melko kovaa ja pysyy sellaisena n. 50 mt asti, mikä osoittaa sitä, että näytteessä on korkean koersiviteetin omaavia mineraalirakeita (Liite 5). Suunta pysyy melko stabiilina ollen pysty alaspäin ja ollen siten lähellä alueen tämän päivän magneettikenttää. Näyte saattaisi olla jatkotutkimuksen arvoinen. Näyte KY4-03A, ultramyloniitti (kalimaasälpärikas). Myöskin magneettisesti melko kova näyte (Liite 6), mutta remanenssin suunta on epästabiilimpi kuin edellisessä näytteessä. Molemmissa ultramyloniittinäytteissä komponentti erottuu vain 25 mt asti. Korkeammilla kentillä suunta on jo epästabiili. Näyte KA11-03A, pseudotakyliitti, granodioriittisessa isäntäkivessä. Yllättävän kova ja vahva näyte, vaikka NRM:n intensiteetti on alhainen (Liite 7). Intensiteetti laskee tasaisesti demagnetoinnin edetessä. Remanenssisuunta liikkuu systemaattisesti isoympyrää pitkin, mikä saattaisi olla osoitus ainakin kahden eri remanenssikomponentin esiintymisestä. Korkeilla kentillä suunta menee kuitenkin ohi origon. Kyseinen remanenssin käyttäytyminen voi siten johtua anomaalisista mineralogisista muutoksista AF-demagnetoinnissa. Siksi näytteestä ei varmuudella saada kuitenkaan erotettua todellista korkean koersiviteetin remanenssisuuntaa. Näytteen vahvuus ja stabiilisuus alemilla kentillä on kuitenkin hyvä asia ja jatkotutkimuksia kannattaisi harkita. Näyte KA8-2A, pseudotakyliitti (hydrotermaalisesti muuttunutta) granodioriittisessa isäntäkivessä. Näytteen päällä näkyy n. 1/2 cm leveä epidoottiutunut pseudotakyliitti-vyöhyke, joka kapenee huomattavasti alaspäin. Edellisiin näytteisiin verrattuna tässä näytteessä on korkeammat remanenssin intensiteetin ja magneettisen suskeptibiliteetin arvot. NRM on melko kovaa 50 mt asti ja suunta pysyy melko vakaana 40 mt asti, jonka jälkeen suunta muuttuu epästabiiliksi (Liite 8).

8 Paleomagneettiset testinäytteet Johtopäätökset Vaikka kaikkien näytteiden remanenssin intensiteetit ovat alhaisia, on näytteissä melko kovan koersiviteetin omaavaa ferromagneettista materiaalia. Remanensisuunnat pysyvät kuitenkin stabiileina vain n. 40 mt saakka mikä heikentää kohteen sopivuutta paleomagneettisiin tutkimuksiin. Koska tutkittavat hiertosaumat ovat hyvin kapeita, < 1 cm luokkaa, voi käydä niin, että juuri ultramyloniitista tai pseudotakyliitista ei saada kunnon näytteitä, vaan mukana on enimmäkseen sivukiveä. Siten on epävarmaa, saadaanko juuri hiertosaumalle määritettyä paleomagneettista ikää. Jos näytteitä on paljon, kohde saattaa kuitenkin olla paleomagneettisiin tutkimuksiin otollinen. Lisänäytteenotto tulee harkittavaksi aikaisintaan vuoden 2007 kesällä, resurssien mukaisesti.

9 Paleomagneettiset testinäytteet Vampulan hiekkakivi Geologi Ritva Harinen Nordkalk Oyj:stä teki aloitteen Vampulassa esiintyvän hiekkakivimuodostuman paleomagneettisista tutkimuksista. Muodostuma sijaitsee Nordkalkin Matkusjoen kalkkikivilouhoksen pohjalla ja sen on arveltu muodostuneen kambrikaudella sedimentin asettuessa kalkkikiven lomassa esiintyneeseen ruhjevyöhykkeeseen. S. Mertanen otti kohteesta kolme suunnattua testinäytettä syksyllä Näytteestä VM1 mitattiin yksi sylinteri, näytteestä VM2 kolme ja näytteestä VM3 kaksi sylinteriä. Lisäksi otettiin kaksi suuntaamatonta testinäytettä rapaumasta (breksia?), joka sijaitsi louhoksen reunamalla. Toisesta näytteestä (VM5) mitattiin kolme sylinteriä ja toisesta yksi (VM6). Osa mittauksista tehtiin HY:ssä, osa GTK:ssa. Hiekkakivipaljastuman pinta-ala näytteenottohetkellä oli melko pieni, n. 20 m 2 ja se oli matala. Kesällä 2006 louhintaa oli jatkettu ja hiekkakivi oli paljastuneena syvemmältä. Tuolloin otettiin lisää suunnattuja näytteitä, koska koko hiekkakivimuodostuma oltiin räjäyttämässä pois. Uusista näytteistä saadut tulokset tullaan raportoimaan myöhemmin. Kuva 1. Hiekkakivipaljastuma Nordkalkin Matkusjoen kalkkikivilouhoksella Vampulassa. Kuva on otettu kesällä Syksyllä 2005 oli paljastuneena vain tummemman hematiittipitoisen kerroksen yläpuolella oleva osa, josta testinäytteet on otettu. Kompassi mittakaavana hematiittipitoisessa kerroksessa. Jotta muuten murentuva hiekkakivi saatiin kovetettua, näytteet upotettiin 'vesilasiin', jonka jälkeen niistä saatiin laboratoriossa kairattua standardin mukaiset paleomagneettiset näytteet. Hiekkakivinäytteet ovat heikosti magneettisia. Magneettinen suskeptibiliteetti vaihtelee välillä 17-1 x 10-6 SI. Negatiivinen suskeptibiliteetin arvo osoittaa näytteen koostuvan pääasiassa diamagneettisesta aineksesta, joka on epämagneettista. NRM:n intensiteetit vaihtelevat välillä ma/m. Koska näytteet sisältävät ferromagneettista materiaalia minimaalisen vähän, eivät Q-arvot kuvasta todellista indusoituneen ja remanentin magnetoituman suhdetta. Sen vuoksi se jätettiin mm. diamagneettisen näytteen kohdalla laskematta. Toinen breksianäyte on voimakkaammin magnetoitunut, suskeptibiliteetin ollessa

10 Paleomagneettiset testinäytteet x10-6, remanenssin intensiteetin ma/m ja Q-arvojen Toinen breksianäyte koostuu diamagneettisesta materiaalista eikä siitä saatu paleomagneettisia tuloksia. Näyte VM1-1A (Liite 9). Remanenssi on melko kovaa ja suunta pysyy melko stabiilina. Monikomponenttianalyyseilla erottuu komponentti, joka kuvastaa yleistä remanenssisuuntaa. Näyte VM2-1A. Remanenssi on kovaa ja suunta on melko stabiili. Suunta poikkeaa näytteen VM1 remanenssisuunnasta. Todennäköisesti remanenssin kantajana on hematiitti. Suskeptibiliteetillä on negatiivinen arvo. Näyte VM2-3A (Liite 10). Remanenssi on erittäin kovaa ja suunta on stabiili koko demagnetoinnin ajan. Suunta vastaa VM2-1A-sylinterin suuntaa. Näyte VM2-4A. Remanenssi on kovaa 50 mt asti ja suunta on melko stabiili. Suunta on näytteen VM2 muita sylintereitä vastaava. Näyte VM3-1A (Liite 11). Remanenssi on kovaa ja suunta on melko stabiili 20 mt asti. Remanenssisuunta poikkeaa näytteiden VM1 ja VM2 suunnista. Näyte VM3-3A. Remanenssin intensiteetti vaihtelee suuresti eri demagnetointikenttien välillä osoittaen sen, ettei näytteessä ole stabiilia remanenttia magnetoitumaa. NRM:n suunta pysyy melko vakaana, mutta siitä ei erotu stabiileja komponentteja. Näyte VM5-1A (Liite 12). Näytteen NRM:n suunnassa erottuu kaksi komponenttia, joista toinen esiintyy NRM:n intensiteetin nopean laskun perusteella magnetiitissa ja toinen, kovan koersiviteetin perusteella, hematiitissa. Komponenttierottelulla saadaan luotettavasti erotettua vain alhaisen koersiviteetin suunta. Näyte VM5-1C. Muistuttaa hieman edellistä näytettä, mutta korkean koersiviteetin komponentti ei tule selvästi esiin näytteen suunnan ja intensiteetin muuttuessa epästabiileiksi 25 mt:n demagnetoinnin jälkeen. Näyte VM5-2B. Vastaa muuten täysin näytettä VM5-1A, vaikka NRM:n suunta on poikkeava. Eli näytteessä erottuu kaksi eri komponenttia eri mineraaleissa. Näyte VM6-1A. Magneettisesti melko kova näyte, mutta remanenssilla ei ole stabiilia suuntaa Johtopäätökset Vampulan hiekkakivessä esiintyy yleisesti vahvaa ja melko stabiilia remanenttia magnetoitumaa. Remanenssin kantajana on todennäköisesti hematiitti, mutta osassa näytteitä on luultavasti myös magnetiittia erittäin vähäisessä määrin, mistä on osoituksena alhaiset magneettisen suskeptibiliteetin arvot. Nyt mitattujen kolmen suunnatun hiekkakivinäytteen remanenssisuunnat poikkeavat täysin tosistaan. Se saattaa olla osoituksena siitä, että hiek-

11 Paleomagneettiset testinäytteet 8 kakivimuodostumassa ei esiinny sellaista yhtenäistä detritaalista remanenttia magnetoitumaa, joka olisi muinoin asettunut vallitsevan magneettikentän suuntaisesti. Lopulliset johtopäätökset tuloksista tullaan tekemään uusien näytteiden antamien tulosten valossa. Osa näytteistä tullaan termisesti demagnetoimaan, mikä toivottavasti antaa lisäselvitystä korkean koersiviteetin omaavan remanenssin suunnasta ja mineralogiasta. 4 TULOSTEN VERTAILU ERI LABORATORIOIDEN VÄLILLÄ Koska Vampulan kohteen samasta näytteestä kairatuista sylintereistä osa mitattiin GTK:ssa ja osa HY:ssä, voidaan mittaustuloksia verrata keskenään. Vertailu voidaan tehdä näytteiden VM2, VM3 ja VM5 sylintereille. Näytteen VM2 kolme mitattua sylinteriä ovat A-näytteitä, eli ne on otettu näytteen vaakatasossa kolmesta eri kohdasta (ei keskenään allekkain). Kaikissa näytteissä esiintyy lähes sama remanenssisuunta, mikä osoittaa eri laitteiden mittaavan NRM:n suunnat toisiaan vastaavasti. Samoin intensiteetit käyttäytyvät progressiivisessa demagnetoinnissa lähes toisiaan vastaavasti. Näytteen VM3 kahden A-näytteen käyttäytymisessä ei myöskään ole huomattavia eroja. Näytteen VM5 sylinterit 1A (GTK) ja 1C (HY) ovat allekkaisia näytteitä ja sylinteri 2B (GTK) on kairattu näiden vierestä. GTK:ssa mitatut näytteet anatavat lähes identtiset tulokset koersiviteetin ja remanenssikomponenttien stabiilisuuden suhteen, kun taas HY:ssä mitattu näyte poikkeaa näistä ollen epästabiilimpi. Koska kahdesta muusta näytteestä saadut tulokset olivat HY:n ja GTK:n välillä yhteneväiset, voi tässä näytteessä esiintyvä ero johtua näytteen epähomogeenisuudesta. Vaikka GTK:n ja HY:n välisten mittaustulosten vertailu on rajallinen näytteiden vähäisyydestä johtuen, voidaan johtopäätöksenä kuitenkin todeta, että eri laboratorioissa mitattujen näytteiden tulokset vastaavat toisiaan. Siten GTK:ssa ja HY:ssä saatuja mittaustuloksia voidaan jatkossa tarpeen vaatiessa yhdistellä tosiinsa ja laskea niistä yhteisiä keskiarvoja. 5 TYÖN TOTEUTUS Näytteiden preparointi GTK:ssa: Satu Vuoriainen Vesilasisysteemin ja betonimuottien kehittely GTK:ssa: Heikki Säävuori Araldit-liimakäsittely GTK:ssa: Matti Leino Petrofysiikan mittaukset GTK:ssa: Tuula Laine ja Paleomagneettiset mittaukset GTK:ssa: Tuula Laine Laitteistojen toiminta ja ohjelmistot GTK:ssa: Matti Leino Yhteyshenkilöt HY:ssä: Tiiu Elbra (mittausten opastus) ja Johanna Salminen Paleomagneettiset mittaukset HY:ssä: 6 VIITTEET Leino, M.A.H., Paleomagneettisten tulosten monikomponenttianalyysi pienimmän neliösumman menetelmällä. Paleomagnetismin laboratorio, Geofysiikan osasto, Geologian tutkimuskeskus, Q29.1/91/2, 15 s. Torvela, T. and Mänttäri, I., Styles and timing of deformation within the South Finland shear zone, SW Finland. Bull. Geol. Soc. Finland, Special Issue 1, p. 162.

12 Paleomagneettiset testinäytteet 9 7 TAULUKKO 1

13 Paleomagneettiset testinäytteet 10 8 LIITTEET 1-12 A) Stereoplot Remanenssivektorin suunnan muutos progressiivisen demagnetoinnin edetessä. Alapalloprojektio. Deklinaatio on välillä ja inklinaatio välillä 0-90 (0 reunalla ja 90 keskellä). Avoin ympyrä ilmaisee vektorin osoittavan ylöspäin ja suljettu ympyrä alaspäin. NRM on näytteen remanentin magnetoituman summa-vektorisuunta ennen vaihtovirta-demagnetointia. Progressiivisessa demagnetoinnissa näyte viedään aina korkeampaan vaihtovirtakenttään, jolloin ko. kenttää alhaisemman koersiviteetin omaavat mineraalirakeet menettävät remanentin magnetoitumansa. Siten summavektorin suunnasta poistuu aina edellisen demagnetointikerran suunta ja jäljelle jää uusi summavektori. B) Intensity Intensiteetin muutos progressiivisen demagnetoinnin edetessä. Pystyakselilla on magnetoituman normeerattu suhteellinen intensiteetti (J/J 0 ) ja vaaka-akselilla käytetty vaihtovirta-demagnetointikenttä H (kuvassa ilmoitetaan Oe:nä, mutta Taulukossa 1 on lukemat muutettu mt:ksi, 10 Oe = 1 mt). C) Zijderveld plot Summavektorista erottuvat eri remanenssikomponenttien vektorit. Vektorisuunnat esitetään projisoituneina horisontaalitasoon (W-N) ja vertikaalitasoon (U-N). Suorat edustavat tietyllä demagnetointivälillä esiintyvän remanenssikomponentin suuntaa. Pisteen etäisyys origosta on suoraan verrannollinen remanentin magnetoituman intensiteettiin tuossa pisteessä.

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26 TAULUKKO 1. Testinäytteiden magneettiset parametrit ja monikomponenttianalyysit Näyte Kivilaji Q-arvo Susk. NRM NRM-komponentit Mittaus x 10-6 J D I Ala ylä Väli D I E.A. (ma/m) (o) (o) (mt) (o) (o) (o) Etelä-Suomen Au-näytteet Ritakallio SV06-RA2-04A Au-kivi 21, , ,2 HY SV06-RT7-04A Au-kivi 25, , ,0 HY SV06-RT7-04B Au-kivi 16, , ,4 HY Satulinmäki NK06-MM1-1A Au-kivi 12, ,3 258,3 35,3 2, ,3 38,5 3,4 GTK NK06-MM2-1A Au-kivi 6, ,6 216,3 40, ,4 41,2 12,2 GTK NK06-MM2-1B Au-kivi 5, ,0 191,2 49, ,0 23,6 1,1 GTK ,1 23,6 3,4 NK06-MM2-1C Au-kivi 7, ,0 220,4 40, ,7 36,8 5,6 GTK Etelä-Suomen hiertovyöhyke TT06-KY3-03A ultramyloniitti 0, ,3 59,5 79, ,6 78,3 5,6 HY ,4 63,5 4,1 TT06-KY4-03A ultramyloniitti 0, ,8 273,5 44, ,1 25,6 3,7 HY TT06-KA11-03A pseudotakyliitti 0, ,1 274,0-75, ,6-79,9 1,9 HY ,8-67,8 3, ,3-72,5 6,2 TT06-KA8-2A pseudotakyliitti 0, ,8 213,6-13, ,7-9,2 3,6 GTK Vampulan hiekkakivi SM05-VM1-1A hiekkakivi 9,0 7 2,5 349,1 2, ,9 19,6 6,2 HY ,3 15,2 6,4 SM05-VM2-1A hiekkakivi -17 1,4 67,6 55, ,4 45 7,0 HY SM05-VM2-3A hiekkakivi 85,4 1 3,4 44,3 52, ,3-23,1 6,0 GTK ,9 55,4 3,8 SM05-VM2-4A hiekkakivi 13,8 4 2,2 66,7 64, ,4 64,2 6,9 GTK SM05-VM3-1A hiekkakivi 4,1 11 1,8 289,0 53, ,7 49,4 4,0 HY SM05-VM3-3A hiekkakivi 1,8 11 0,8 229,9 59,5 x x GTK SM05-VM5-1A breksia 0, , ,3 GTK SM05-VM5-1C breksia 0, , ,8 HY SM05-VM5-2B breksia 0,9 97 3,6 2, ,0 GTK SM05-VM6-1A breksia -1 1,6 x x GTK Selitys: Q-arvo = Koenigsbergerin suhde, Susk. = magneettinen suskeptibiliteetti, J = NRM:n intensiteetti, D = deklinaatio, I = inklinaatio (ilmoitettu suunnatuista näytteistä), NRM-komponentit = monikomponenttianalyyseillä erotetut komponentit, Ala ja ylä = vaihtovirtakentän alue, jossa komponentti erottuu, Väli = demagnetointipisteet, jossa komponentti erottuu, x (D,I) = ei stabiileja komponentteja, E.A. = komponentin suuntaa osoittavan suoran virhekulma, Mittaus = suoritettu Helsingin yliopiston Geofysiikan osaston laboratoriossa (HY) tai GTK:n Geofysiikan laboratoriossa (GTK).