M/19/3312/-73/l/JO Pihtipudas Lea Aho PIHTIPUTAAN RITOVUOREN MALMIMINERALOGIASTA. Lea Aho 1973

Transkriptio

1 ' ARKISTOKAPPALE M/19/3312/-73/l/JO Pihtipudas Lea Aho PIHTIPUTAAN RITOVUOREN MALMIMINERALOGIASTA Lea Aho 1973

2 SISÄLLYSLUETTELO Sivu 1. JOHDANTO 1 2. KALLIOPERÄN YLEISPIIRTEET 4 3. KALLIOPERÄ RITOVUORELLA Emäksiset liuskeet Kvartsi-maasälpäliuskeet 8 4. MALMIMINERA LISAATIOT MALMIMINERAALIT Metallit Kulta Vismutti Oksidit Sulfidit ja arsenidit Arseenikiisu Löllingiitti Rikkikiisu Magneettikiisu Sinkkivä.lke Kuparikiisu Lyijyhohde Greenockiitti Sulfosuolat Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola Pb-Bi-Sb-sulfosuola (koostunut eri faaseista) Ag-Sb-sulfosuolat MALMIMINERAALIASSOSIAATIOT MALMIMINERALISAATION IKÄ 34 KIRJALLISUUTTA 35 LIITE I KARTTA 1 ja 2 KUVALIITTEET I, II ja III

3 Tutkimusalueen sijainti 1. JOHDANTO Geologisen tutkimuslaitoksen malmiosasto suoritti vuosina Keski-Suomen lääniin kuuluvan Pihtiputaan kunnan alueella malmitutkimuksia. Aiheen tutkimuksiin antoi ratatyömies Aleks Komun 1958 lähettämät malmimineraalipitoiset näytteet Saarijärven-Haapajärven ratatyömaalta Pihtiputaalta. Maisteri A. J. Laitakarin työryhmä löysi v useita arseenikiisu-, lyijyhohde- ja kuparikiisupitoisia lohkareita Pihtiputaan

4 2 kirkolta n km etelään Ritovuoren alueelta. Samalla tavattiin kalliosta arseenikiisu- ja lyijyhohdepitoisia kvartsijuonia. Koska malmilohkareiden ja juonien todettiin sisältävän korkeita jalometallipitoisuuksia, keskitettiin jatkotutkimukset Ritovuoren alueelle. Vuonna 1958 kairattiin Ritovuoren lyijyhohdepitoisen juonimuodostuman selvittämiseksi 4 kairausreikää, jotka olivat n. 20 m :n pituisia, ja yksi n. 18 m :n pituinen kairausreikä heikosti kuparikiisupitoisen kalkkirikkaan osueen selvittämiseksi. Vuosina suoritettiin alueella maastakäsin magneettisia-, sähköisiä- ja gravimetrisia tutkimuksia. Geofysikaaliset mittaukset eivät tuoneet esille sellaisia anomalioita, jotka selvästi olisivat viitanneet huomattavampaan malmie siintymään. Vuonna 1959 kairattiin kuitenkin kaksi n. 170 m :n pituista kairausreikää kahden Ritovuoren alueelta todetun magneettisen ja sähköisen anomalian selvittämiseksi. Näissä kairausrei' issä tavattiin hyvin heikkoa rikkikiisu-, magneettikiisu- ja arseenikiisupirotetta. Vuonna 1959 kairattiin lisäksi kolme n m :n pituista kairausreikää monttupaljastuman alle, jossa oli tavattu runsasta arseenikiisupirotetta. Kairausrei' illä tavoitettiin arseenikiisu-kvartsijuonen jatkeita. Koska Ritovuoren alueen malmiaiheet sijaitsevat voimakkaassa aeromagneettisessa häiriöjaksossa, joka Pihtiputaan kirkolta jatkuu yhtenäisenä vyöhykkeenä itään n. 15 km, niin päätettiin suorittaa alueen tarkempi kartoitus ja selvittää malmimineralisaatioiden liittyminen alueen kivilajeihin. Vuosina kirjoittaja suoritti kartoitustyön apulaisenaan M. Huuskonen.

5 3 Vuosien aikana on kirjoittaja koonnut alueen kartoituksessa kertyneen materiaalin sekä suorittanut kivilajien ja malmimineraalien mikroskooppiset tutkimukset ja optiset määritykset geologisessa tutkimuslaitoksessa. Malmiaiheiden sisältämien sulfosuolojen identifioimisessa on käytetty apuna röntgen-mikroanalyyttisiä ja röntgendif raktometrisia tutkimuksia. Maisteri B. Saltikoff on suorittanut röntgen-mikroanalyysit ja maisteri P. Kallio röntgenograafisen tutkimuksen. Tämän kirjoituksen tarkoituksena on selostaa tutkimuskohteesta saatuja tuloksia. Erityistä huomiota on kiinnitetty Ritovuoren alueen malmimineralisaatioihin.

6 4 2. KALLIOPERÄN YLEISPIIRTEET Pihtiputaan länsi-itäsuuntainen aeromagneettinen häiriö (liite 1.) aiheutuu liuskejaksosta, johon kuuluu amfiboliitteja, plagioklaasija uraliittiporfyriitteja, vulkaanisia breksioita ja agglomeraatteja sekä intermediäärisiä tai happamia kvartsi-maasälpäliuskeita. Tämä Pihtiputaan kirkolta alkava länsi-itäsuuntainen häiriö katkeaa n. 15 km kirkolta itään pohjois-eteläsuuntaiseen aeromagneettiseen häiriöön. Pohjois-eteläsuuntainen häiriö aiheutuu liuskejaksosta, johon kuuluu epiklastisia metasedimenttejä, kvartsi-maasälpäliuskeita ja kiillegneissejä. (Kartta 1.) W. W. Wilkman (1938) Kuopion karttalehden C 3 (1 : ) selostuksessaan pitää Pihtiputaan liuskejakson kiviä leptiitteinä, jotka ovat alkuperältään sedimenttisyntyisiä. Pihtiputaan leptiitit kuuluvat hänen mukaansa botnialaisiin liuskeisiin ja alueen graniitit ja granodioriitit post-botnialaisiin intrusiivikiviin. I. Salli jakaa vuonna 1971 ilmestyneessä Pihtiputaan 3312 (1 : ) kallioperäkartan selityksessä edellä kuvatut liuskejaksot kahteen ryhmään. Hänen mukaansa ovat länsi-itäsuuntaiset suprakrustiset liuskeet alkuperältään vulkaanisia ja pohjois-eteläsuuntaiset liuskeet sedimenttisyntyisiä. Hänen selityksensä mukaan länsi-itäsuuntaisen liuskejakson pohjois reunalle liittyy lisäksi epiklastisia metasedimenttejä kiilleliuskeita, grauvakkamaisia liuskeita ja konglomeraatteja. Grauvakkamaisia liuskeita ja konglomeraatteja esiintyy hänen mukaansa myös vulkaanisissa kivissä muodostuman sisäisinä.

7 5 I. Sallin vuonna 1969 ilmestynyt Pihtiputaan karttalehti osoittaa, että muodostumansisäisiä grauvakkamaisia liuskeita ja konglomeraatteja on juuri Ritovuoren tutkimusalueella. Kirjoittajan esittämä kartta 1. eroaa tässä kohdassa I. Saliin kallioperäkartasta. Kartassa 1. edellä mainittuja muodostumansisäisiä liuskeita ei esiinny Ritovuoren alueella. Lisäksi ovat länsi-itäsuuntaisen liuskejakson pohjoisreunalle sijoittuvat epiklastiset metasedimentit huomattavasti pienempialaisia kuin I. Sallin kallioperäkartassa. Kartassa 1. plagioklaasi- ja uraliittiporfyriitit on erotettu muista emäksisistä liuskeista päällemerkinnöillä. Happamista tai intermediäärisistä kvartsi-maasälpäliuskeista on erotettu vastaavalla tavalla porfyyriset liuskeet, silloin kun selvä porfyyrinen rakenne on havaittu.

8 6 3. KALLIOPERA RITOVUORELLA Ritovuoren kairaus- ja tutkimusalue sijaitsee n km Pihtiputaan kirkolta etelään. Tämä alue on rajattu kivilajikarttaan 1. Alueella on siellä täällä vähäisiä malmimineralisaatioita ja malmimineraalipitoisia juonia. Alueen kivilajeina on emäksisiä liuskeita ja happamia tai intermediäärisiä kvartsi-maasälpäliuskeita. Liuskealuetta leikkaavat granodioriittiset juonet (Kartta 2) Emäksiset liuskeet Emäksisiin liuskeisiin on luettu amfiboliitit, plagioklaasi- ja uraliittiporfyriitit ja sarvivälkeporfyroblasteja sisältävät liuskeet. Emäksisten liuskeiden pääosa koostuu hienorakeisista amfiboliiteista, joissa ei ole säilynyt merkkejä alkuperäisrakenteista. Alkuperäiset rakennepiirteet ovat hävinneet vahvan tektonisoitumisen tähden. Amfiboliittien pääaineksina on plagioklaasia (An ) ja tavallista vihreää sarvivälkettä (2Vo = , cay"= ). Biotiitti on tumman ruskeaa ja vain vähäisessä määrin kloriittiutunutta. Kvartsi on yleinen lisäaines. Kalimaasälpä syrjäyttää plagiokiaasia. Lisäaineksina on epidoottia, kalsiittia, zirkonia, turmaliinia, apatiittia ja malmiainesta. Plagioklaasi- ja uraliittiporfyriittien rakenteet ovat osittain säily-

9

10 - 8 - R. Gorbatschev (1969) on tutkinut Keski-Ruotsin suprakrustisia amfiboliitteja, jotka koostumukseltaan vastaavat edellä kuvattuja emäksisiä liuskeita. Amfiboli on niissä tavallista vihreää sarvivälkettä. Hienorakeinen välimassa sisältää kvartsia ja kalimaasälpää. Hänen mukaansa suprakrustiset amfiboliitit ovat alkuperältään lähempänä kvartsi-maasälpäliuskeiden mafista ryhmää (mafic leptite) kuin juonimaisia amfiboliitteja. Emäksisissä liuskeissa on siellä täällä n cm läpimittaisia kalkkirikkaita osueita, jotka paljastumien pinnassa näkyvät selvinä kohoumina. Niissä on pääaineksina epidoottia, kalsiittia, titaniittia, skapoliittia ja lisäaineksina kvartsia, plagioklaasia, kalimaasälpää, sarvivälkettä ja hematiittipigmenttiä. Kalkkirikkaat osueet sisältävät Ritovuoren alueen malmirnineralisaatioita Kvartsi-maasälpäliuskeet Happamat tai intermediääriset kvartsi-maasälpäliuskeet ovat väriltään harmaita tai punertavia. Raekoko vaihtelee mm :n välillä. Pääainekset ovat kvartsi, plagioklaasi ja kalimaasälpä. Plagioklaasin anortiittipitoisuus on happamissa liuskeissa An ja intermediäärisissä liuskeissa An20-30' Kvartsi, kalimaasälpä, kalsiitti tai epidootti syrjäyttävät toisinaan plagioklaasia. Kiillemineraaleina on biotiittia ja toisinaan biotiitin lisäksi muskoviittia. Lisäainekset ovat apatiitti,' zirkoni, titaniitti, epidootti, turmaliini ja malmiaine s. Kvartsi-maasälpäliuskeissa on Ritovuoren tutkimusalueella paikoitellen havaittu porfyyristä rakennetta. Hajarakeet ovat läpimitaltaan 1-3 mm. Hajarakeina esiintyy kvartsia ja toisinaan plagio-

11

12 MALMIMINERALISAATIOT Ritovuoren malmimineralisaatiot ovat hyvin hajanaisia, mutta ne sijoittuvat pääasiassa alueelle, joka on turmalinisoitunut ja breksioitunut. Tämä alue ei ole yhtenäinen, joten tarkkaa rajaa ei sille voida vetää. Alueen pituus on n. 1 km ja leveys n. 200 m, ja se sijaitsee emäksisten liuskeiden ja kvartsi-maasälpäliuskeiden kontaktivyöhykkeellä (Kartta 1). Kontaktisuhteita on seurattu vyöhykettä lävistävillä kairausrei' illä R 6 ja R 7 (Kartta 2). Emäksisten liuskeiden ja kvartsi-maasälpäliuskeiden kontaktit ovat jyrkät, mutta molempia liuskeita tavataan toistensa välikerroksina. Turmalinisoitumista on tapahtunut sekä emäksisissä liuskeissa että kvartsi-maasälpäliuskeidsa. Turmaliini esiintyy n. 2-3 cm :n läpimittaisina kasaumina tai rakeina molemmissa liusketyypeissä. Breksioitumista on nähtävissä vain emäksisissä liuskeissa. Emäksiset murtokappaleet ovat läpimitaltaan n cm ja niitä ympäröi n. 2-3 mm :n levyinen turmaliinisauma (ns. kokardirakenne). Välimassa on koostunut hienorakeisesta kvartsista, plagioklaasista, kalimaasälvästä, biotiitista ja toisinaan sarvivälkkeestä. Kvartsi-maasälpäliuskeiden plagioklaasi on kontaktivyöhykkeellä paikoitellen jonkin verran serisiittiytynyt. Tälläasten vaalenneiden ja serisiittiytyneiden vyöhykkeiden paksuus vaihtelee m :n välillä. Näissä liuskeissa on biotiitin lisäksi myös muskoviittia. Malmimineralisaatiot on jaettu seuraaviin ryhmiin pääaineksien mukaan :

13 a) arseeni- ja rikkikiisurakeita harvana pirotteena,koko mineralisoituneella vyöhykkeellä b) magneetti-, kupari- ja rikkikiisu heikkona pirotteena emäksisissä liuskeissa ja breksian murtokappaleissa c) lyijyhohde, sinkkivälke ja kuparikiisu heikkona pirotteena kalkkirikkaissa osueissa d) arseenikiisu-kvartsijuoni e) lyijyhohde-kvartsijuoni Malmimineralisoituneita kalkkirikkaita osueita on tavattu monttupaljastumista. Kairausreikä 5 on kairattu kuparikiisupitoisen kalkkirikkaan osueen selvittämiseksi (Kartta 2). Arseenikiisu-kvartsijuoni on tavoitettu monttupaljastumalla ja kairausrei' illä 8, 9 ja 10 (Kartta 2). Arseenikiisu-kvartsijuonen suunnaksi on saatu kairausrei' istä mittaamalla 290 ja kaateeksi 40 NE. Juonen suurin leveys on kairausreiässä 10 n. 1 m. Juoni kapenee luoteeseen päin jo kymmenen metrin etäisyydellä tästä 2-3 cm :n levyiseksi. Lyijyhohde-kvartsijuoni on 1-5 cm :n levyinen ja ruhjeinen. Tätä juonta on seurattu n. 100 m :n pituudelta louhimalla kallioon n. 1-2 m :n syvyisiä monttuja ja kairaamalla juonimuodostuman alle m :n pituiset kairausreiät 1, 2, 3 ja 4 (Kartta 2). Lyijyhohdekvartsijuonen kulku on 300 ja kaade NE. Edellä esitettyjen malmimineralisaatioiden lisäksi on alueelta tavattu vähäisiä Sb, Bi ja Ag-mineralisaatioita kalkkirikkaissa osueissa (ryhmä c) ja lyijyhohde-kvartsijuonessa (ryhmä e). Pelkkää kultaa on tavattu mikroskooppisena pirotteena arseenikiisu-

14 kvartsijuonessa (ryhmä d). Ritovuoren alueelta löydetyt malmimineraalit ja niiden esiintymisympäristöt on lueteltu taulukossa 1 seuraavalla sivulla. Varsinaisen Ritovuoren tutkimusalueen ulkopuolelta tavattiin vuoden 1959 tutkimuksissa kultapitoinen arseenikiisu-kvartsijuoni Pihtiputaan kirkolta n. 1 km pohjoiseen Saanijärven etelärannalta (Kartta 1). Tämä Saanijärven juoni on n. 2-3 cm leveä ja sitä on seurattu kalliopaljastumista n. 100 m :n pituudelta.

15 13 - Taulukko 1. Mineraaliluettelo. arseenikiisu- kvartsijuoni lyijyhohdekvartsijuoni kalkkirikkaat osueet Kulta Au ++ Vismutti Bi + + Sinkkivälke Zn S Greenockiitti CdS + Magneettikiisu FeS + Rikkikiisu FeS Markasi.itti FeS Arseenikiisu FeAsS Löllingiitti Fe.As? + Lyijyhohde PbS Kovelliitti CuS + Kuparikiisu CuFeS Kubaniitti CuFe2S 3 + Ag-Sb-sulfosuolat + + Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola + + Pb-Bi-Sb-sulfosuola + (eri faaseina) Magnetiitti Fe Ilmeniitti FeTiO Rutiili TiO 2 + Kvartsi S Kalsiitti CaCO Scheeliitti CaW04 + Turmaliini Titaniitti + ++ Epidootti ++ Plagioklaa si + Kalimaasälpä ++ Skapoliitti + Amfiboli + A pa tiitti + + Muskoviitti + Kloriitti + Esiintymistapa + = vähäinen ++ = kohtalainen +++ = runsas

16

17 ja samassa juonessa reiässä m :n pituisella osuudella 3 g/t. Useat tutkijat ovat kuvanneet kullan esiintymistä arseenikiisurakeiden raoissa ja väleissä. L. A. Clark (1960) on kokeellisesti osoittanut, että kulta erkaantuu nopeasti synteettisestä arseenikiisusta C ja sitä alemmissa lämpötiloissa. Hänen mukaansa on suurin osa kullasta alkuaan ollut submikroskooppisina sulkeumina tai kiinteänä liuoksena arseenikiisussa ja erkaantunut alemmissa lämpötiloissa tämän mineraalin rakoihin. Suurin osa kullasta lienee Pihtiputaalla muodostunut tällä tavalla. Vähäisempi osa kullasta on ilmeisesti konsentroitunut vastaavalla tavalla muihinkin sulfiideihin, koska lyijyhohde-kvartsijuonessa on tavattu kulta rae rikkikiisun s ulkeumana Vismutti Vismutti on lyijyhohde-kvartsijuonessa kellortävän vaaleina pieteinä lyijyhohteessa ja suotautumanluontoisina rakeina eri faaseihin hajonneesea Pb-Bi-Sb-sulfosuolassa (Kuvaliite II ; vismutti on vaaleina pisteinä mikroskooppikuvassa). P. Ramdohrin (1969) mukaan vismutin erkaantuminen Pb-Bi-pitoisista sulfosuoloista osoittaa lämpötilan alenemista tai alkavaa rapautumista. Vismuttia on runsaammin lyijyhohteen sulkeumina lyijyhohdepitoisissa kalkkirikkaissa osueissa kuin kvartsijuonessa. Suuremmissa vismuttirakeissa on havaittu kaksostusta (Kuva 4). J. R. Craig (1967) on tutkinut vismutin kaksostusta. Hänen mukaansa kaksostus on seuraus paineesta, joka syntyy vismutin

18

19 5. 3. Sulfidit ja arsenidit Arseenikiisu Arseenikiisu on yleisin malmimineraali koko mineralisoituneella vyöhykkeellä. Se esiintyy 2-3 cm :n suuruisina rakeina tai kasaumina sekä emäksisissä että happamissa liuskeissa. Se on päämineraali arseenikiisu-kvartsijuonissa. Arseenikiisua ei ole breksian emä.ksisissä murtokappaleissa, mikä osoittaa, että mineralisoitumista ei ole tapahtunut ennen breksioitumista. Lyijyhohde, kuparikiisu ja magneettikiisu täyttävät arseenikiisun rakoja ja rakeiden välitiloja, mutta ne eivät korvaa arseenikiisua. Arseenikiisu on jäänyt kemiallisesti pysyväksi muiden myöhempien malmimineraalien kiteytyessä. Arseenikiisun mimeettinen kaksostus on tavallinen etenkin arseenikiisu-kvartsijuonessa. Polysynteettinen kaksostus on A. H. Clarkin (1965) mukaan tavallinen rakoja täyttävissä juonissa, joissa se kuvastaa paineen vaikutusta tämän mineraalin symmetriaan ja kaksostukseen Löllingiitti Ritovuoren arseenikiisu-kvartsijuonessa on löllingiittiä vain vähäisinä rakeina. Löllingiitin erottamiseksi arseenikiisusta on käytetty syövytysmenetelmää. Löllingiitti värjäytyy ruskeaksi FeC13 :lla syövyttämällä. Saanijärven arseenikiisu-kvartsijuonessa on löllingiittiä runsaammin kuin Ritovuorella. Saanijärven juonessa arseenikiisu ympäröi sauman tavoin löllingiittirakeita.

20 Rikkikii su Rikkikiisu on arseenikiisun tapaan yleinen malmimineraali koko malmimineralisoituneella vyöhykkeellä. Rikkikiisu esiintyy yksittäisinä rakeina, jotka ovat syöpyneitä ja skelettimäisiä, sekä markasiitin kanssa korvaamassa magneettikiisua. Lyijyhohde-kvartsijuonessa on skelettimäisissä rikkikiisurakeissa runsaasti lyijyhohdesulkeumia. Rikkikiisun esiintymistapa osoittaa, että rikkikiisua on kiteytynyt useassa eri vaiheessa Magneettikiisu Magneettikiisu on heikkona pirotteena emäksisissä liuskeissa ja breksian emäksisissä murtokappaleissa. Magneettikiisu on korvautunut rikkikiisulla ja markasiitilla lyijyhohde-kvartsijuonessa ja arseenikiisu-kvartsijuonessa. Magneettikiisun korvautumistapa on erilainen edellä mainituissa juonessa. Arseenikiisu-kvartsijuonessa on magneettikiisua korvaavalla aineksella ovaalinen ja konsentrinen rakenne (nk. vesikiisu). Tämä hyvin hienorakeinen aines on koostunut markasiitista ja rikkikiisusta tai toisinaan vain rikkikiisusta (P. Ramdohr, 1969). Lyijyhohde-kvartsijuonessa on magneettikiisu korvautunut markasiitilla tai markasiitti-rikkikiisuaggregaateilla (P. Ramdohr, 1969). Korvautumisrakenne on pseudomorfisesti lamellinen. Lamellien pienet sälöiset rakeet ovat selvästi anisotrooppisia. Silikaattiaines täyttää lamellien välitiloja. Magneettikiisun korvautuminen on Saanijärven arseenikiisu-kvartsi-

21 juonessa vain osittainen. Korvautumistapa on samanlainen kuin Ritovuoren vastaavassa juonessa Sinkkivälke Sinkkivälke on pienenä pirotteena lyijyhohteen ja kuparikiisun kanssa kalkkirikkaissa osueissa. Sinkkivälkkeessä on runsaasti kuparikiisusuotautumia. Sinkkivälkettä ei ole lyijyhohde-kvartsijuonessa ja vain satunnaisesti arseenikiisu-kvartsijuonessa Kuparikiisu Kuparikiisu on heikkona pirotteena emäksisissä liuskeissa, turmaliinibreksiassa sekä arseenikiisu- ja lyijyhohdepitoisissa kvartsijuonissa. Kuparikiisu on yksi päämineraaleista kalkkirikkaissa osueissa yhdessä sinkkivälkkeen ja lyijyhohteen kanssa. Kuparikiisussa on joitakin harvoja kubaniittilamelleja, joita korvaa toisinaan kovelliitti Lyijyhohde Lyijyhohde on heikkona pirotteena kalkkirikkaissa osueissa ja päämineraalina lyijyhohde-kvartsijuonessa. Lyijyhohteen sulkeumina on kalkkirikkaissa osueissa Pb-Bi-Sb-sulfosuoloja, Ag-Sb-sulfosuoloja ja vismuttia sekä lyijyhohde-kvartsijuonessa edellisten lisäksi greenockiittia.

22 Greenockiitti Greenockiitti on pienenä pirotteena lyijyhohde-kvartsijuonesaa. (Kuvaliite II ; greenockiitti on mikroskooppikuvassa harmaina rakeina, joiden sijainti selviää jakautumakuvasta, CdLoc-säteily). Greenockiitti on sinertävän harmaata ja sisäiset refleksit kellertäviä. Greenockiitti esiintyy vain lyijyhohteen sulkeumina Sulfosuolat Sulfosuoloja on ainoastaan lyijyhohteen sulkeumina lyijyhohdekva.rtsijuonessa ja kalkkirikkaissa osueissa. Sulfosuolat voidaan jakaa kolmeen ryhmään : 1. Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola 2. Pb-Bi-Sb-sulfosuola (eri faaseina) 3. Ag-Sb-sulfosuolat Toisen ryhmän Pb-Bi-Sb-sulfosuolaa, joka on hajonnut eri faaseihin, ei ole tavattu kalkkirikkaissa osueissa Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola Sulfosuola on levymäisinä tai liistakkeisina rakeina lyijyhohteesaa (Kuva 5). Suurin levymäisen rakeen koko on 0.4 mm. Refieksiopleokroismi on heikko. Rakeet ovat diagonaaliasennossa hiukan kellertävän harmaita erottuen lyijyhohteesta. Anisotropia on selvä. Sulfosuolan heijastuskyky on mitattu Leitz MPV mikros.kooppifotometrillä. Monokromaattisen valon aikaansaamiseksi on käytetty

23

24 R546nm % paino-% Bi paino-%a Sb I II Vertailu röntgen-mikroanalyysituloksiin osoittaa, että antimonin korvautuminen vismutilla alentaa sulfosuolan heijastuskykyä. Ero ei ole suuri, mutta selvästi havaittavissa. Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuolan kovuus on mitattu Reichertin mikrokovuuskoettimella. Vickersin kovuusluvuksi on saatu 50 g :n painoa vastaten levymäisestä rakeesta 160. Liistakernaisella rakeella oli taipumus lohkoilla rakeen pituussuuntaan. Vickersin kovuusluvuksi saatiin 50 g :n painoa vastaten 127. Sulfosuolan koostumusta on tutkittu röntgenmikroanalysaattorilla ja röntgenograafisesti. Saatuja tuloksia on verrattu vastaavilla menetelmillä tutkittuihin saman alkuainekoostumuksen omaaviin mineraaleihin. Taulukko 2. Röntgenmikroanalyysit Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuolasta. Anal. 13. Saltikoff. I paino-% II paino-% Pb Bi S 15.7 _ Sb Cu I sulfosuola lyijyhohde-kvartsijuonesta II - " - lyijyhohdepitoisesta kalkkirikkaasta osueesta la ja IIa ionien lukumäärä Cu-atomia kohti laskettuna analyyseistä I ja II. Ia IIa

25 W. Nowackin (1969) sulfosuolojen luokitteluksi kokoaman taulukon 1 (Kristallchemische Daten einiger Sulfide und Sulfosaize) mukaan on lähinnä saman alkuainekoostumuksen omaavia mineraaleja : Kobelliitti Pb 5(Bi, Sb) 8 S17, Bi :Sb=(0-1. 6) :1 Gie s seniitti Pb9Bi6Sb Cu S Vismutti-Robinsoniitti Pb (Bi, Sb) i S25, Sb :Bi=100 :69 Rezbånyiitti-tyyppi Pb 4(Bi, Sb) 10 S 19 Lisäksi on muutamia Pb-Bi-sulfosuoloja esim. lillianiitti, jotka sisältävät antimonia. E. H. Schot ja Ottemanin (1969) mukaan Sbrikkaat lillianiitit kuuluvat kobelliittisarjaan. O. Vaasjoki ja S. Kaitaro (1951) ovat tutkineet Iilijärven ' lillianiittia", joka heidän käsityksensä mukaan on cosaliitti (Pb 2Bi2 S5). M. S. Sakharovan ja N. N. Krivitskavan (1972) tutkimuksen mukaan kobelliitti ja cosaliitti kuuluvat samaan sarjaan, jonka yleinen kaava on R2+R3+SS. Antimoni-lillianiitti kuuluu eri sarjaan, jonka yleinen k 2 2 aava on +S 6. R3 +R2 Kummassakin sarjassa Bi :Sb on isomorfisesti vaihteleva. St. Graeserin (1963) tutkima giesseniitti on kemialliselta koostumukseltaan lähellä tätä Ritovuoren sulfosuolaa. E. Welinin (1968) tutkimat Glarhammarin lillianiiteiksi nimitetyt sulfosuolat, jotka kemialliselta koostumukseltaan ovat samankaltaisia giesseniitin kanssa, ovat cosaliittia tai cosaliittia ja lyijyhohdetta. Hänen mukaansa kaikki vismutiitti-aikiniittisarjan sulfosuolojen nimitykset, jotka perustuvat kemialliselle koostumukselle, olisi hyljättävä. Kaikkien sulfosuolojen nimitykset olisi hänen mukaansa uudelleen tarkistettava ja yhdistettävä niiden rakennesuhteisiin.

26 B. Salanci ja G. H. Moh (1969) ovat kokeellisesti tutkineet systeemiä Pb-Bi-S ja sen suhdetta luonnossa esiintyviin Pb-Bi-sulfosuoloihin. Näissä tutkimuksissa on jätetty huomiotta antimoni ja kupari, joita on Ritovuoren sulfosuolassa. Pb-Bi-S-systeemin he jakavat viiteen eri faasiin. Heidän mukaansa vismutti esiintyy sekä kahden arvoisena että kolmen arvoisena, jolloin syntyy sekakidesarja. Eri faaseista on tehty röntgenograafiset tutkimukset. Taulukossa 3 on verrattu Ritovuoren Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuolan röntgenograafisia d-arvoja kahden lähinnä samankaltaisen B. Salancin ja G. H. Mohin (1969) kuvaaman faasin d-arvoihin. Taulukosta selviää, että sulfosuolalla on tiettyä yhtäläisyyttä faasien II ja VA kanssa, mutta tulokset eivät ole identtisiä. Taulukossa 3 esiintyvässä faasissa II vaihtelee vismutiitin ja lyijyhohteen suhde 22 :78 :sta 18 :82 :en ja faasissa V 66 :34 :stä 74 :26 :en. Faasi VA edustaa sekakidesarjan lyijyhohderikkaampaa päätejäsentä. Taulukko 3 :n röntgenograafiset d-arvot on määrännyt P. Kallio. Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola on lyijyhohdepitoisesta kalkkirikkaasta osueesta. Lab. no Cu/Ni säteily, kameran g = 114, 83 mm. standardina NaCl st = standardin piikki peittää refleksin Lab. no 9050 Cu/Ni säteily, kameran id = 57,54 mm, ei standardia Intensiteetti : vs = hyvin voimakas s = voimakas Ms= kohtalainen m = keskinkertainen MW= heikohko w = heikko

27 Taulukko 3. Lab. no Lab. no Salanci und Moh (1969) ; -3bS II VA? ASTM et Z Z et 4.57 ; a 3.74 ms ' 3.60 w m 3.43 me mw w (3409) m ve Z Z.91 6 (2.954) w ms w 2.53 w mw Mw mw mw mw Z.08 3 (2.089) 70 mw mw ma ms , (1.780) Mw (1.704) jne jne jne jne

28 Röntgen-mikroanalyysien ja d-arvojen perusteella ei Ritovuoren sulfosuolalle ole voitu osoittaa vastinetta kirjallisuudessa esitettyjen Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuolojen joukosta. Kysymyksessä voi olla jonkin sulfosuolasarjan tuntematon jäsen. Vastauksen tähän kysymykseen toisi kiderakennetutkimus Pb-Bi-Sb-sulfosuola (koostunut eri faaseista) Lyijyhohde-kvartsijuonesta on tavattu Pb-Bi-Sb-sulfosuola, joka näyttää hajonneen eri koostumuksen omaaviin faaseihin. Rakeet ovat muodoltaan levymäisiä tai liistakkeisia ja niiden koko vaihtelee mm :n välillä. Rakeiden yhtenäinen ja säännöllinen muoto viittaa siihen, että ne ovat alkuaan olleet yhtä mineraalia, joka on käynyt epästabiiliksi hajoten eri koostumuksen omaaviksi Pb-Bi-Sb-pitoisiksi sulfosuoloiksi ja vismutiksi (Kuva 6). Kuvassa 6 erottuu liistakkeisissa sulfosuolarakeissa tummanharmaita osia, jotka optisesti ovat heikosti refleksiopleokroisia ja selvästi anisotrooppisia. Rakeiden tummanharmaista osista otettu mikroskooppikuva osoittaa, että osat ovat koostuneet pienen pienistä anisotrooppisista sälöistä. Sälöt ovat toisinaan taipuneita tai viuhkamaisesti säteettäisiä (Kuva 7).

29

30 28 - Tämän sulfosuolan eri faasien koostumusta on pyritty selventämään räntgen-mikroanalysaattorilla otetuilla kuvilla (Kuvaliite I). Antimonin jakaantumisen perusteella (Kuva Sb Lx) voidaan sulfosuolassa erottaa kolme eri faasia. Faasi I on antimonivapaa. Faasi II on kohtalaisesti antimonipitoinen. Faasi III on antimonirikas. Lyijyn suhde antimoniin näkyy kuvassa Pb L,-,-. Lyijyä on runsaasti antimonivapaassa faasissa I, kohtalaisesti antimonipitoisessa faasissa II ja hyvin vähän antimonirikkaassa faasissa III. Vismutin suhde antimoniin selviää kuvasta Bi Lam. Vismuttia on vähän antimonivapaassa faasissa I, kohtalaisesti antimonipitoisessa faasissa II ja antimonirikkaassa faasissa III. Kuvassa CuKo,näkyy kuparin esiintyminen rakeen reunoilla hyvin vähäisinä pisteinä Ag-Sb-sulfosuolat Pb Bi-Sb-sulfosuolan yhteydessä ja lyijyhohteen sulkeumina esiintyy pieninä heikosti erottuvina rakeina Ag-Sb-sulfosuoloja. Suurin tavattu rae on 0.2 mm, mutta rakeiden koko on yleensä pienempi kuin 0. 1 mm. Rakeet ovat väriltään sinertävän harmaita verrattuna lyijyhohteeseen, mutta huomattavasti vaaleampia kuin greenockiitti. Ag-Sb-sulfosuoloja on kahta eri tyyppiä. Toinen on pleokroinen ja siinä on runsaasti punaisia sisäisiä refleksejä. Tämä sulfosuola on selvästi anisotrooppinen. Toinen sulfosuola on väriltään hiukan vaaleampi ja heikosti punertavan harmaa. Pleokroisuutta ja sisäisiä refleksejä ei ole havaittu. Anisotropia on vähäinen, tuskin

31 havaittava, mikä voi johtua rakeiden asennoista. Rakeiden pienuuden ja vähälukuisuuden vuoksi ei tarkempia mikroskooppisia tutkimuksia ole voitu suorittaa. Röntgen-mikroanalysaattorilla on tutkittu näiden sulfosuolojen koostumusta (Kuvaliitteet II ja III). Kuvaliitteessä II on mikroskooppikuvaan rajattu alue, joka on jakautumakuvien kohteena. Rajatun alueen oikean puoleinen osa on Pb-Bi-Sb-sul osuola, jonka raja vasemman puoleista lyijyhohdetta vastaan näkyy selvästi kuvasta Sb Lx. Kuvissa Sb L a ja Ag L v~. näkyvät kuvien alareunoissa hopeaa ja antimonia sisältävät sulfosuolarakeet. Kuvasta Sb Lc selviää myös antimonin jakaantuminen Ag-Sb-sulfosuolan ja Pb-Bi-Sb-sulfosuolan välillä. Kuvassa Bi Le, näkyvät erilliset metallisen vismutin pisteet lyijyhohteessa ja Pb-Bi-Sb-sulfosuolassa. Kuvaliitteessä III on esitetty yllämainituista kahdesta Ag-Sb-sulfosuolasta mikroskooppikuva, profiilikuva ja jakautumakuvat. Mikroskooppikuvan keskiosassa näkyy harmaana alueena molemmat Ag-Sb-sulfosuolat lyijyhohteen sulkeumana. Harmaan alueen katkaisee vaalea liistakkeenmuotoinen rae, joka on kuparikiisua. Harmaan alueen vasemmassa laidassa on musta aukko, jossa on pari vaaleaa markasiittiraetta. Kuvan oikeassa laidassa lyijyhohdetta hiukan harmaampi mineraali on Pb-Bi-Sb-sulfosuola. Lyijyn, vismutin ja antimonin esiintyminen tässä sulfosuolassa selviää vastaavista jakautumakuvi sta.

32 Ag-Sb-sulfosuolan vasen osa on refleksiopleokroinen, joka heikosti näkyy mikroskooppikuvassa. Tämä osa raetta on anisotrooppinen ja siinä on runsaasti punaisia sisäisiä refleksejä. Oikeanpuoleinen osa on harmaa. Sisäiset refleksit puuttuvat ja anisotropia on hyvin heikko. Profiilikuva sta selviää antimonin ja hopean jakaantuminen A g-sbsulfosuolassa. Tämä profiili on ajettu rakeen pituussuunnassa. Profiiliviiva on merkitty mikroskooppikuvaan. Kuparikiisua osoittava lasku näkyy selvästi profiilikuvassa. Kuvasta käy myös ilmi, että Ag-Sb-sulfosuolan oikeanpuoleinen osa on hopearikkaampi kuin vasemmanpuoleinen osa. Käyttökelpoisten standardien puuttuessa mikroanalysaattorilla ei ole saatu selville antimonin ja hopean absoluuttisia määriä vaan ainoastaan näiden metallien suhteet Ag-Sb-sulfosuoloissa. Jos hopeaköyhemmän osan raetta oletetaan vastaavan pyrargyriitin koostumusta A93 Sb S3, niin hopearikkaampi osa vastaisi stephaniitin koostumusta Ag 5 Sb S4. Optisilta ominaisuuksiltaan vastaa hopeaköyhempi osa raetta pyrargyriittiä. Oikeanpuoleisen osan raetta nimeäminen stephaniitiksi on epävarmaa, koska stephaniitti on voimakkaasti anisotrooppinen. Hopearikkaamman sulfosuolan anisotropia on. hyvin heikko. Anisotropian heikkous voi kuitenkin johtua rakeiden asennosta.

33 6. MA LMIMINERALISAATIOT Ritovuoren malmimineralisaatioita tarkasteltaessa ( k s. a s ) käy ilmi, että alueella esiintyy hyvin eri tyyppisiä malmimineraaliseurueita. Malmimineralisaatiot voidaan jakaa kahteen ryhmään : pirotemineralisaatiot emäksisissä liuskeissa ja kvartsi-maasälpäliuskeissa sekä kvartsijuoniin ja kalkkirikkaisiin osueihin liittyvät malmimineralisaatiot. Pirotemineralisaatioihin on luettu yksittäisinä ja erillisinä rakeina esiintyvät arseenikiisu ja rikkikiisu koko mineralisoituneella vyöhykkeellä sekä emäksisissä liuskeissa että kvartsi-maasälpäliuskeissa. Tämä assosiaatio edustaa verraten korkeita PT-olosuhteita malmimuodostuksessa. Arseenikiisurakeissa esiintyvät turmaliinisulkeumat osoittavat, että turmaliinin muodostuminen on aikaisempaa kuin arseenikiisun kiteytyminen. Syöpyneet ja skelettimäiset rikkikiisurakeet osoittavat, että rikkikiisua on muodostunut verrattain aikaisessa vaiheessa. St. Graeserin (1965) tutkimuksen mukaan arseenikiisu ei olisi primäärinen mineraali arseenikiisu-rikkikiisuassosiaatiossa, vaan se olisi syntynyt arseenipitoisten liuosten reagoidessa rikkikiisun kanssa. Tässä kuvatussa mineraaliassosiaatiossa syöpyneet rikkikiisurakeet viittaavat tähän mahdollisuuteen. Rikkikiisua on muodostunut myös myöhemmässä mineralisoitumisvaihee s sa, koska siinä on tavattu lyijyhohde sulkeumia. Arseenikiisu-rikkikiisuassosiaatiota seuraa heikko magneettikiisu-, kuparikiisu- ja rikkikiisupirote emäksisissä liuskeissa ja breksian murtokappaleissa. Pirotemaisen magneettikiisun, kuparikiisun ja rikkikiisun määrä on hyvin vaihteleva ja vähäinen, mutta nousee kuitenkin mineralisoituneella vyöhykkeellä selvästi suuremmaksi

34 kuin tavallisesti aksessorisesti esiintyvän malmiaineksen määrä emäksisissä liuskeissa. Edellä mainittuja heikkoja pirotemalmeja huomattavasti mielenkiintoisempia ovat malmimineralisaatiot, joita tavataan kvartsijuonissa ja emäksisten liuskeiden kalkkirikkaissa osueissa. Nämä malmimineralisaatiot on jaettu kolmeen ryhmään : 1. Arseenikiisu-kvartsijuoni arseenikiisu, rikkikiisu, markasiitti, kuparikiisu, löllingiitti, kulta 2. Kalkkirikkaiden osueiden malmimineralisaatiot lyijyhohde, sinkkivälke, kuparikiisu, markasiitti, Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola, Ag-Sb-sulfosuolat, vismutti 3. Lyijyhohde-kvartsijuoni lyijyhohde, kuparikiisu, markasiitti, rikkikiisu, Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola, Pb-Bi-Sbsulfosuola (eri faaseina), Ag-Sb-sulfosuolat, greenockiitti, vismutti Edellä luetellut malmimineraaliassosiaatiot voidaan jaoitella esim. Lindgrenin esittämän malmiluokittelun mukaan, jonka Ch. F. Park ja R. A. MacDiarmid (1964) ovat uudelleen muokanneet. Epigeneettiset malmirnuodostumat on jaoiteltu muodostuman syvyyden ja lämpötilan mukaan olettaen, että paineen ja lämpötilan vaihtelu on merkittävin tekijä malmimineraalien muodostuksessa. Kutakin luokkaa luonnehtivat tietyt mineraaliassosiaatiot. Ensimmäisen ryhmän arseenikiisu-kvartsijuoni olisi täten muodostunut ja konsentroitunut hypotermaalisessa vaiheessa, jossa lämpötilarajat ovat C ja paine hyvin korkea.

35 Toisen ryhmän kalkkirikkaiden osueiden malmimineraalisaatiot olisivat muodostuneet ja konsentroituneet mesotermaalisessa vaiheessa, jossa lämpötilarajat ovat C ja paine korkea. Kolmannen ryhmän lyijyhohde-kvartsijuoni olisi muodostunut ja konsentroitunut epitermaalisessa vaiheessa, jossa lämpötilarajat ovat C ja paine kohtalainen. Yhteenvetona, näissä kolmessa malmimineraliassosiaatioryhmässä on havaittu seuraavat säännönmukaisuudet : Arseenikiisu-kvartsijuonessa on kulta pelkkänä. Vismutti- ja antimonipitoiset malmimineraalit puuttuvat kokonaan. Pb-Bi-Sb-Cu-sulfosuola on kalkkirikkaissa osueissa antimoniköyhempi kuin vastaava sulfosuola lyijyhohde-kvartsijuonessa. Lyijyhohde-kvartsijuonesta on tavattu eri faaseihin hajonnut Pb-Bi- Sb-sulfosuola. Greenockiitti esiintyy vain tässä juonessa pienenä pirotteena. A r seenipitoisia sulfosuoloja ei esiinny kahdessa viimeksimainitus sa assosiaatiossa, vaikka arseenin määrä on ollut huomattava arseenikiisu-kvartsijuonen muodostuessa.

36 MALMIMINERALISAATION IKÄ Pihtiputaan liuskejaksoa ympäröivistä granodioriiteista ja porfyyrisestä graniitista on 0. Kouvo määrännyt zirkoni- ja titaniittimineraalien radiometrisiä isotooppi-ikiä. Intrusiivikivien zirkoniikä on milj. vuotta ja titaniitti-ikä milj. vuotta. 0. Kouvon mukaan titaniitti antaa ilmeisesti zirkoni-ikää myöhemmin tapahtuneen metamorfoosin ajankohdan (Geologinen tutkimuslaitos, vuosikertomus 1968 ja 1969). Ritovuoren lyijyhohde-kvartsijuonesta ovat 0. Kouvo ja J. L. Kulp (1961) tehneet isotooppitutkimuksen, jonka mukaan lyijyhohteen lyijyn isotooppikoostumus vastaa ikää 1710 milj. vuotta. 0. Kouvo on myöhemmin uudelleen määrännyt Ritovuoren lyijyhohteen lyijyn isotooppikoostumuksen ja laskenut suhteelle Pb 206/PbZ07 Russelin, Stantonin ja Farquharin mukaan iän 1840 milj. vuotta (Geologinen tutkimuslaitos, vuosikertomus 1965). Ritovuoren lyijyhohteen lyijyn isotooppikoostumukseen perustuva ikä poikkeaa karjalaisten kompaktien sulfidimalmien (e sim. Vihanti, P. Rouhunkoski, 1968) lyijyn isotooppikoostumuksesta lasketuista i' istä, jotka ovat anomaalisia B-tyyppisiää eli vanhempia kuin ympäröivien muodostumien geologinen ikä. Ritovuoren lyijyn isotooppikoosturnukseen perustuva ikämääritys osoittaa samaa ikää kuin karjalaisten metasedimenttien pienet sulfidijuonet. Nämä juonet ovat ilmeisesti muodostuneet metamorfoosin aikana sekä svekofennialaisissa että karjalaisissa muodostumissa ja ovat peräisin paikallisista kivistä (0. Kouvo ja J. L. Kulp, 1961).

37 t KIRJALLISUUTTA Clark, A. H. (1965) The composition and conditions of formation of arsenopyrite and löllingite in the Ylöjärvi coppertungsten deposit, southwest Finland. Bull. Comm. geol. Finlande 217. Clark, L.A. (1960) The Fe-As-S system : Phase relations and applications. Econ. Geol., 55, ss ja Craig, J. R. (1967) Phase relations and mineral assemblages in the Ag-Bi-Pb-S system. Min. Deposita 1, ss Geologinen tutkimuslaitos : Kertomus toiminnasta vuonna " - - " " - - " Gorbatschev, R. (1969) A study of Svecofennian supracrustal rocks in central Sweden : Lith-ological association, stratigraphy, and petrology in the northwestern part of the Mälaren- Hjälmaren basin. Geol.Fören. Stockholm Förh. 91, se Graeser, St. (1963) Giessenit-ein neues Pb-Bi-Sulfosalz aus dem Dolomit de s Binnatale s. Min. Petr. Mitt. 43, s s (1965) Die Mineralfundstellen im Dolomit des Binnatales. Schweiz. Min. Petr. Mitt. 45, ss Kouvo, 0. & Kulp, J. L. (1961) Isotopic composition of Finnish galenas. Ann. N. Y. Acad. Sci. 91, ss Nowacki, W. (1969) Zur Kiassifikation and Kristallchemie der Sulfosalze. Schweiz. Min. Petr. Mitt. 49, ss

38 R - 36 Park, Ch. F. Jr. & MacDiarmid, R. A. (1964) Ore deposits. 2nd edition. W. H. Freeman and Co. San Francisco. Ramdohr, P. (1969) The ore minerals and their intergrowths. Pergamon Press,. Braunschweig. Rouhunkoski, P. (1968) On the geology and geochemistry of the Vihanti zinc ore deposit, Finland. Bull. Comm. geol. Finlande 236. Sakharova, M. S. and Krivitskava, N. N. (1972) Mineralogical-geochemical characteristics of lead-antimony-bismuth sulfosalts in gold deposits in Eastern Zabaykal' ye. Internat. Geology Rev. v. 14, so Salanci, B. & Moh, G. H. (1969) Die experimentelle Untersuchung des pseudobinären Schnittes PbS-Bi?S3 innerhalb des Pb- Bi-S-Systems in Beziehung zu nati r1ichen B!ei-Wismut- Sulfosalzen. N. Jb. Miner. Abh. 112, ss Salli, I. (1971) Kallioperäkartan selitys. Lehti 3312, Pihtipudas. Suomen geologinen kartta 1 : Schot, E. H. & Otteman, J. (1969) Elektrum und Kobellit im Meliert- Erz von Rammelsberg. N. Jb. Miner. Abh. 112, se Vaasjoki, O. & Kaitaro, S. (1951) "Lillianite" from Iilijärvi, Orijärvi Region. Bull. Comm. geol. Finlande, 154, so Veseby, E. (1968) On the acid volcanics and the ore formation in the Skellefte District, Northern Sweden. Geol. Fären. Stockholm FÖrh. 90, ss Welin, E. (1968) Notes on the mineralogy of Sweden. 5. Bismuthbearing sulphosalts from Glarhammar, a revision. Arkiv Mineral. Geol. 4, ss Wilkman, W. W. (1938) Kivilajikartan selitys C3, Kuopio. Suomen geologinen yleiskartta, 1 :

39

40

41

42

43

44