Ontojoen, Hiisijarven ja Kuhmon kartta-alueiden kalliopera

WOMEN GEOLOGINEN KARTTA 1 : 100 000 GEOLOGICAL MAP OF FINLAND 1 : 100 000 KALLIOPERAKARTTOJEN SELITYKSET LEHDET 4411, 4412 EXPLANATION TO THE MAPS OF ja 4413 PRE-QUATERNARY ROCKS SHEETS 4411, 4412 and 4413 Viljam Hypponen Ontojoen, Hiisijarven ja Kuhmon kartta-alueiden kalliopera Summary : Pre-Quaternary rocks of the Ontojoki, Hiisijarvi, and Kuhmo map-sheet areas GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND ESPOO 1983

SUOMEN GEOLOGINEN KARTTA - GEOLOGICAL MAP OF FINLAND 1 : 100000 Kallioperakarttojen selitykset. Lehdet 4411, 4412 ja 4413. Explanation to the maps of pre-quaternary rocks, Sheets 4411, 4412 and 4413 Viljam Hypponen ONTOJOEN, HIISIJARVEN JA KUHMON KARTTA-ALUEIDEN KALLIOPERA Summary : Pre-Quaternary rocks of the Ontojoki, Hiisijarvi, and Kuhmo map-sheet areas Geologinen tutkimuslaitos - Geological Survey of Finland Espoo 1983

Hypponen, V. 1983. Ontojoen, Hiisijarven ja Kuhmon kartta-alueiden kalliopera. Summary : Pre-Quaternary rocks of the Ontojoki, Hiisijarvi and Kuhmo map-sheet areas. Suomen geologinen kartta 1 : 100000. Kallioperakarttojen selitykset. 4411 Ontojoki, 4412 Hiisijarvi and 4413 Kuhmo. 60 pages, 24 figures and 16 tables. The region contained in the map sheets is located in eastern Finland. All the rocks, excepting the diabase dikes, are of Archean age and belong to the pre-svecokarelian basement complex. About 15 % of the area consists of the southernmost third of the Kuhmo greenstone belt and the rest of various granitoid rocks and migmatites. The greenstone belt consists mainly of various metavolcanic rocks, some of which are of komatiitic and tholeitic composition, serpentinites and soapstones, conglomerates, sericitic quartzites, mica schists and black schists. No basal conglomerates have been met with. U-Pb analytical data are given for 57 zircon fractions and two titanites from 12 rock samples. Two granitoid intrusions, one of which is a dike intersecting mafic volcanites of the Kuhmo belt, yield a chord on a concordia diagram with upper intersection ages of 2739 ±8 Ma and 2734 ±2 Ma. This confirms the results obtained for the plutonic intrusions that invade greenstone belts in Suomussalmi (2714 ±4 Ma) and Ilomantsi (2724 ±6 Ma). The youngest rocks are mafic dikes showing Jatulian ages. The text is in Finnish, with figure and table captions and summary in English. Key words : Regional geology, greenstone belts, Archean, komatiites, dike rocks, radiometric ages, Kuhmo, Finland. Vii jam Hypponen, Tornitaso 2 A, SF-02120 Espoo 12, Finland ISBN 951-690-174-3 Helsinki 1983. Valtion painatuskeskus

SISALTO - CONTENTS Alkulause 5 Tutkimusvaiheet 6 Morfologia ja kallioperan vleispiirteet 7 Prekarjalaiset liuskeet 12 Yleista 12 Kvartsi-maasalpaliuskeet 12 Kvartsiitit 14 Kiilleliuskeet ja kiillegneissit 16 Mustaliuskeet 18 Karbonaattipitoiset kivet 18 Kvartsiraitaiset rautamalmit 19 Emaksiset ja ultraemaksiset vulkaniitit 22 Konglomeraatti 24 Prekarjalaisia liuskeita lavistavat plutoniitit 24 Yleista 24 Serpentiniitit ja vuolukivet 25 Kvartsidioriitit 26 Pegmatiittigraniitit 26 Gneissigraniittialueen kivilajit 27 Diabaasit ja metadiabaasit 30 Radiometrisia ianmaarityksia 30 Malmiaiheita ja kivilouhoksia 36 Summary : Pre-Quaternary rocks of the Ontojoki, Hiisijarvi and Kuhmo map sheet areas 38 Introduction 38 Prekarelidic schists 38 Plutonic rocks penetrating Prekarelidic schists 40 Area of Prekarelidic gneissose granites 40 Diabases and metadiabases 40 Isotopic results 41 Tables 2-16 44 Kirjallisuutta - Literature 58 128300660Y-13

ALKULAUSE Siirtyessani elakkeelle toukokuun lopussa 1978 osa kartoitustyohon liittyvista kemiallisista analyyseista ja radiometrisista ianmaarityksista oli viela kesken. Alkuperaista 1978 laadittua kasikirjoitusta on mydhemmin taydennetty ja tarkistettu naiden tutkimusten tuloksilla kallioperaosastolla toimitustyon yhteydessa. Rouva Anni Vuori on piirtanyt puhtaaksi Ontojoen ja Hiisijarven karttalehdet ja rouva Ritva Forsman Kuhmon karttalehden. Kivilajien mineraalikoostumukset ovat maarittaneet Heikki Lukkarinen ja Markus Torssonen pistelaskumenetelmalla. Pentti Ojanpera on tehnyt osan kemiallisista analyyseista klassisen silikaattianalyysin menetelmilla. Muut silikaattianalyysit on tehnyt Vaino Hoffren rontgenfluoresenssimenetelmalla. Jalkimmaisia on tarvittaessa taydennetty maarittamalla totaalivesi-, ferrorauta- ja hiilidioksidipitoisuus. Nama maaritykset on tehnyt Mikko Ojanpera. Valokuvat on ottanut Viljam Hypponen. Geologisen tutkimuslaitoksen kallioperaosaston isotooppigeologian laboratoriossa on analysoitu 57 zirkonifraktiota ja 2 titaniittia. Kartoitustyon viimeisina vuosina ja sen jalkeen Kuhmon liuskevyohyke on ollut intensiivisen tutkimustyon kohteena. Tutkimuksia ovat suorittaneet mm. ranskalaisen Rennes'n yliopiston ja Oulun yliopiston tutkijaryhmat, Kajaani Oy, seka Geologisen tutkimuslaitoksen kallioperaosasto. Tutkimusten tuloksena on vuosina 1978-81 ilmestynyt lukuisia Kuhmon liuskevyohyketta kasittelevia tutkimuksia. Ne on merkitty kirjallisuusluetteloon ja joitakin uudempien tutkimusten tuloksia on mainittu myos tekstin asianomaisissa kohdissa. Kaikille tyohon osallistuneille ja siina avustaneille esitan parhaimmat kiitokseni. Espoossa 7. 10. 1982 Viljam Hypponen

6 TUTKIMUSVAIHEET Ontojoen (4411), Hiisijdrven (4412) ja Kuhmon (4413) 1 : 100 000 -kaavaisten kallioperakarttojen alueet sisaltyvat osina Suomen geologisen yleiskartan 1 : 400 000, lehti D4, Nurmes, vuorilajikartan alueeseen. Taman yleiskarttalehden maastotutkimukset on tehty vuosina 1900-1909. Vuorilajikartan selitys on painettu vuonna 1921 ja kartta vuonna 1924. Molemmat on laatinut W. W. Wilkman. Outokumpu Oy :n toimesta suoritettiin 1950-luvulla malmigeologisia tutkimuksia karttalehtien 4411, 4412 ja 4413 alueilla. Suomen Malmi Oy suoritti malmitutkimuksia kyseisten karttalehtien alueella vuosina 1962-68. Tutkimukset kohdistuivat liuskealueisiin. Tutkimuksia johtavana kenttageologina toimi tamdn kirjoittaja. Liuskevyohykkeen etelaosa karttalehden 4412 pohjoisreunaan asti mitattiin maasta kasin seka magneettisesti etta sahkoisesti. Malminetsinnan yhteydessa suoritettiin myos syvakairausta karttalehtiruutujen 441111D, 4411 12 C, 4412 10 D, 4412 11 B, 4412 12 A-D, 4413 01 D ja 4413 02 B alueilla. Kairausreikien paikat on merkitty kallioperakarttoihin. Suomen Malmi Oy :n Kuhmon liuskevyohyketta koskeva tutkimusaineisto on nykyaan Myllykoski Oy :n omaisuutta, mutta se on ollut tekijan kaytettavissa siind maarin kuin se on ollut tarpeellista kallioperakarttojen ja niitten selityksen laatimista varten. Heikki Papunen (1960) on tehnyt pro gradu -tutkimuksen karttalehden 4411 12 alueelta Siivikon seudulta ja Pekka Mielikainen (1966) Arolan seudulta karttalehdelta 4412 11. Kallioperakartoitukseen liittyvat maastotyot on suoritettu kenttdtyokausina 1969-77. Tyohon osallistuneet on esitetty taulukossa 1. Kartoitustyon yhteydessa on Geologinen tutkimuslaitos kairauttanut karttalehden 4411 12 alueella Hietaperassd kolme reikaa, yhteensa 208 m. Kesalla 1977 suoritettiin Oulun yliopiston geologisen tutkimusprojektin toimesta liuskejakson poikki kulkevilla profiileilla useita kallion paljastuksia, joista oli hyotya myos kallioperakartan 4413 piirtamisessa. Tutkimuksissa on ollut kaytettavissa Geologisen tutkimuslaitoksen 150 m :n korkeudesta mitatut aeromagneettiset kartat koko alueelta. Lisaksi Geologisen tutkimuslaitoksen geofysiikan osasto suoritti karttalehden 4413 01 B alueella maasta kasin magneettista ja sahkoista mittausta muutamilla profiililinjoilla kivilajikontaktien paikantamiseksi.

7 Taulukko 1. Maastotutkimuksiin eri karttalehdilla osallistuneet henkilot. Table 1. Persons, who have participated in field work on various mapsheet areas. 4411 4412 4413 Marjatta Asa 1968*) Veikko Hakkarainen - 1969-70*) - Viljam Hypponen 1969-77 1969-77 1969-77 Pekka Hakkinen 1971-73 1971 1973 Kauko Kahma - 1970 - Antero Lindberg - 1975-77 Markku Merilainen - - 1974 Jussi Mustonen 1971 1969-70 - Eero Maatta 1972-1973-77 Pentti Rastas 1969*) - Simo Rohunen 1971 1969-70 Juha Sarvaranta - 1968-69*) - Matti Seppanen 1971 1971 - Raimo Saaski 1972-73 1970 1973-76 Ilkka Tuokko - - 1976 * ) vain muutamia havaintoja kartan lansilaidassa. only a few observations on the western part of the map sheet. Kenttatutkimukset ja kallioperakarttojen painatus on suoritettu ennen uusien 1 : 20 000 -mittakaavaisten peruskarttojen ja 1 : 100 000 -mittakaavaisten topografikarttojen valmistumista. Karttalehdilta 4411 ja 4413 on ollut kartoituksen loppuvaiheissa kaytettavissa keskeneraisten peruskarttojen valokopioita 1 : 10 000. Muutoin on kaikki kenttahavainnot merkitty 1 : 20 000 -mittakaavaisille ilmakuvakartoille. Samoista kartoista on myos piirretty kartan kokoamisessa ja painatuksessa kaytetty karttapohja 1 : 50 000. Painettujen kallioperakarttojen maastokuvioiden tarkkuus on paikoin puutteellinen ja saattaa vaikeuttaa paljastumien loytamista maastossa. Tasty syysta tekstissa mainittujen paljastumien sijainti on ilmoitettu myos koordinaateilla, joiden avulla ne voidaan paikantaa uusille topografikartoille. Koordinaatit on ilmoitettu kayttaen peruskoordinaatistoa (y = 30 ). Kallioperakartoissa ja osittain myos tekstissa on kaytetty vanhemmissa kartoissa esiintyvia ja paikallisten asukkaitten kayttamia paikannimia. Uusissa peruskartoissa esiintyva paikannimisto poikkeaa tasty joissakin tapauksissa. Suurin osa tekstissa mainituista, mutta kallioperakartoilta puuttuvista paikannimista on loydettavissa esimerkiksi Suomen tiekartasta 1 : 200 000 (lehti GT 11). MORFOLOGIA JA KALLIOPERAN YLEISPIIRTEET Karttalehtien alue on kokonaisuutena suhteellisen tasaista. Korkeudet vaihtelevat noin 140 ja 250 m :n valilla mpy. Paikalliset korkeuserot ovat enintaan muutamien kymmenien metrien suuruusluokkaa. Pitkat ja kapeat vesistolinjat ja laaksot ilmentavat kallioperan murrosvyohykkeita. Niiden suunta on yleisimmin luoteesta kaakkoon. Paikoin muodostavat emak-

8 l a ) Kuva 1. Hiisijarven (4412) ja Ontojarven (4411) kartta-alue. A = kemiallisen analyysin numero ; B = kuvan numero. Fig. 1. Hiisijarvi (4412) and Ontojkrvi (4411) map-sheet area. A = the number of chemical analysis ; B = Fig. no.

9, 7 a J Kuva 2. Kuhmon (4413) kartta-alue. A = kemiallisen analyysin numero ; B = kuvan numero. Fig. 2. Kuhmo (4413) map-sheet area. A = the number of chemical analysis. B = Fig. no. siset ja ultraemaksiset kivet, etenlcin serpentiniitit, seka kvartsiitit, ymparistoaan korkeammalle nousevia kumpareita ja harjanteita. Laajoilla alueilla kalliopera on kokonaan jaakautisten moreeni-, sora- ja hiekkakerrostumien seka soiden ja vesistojen peitossa. Karttalehtien alueesta noin 80 % on merkitty erilaisiksi granitoideiksi ja migmatiiteiksi. Ialtaan ne ovat prekarjalaisia. Kartoitusalueen keskipaikkeilla sijaitsee Kuhmon-Suomussalmen liuskejakson etelaisin osa. Karttalehden 4412 alueella ja siita pohjoiseen liuskejakson suunta on likimain pohjois-etelainen. Ontojarven paikkeilla se kaantyy etelakaakkoon ja jakaantuu jarven etelapuolella kahdeksi haaraksi. Molemmat haarat paattyvat lahella karttalehtialueen 4413 etelareunaa. Liuskejakson leveys vaihtelee kartoitusalueella noin 1 km :n ja 10 km :n valilla. Kuhmon liuskejakson kivilajit ovat enimmakseen vulkaanista alkuperaa. Laavojen ja tuffien yhteydessa tavataan vahaisia kvartsiraitaisia rautamalmeja seka granaatti-amfiboliliuskeita, kerrallista fylliittia ja grafiittipitoista mustaliusketta. Kiilleliusketta tavataan runsaimmin jakson etelapaassa Ontojarven etelapuolella. Kvartsiitteja esiintyy paaasiassa liuskevyohykkeen keskiosissa. Serpentiniittia ja vuolukivia tavataan eri osissa liuskevyohyketta. Poikkeuksellisen suuri serpentiniittialue on karttalehtien 4411 ja 4412 rajalla Kellojarven itapuolella. 2 128300660Y--13

1 0 Kuva 3. Hiisijarven (4412) ja Ontojarven (4411) kartta-alue. A = radiometrisen ianmaaritysnaytteen numero ; B = pisteiaskuanalyysin numero. Fig. 3. Hiisijdrvi (4412) and Ontojarvi (4411) map-sheet area. A = the sample number of the radiometric age determination ; B = the number of point counting analysis.

1 1 a Ksi i a (9 Kuva 4. Kuhmon (4413) kartta-alue. A = radiometrisen ianmaaritysnaytteen numero ; B = pistelaskuanalyysin numero. Fig. 4. Kuhmo (4413) map-sheet area. A = the sample number of the radiometric age determination ; B = the number of point counting analysis. Kvartsi-maasalpaliuskeet sijoittuvat liuskejakson lansiosiin. Paikoin ne ovat myloniittiutuneita ja muistuttavat ulkonaoltaan kvartsiitteja. Ontojarven luoteisrannalla on noin 5 x 5 km :n suuruinen alue loiva-asentoista kvartsi-maasalpaliusketta, joka on alkuperaltaan ilmeisesti hapanta vulkaniittia. Kuhmon liuskejakson kivilajien kerrostumispohjaa ei tutkimusten aikana ole tavattu. Paikoin esiintyy liuskeitten ja gneissigraniittialueen valissa kvartsidioriittia. Se leikkaa ja breksioi liuskeita ja on siis niita nuorempi. Kvartsidioriitin ja gneissigraniitin valilla ei ole havaittu kontaktia, joten vaihettuminen lienee vahittainen. Karttalehdella 4412 10 tavataan liuskejakson sisalla pegmatiittista graniittia, joka breksioi kvartsiittia ja kiilleliusketta. Nykyisen kasityksen mukaan Kuhmon liuskejakson kivilajit ovat ialtaan prekarjalaisia (Kouvo & Tilton 1966, Simonen 1971 ja 1980). Diabaaseja tavataan juonina lahes kaikissa alueen muissa kivilajeissa, joten ne lienevat ia1tadn kaikkein nuorimpia.

1 2 PREKARJALAISET LIUSKEET Yleista Kivilajeja kuvattaessa on noudatettu paaasiassa samaa jarjestysta ja muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta sarnaa kivilajinirnistoa kuin karttalehtien merkkien selityksissakin. On kuitenkin otettava huomioon, etta osa kivilajien mineraalikoostumuksia koskevista maarityksista ja suurin osa kemiallisista analyyseista on valmistunut vasta asianomaisen kallioperakartan painamisen jalkeen. Tasty syysta kallioperakartassa kaytetty kivilajinimi ja taulukoista ilmeneva mineraalikoostumus ja kemiallinen koostumus eivat kaikissa tapauksissa vastaa taysin toisiaan. Myos uudemmat tutkimukset ovat tuoneet huomattavasti lisavalaistusta joittenkin kivilajien alkuperaa koskeviin kysymyksiin. Min on tapahtunut etenkin ns. komatiittisten vulkaniittien osalta. Kvartsi-maasalpaliuskeet Nimitysta on kaytetty vaaleista paaasiassa kvartsia ja maasalpaa sisaltavista liuskeista. Monin paikoin niille on tunnusomaista rapautumispinnassa nakyvat siniharmaat, 1-2 mm :n lapimittaiset kvartsikohoumat. Tasty syysta niita on kutsuttu myos kvartsiporfyyreiksi. Mikroskooppisten havaintojen mukaan kivessa on kvartsin lisaksi plagioklaasia ja mikroliinia epatasaisesti jakautuneina raeryhmina. Muskoviittia ja biotiittia esiintyy vaihtelevassa maarin, kumpaakin runsaimmin lahella esiintyman kontakteja. Kivilaji muistuttaa suuresti Matiston (1958, s. 56-60) Kuhmon-Suomussalmen liuskejakson pohjoisosasta Kiannan-Saarijarven alueelta kuvaamia kvartsi-maasalpaliuskeita. Kvartsi-maasalpaliuskeiden mineraalikoostumuksia on esitetty taulukoissa 2 ja 3 ja kemiallisia koostumuksia taulukossa 4. Kvartsi-maasalpaliuskeet esiintyvat kartoitusalueella liuskejakson lansireunassa tai sen laheisyydessa, emaksisten vulkaniittien tuntumassa. Selvimmin kivilajin kvartsiporfyyrinen rakenne ja myos muut kivilajin vulkaaniseen alkuperaan viittaavat rakennepiirteet ovat nahtavissa karttalehdella 4411 Ontojarven luoteispuolella. Kvartsi-maasalpaliuskeita esiintyy siella noin 5 x 5 km : n suuruisella alueella. Liuskeisuuden ja paikoin myos kerroksellisuuden kaade on hyvin loiva, yleensa 10'- 30' lounaaseen. Alue ei ole aivan yhtenainen, vaan granitoidialueet pistavat siihen kielekkeina ja emaksista vulkaniittia on myos kvarts imaasalpaliuskeitten valissa. Hietaperassa (karttaruutu 4411 11 D) Geologisen tutkimuslaitoksen suorittamassa syvakairauksessa tavattiin amfiboliittia 1-5 m :n paksuisina valikerroksina kvartsimaasalpaliuskeessa. Jalkimmaisessa esiintyi myos huomattavaa karbonaattipitoisuutta. Juurikkalahden koillisrannalla (karttalehtiruutu 4411 11 D, nimea ei ole kallioperakartassa) tavataan fragmenttirakenteista kvartsi-maasalpaliusketta. Fragmen-

1 3 Kuva 5. Fragmenttirakenteista kvartsi-maasalpaliusketta. Laatta 12 cm. Fig. 5. Quartz-feldspar schist with fragmented structure. Tag 12 cm. Juurikkalahti, Ontojarvi, Kuhmo, 4411 11 D, x = 7118,63, y = 457,56. tit ovat yleensa muutaman cm :n vahvuisia ja 10-20 cm :n pituisia. Megaskooppisesti seka valimassa etta pallot nayttavat olevan lahes samaa ainesta, joskin paikoin esiintyy myos emaksisempia kappaleita (Kuva 5). Taulukossa 2 on esitetty yhdcn pallon ja valimassan mineraalikoostumukset (analyysit 1 ja 2). Edellisesta noin 500 m lounaaseen Juurikkalahden lansipuolella on kvartsimaasaipaliuskepaljastumia, joissa nakyy paikoin breksiamaisia rakenteita (Kuva 6). Rakenteet nakyvat parhaiten pilvisella saalla kallion pinnan ollessa martin. Ymparoivien granitoidien ja kvartsi-maasalpaliuskeitten keskinaisia suhteita ei ole voitu varmuudella havaita. Vaarajarvesta itaan (4411 11 D, x = 7119,75, y = 455,04) kivilajien valisena rajana on ruhjerako joten kivien ikajarjestysta ei ole voitu todeta. Karttalehdella 4412 12 ja 4413 01 on kvartsi-maasalpaliusketta emaksisen liuskejakson lansireunassa mm. Karhujarvien alueella. Liuskeisuuden kaateet ovat jyrkkia ja kivilajissa on tapahtunut ilmeisesti voimakkaita liikuntoja. Kivilajin mineraalikoostumuksia on esitetty taulukossa 3, analyysit 9 ja 10 ja kemiallinen koostumus taulukossa 4, analyysi 4. Myos Ontojarven etelapuolella on pienehkoja kvartsi-maasalpaliuske-esiintymia. Aivan karttalehden 4411 10 itareunassa, Ontojarven Kalliolahden etelapuolella, on Oulun yliopiston tutkijaryhman tekemassa kaivauksessa paljastettu kallio, jonka itapaassa nakyy sarvivalkeneulasia sisaltavaa kvartsi-maasalpaliusketta ja saman

14 Kuva 6. Breksioitunutta kvartsi-maasalpaliusketta. Laatta 12 cm. Fig. 6. Brecciated quartz-feldspar schist. Tag 12 cm. Niemelasta pohjoiseen - To the north from Niemela, Ala-Vieksi, Kuhmo, 4411 11 D, x = 7118,18, y = 457,19. paljastuman lansipaassa on emaksista kivilajia. Kivilajien valinen kontakti on teravii. Esiintymaa ei ole merkitty kallioperakarttaan. Karttalehden 4413 01 lansiosassa olevien kahden kvartsi-maasalpaliuskeesiintyman mineraalikoostumukset on esitetty taulukossa 3, analyysit 11 ja 12. Jalkimmaisen yhteydessa Tikkasen talon luoteispuolella (nimea ei ole merkitty kallioperakarttaan) on nykyisen maantien varressa ja vanhan maantien etelapuolella ojan pohjassa rikkikiisukiteita kvartsi-maasalpaliuskeessa. Etenkin Ontojarven luoteispuolella tavatut monet rakennepiirteet viittaavat siihen, etta kartoitusalueen kvartsi-maasalpaliuskeet ovat ainakin osittain alkuperaltaan happamia vulkaniitteja. Taulukossa 4 esitettyjen analyysien mukaan niiden kemiallinen koostumus vastaa lahinna ryoliitteja. Samoja kivilajeja ovat myohemmin tutkineet mm. Tuokko ja Taipale (1980). Heidan mukaansa osa rakenteista viittaa siihen, etta ne ovat syntyneet vedenalaisen vulkaanisen toiminnan tuloksena. Kvartsiitit Kvartsiitteja tavataan Ontojarven pohjoispuolella karttalehdilla 4411 ja 4412 lahes 40 km :n pituudelta. Ne esiintyvat yleensa liuskejakson keskiosissa. Kuten

1 5 Kuva 7. Kerroksellista kvartsiittia. Laatta 12 cm. Fig. 7. Stratified quartzite. Tag 12 cm. Kivivaara, Hietapera, Kuhmo, 4411 12 C, x = 7122,75, y = 458,72. karttakuvasta ilmenee, ne ovat useissa paikoissa katkenneet ja siirtyneet paikoiltaan liuskealuetta deformoineiden suurten siirrosten vaikutuksesta. Kvartsiitit ovat yleensa serisiittirikkaita ja variltaan vaaleankellertavia. Kuivajarven pohjoispuolella karttalehdella 4412 10 D olevassa kapeassa, pegmatiittigraniitin breksioimassa kvartsiitissa on biotiittia ja ilmeisesti tasty syysta kivi on harmaata. Karttalehdella 4412 11 B, Harmakylan kansakoulun pohjoispuolella suurehkon serpentiniittipahkun vieressa, kvartsiitti on variltaan punertavan valkeata. Paikoin kvartsiitteja on vaikea erottaa megaskooppisesti kvartsi-maasalpaliuskeista. Kvartsiittien kemiallisia analvyseja on esitetty taulukossa 5. Ontojarven pohjoiskarjesta pohjoiseen sijaitsee Kivivaaran kvartsiittijakso. Sita on voitu seurata yli 4 km :n pituudelta ja sen leveys on suurimmillaan noin 500 m. Kvartsiitissa nakyy paikoin kerroksellisuutta. Etenkin Kivivaaran pohjoispaassa on tulkinnanvaraisia virtakerroksellisuutta muistuttavia rakennepiirteita (Kuva 7). Mikroskooppisessa tutkimuksessa kvartsiitista ei ole loydetty klastista rakennetta. Sen sijaan kataklastisuus erottuu selvasti. Valtaosa kivesta on kvartsia. Se esiintyy usein noin 2 mm :n lapimittaisten rakeitten muodostamina raeryhmina, joita reunustaa serisiitti. Plagioklaasi on serisiittiytynytta, ja sita esiintyy harvassa noin 6 mm :n lapimittaisina rakeina. Lisaksi kivilajissa on hiukan kalimaasalpaa. Kivivaaran kvartsiittijakson etelapaasta otetuista

1 6 Kuva 8. Kiilleliusketta. Laatta 12 cm. Fig. 8. Mica schist. Tag 12 cm. Ontojarven etelapuolella Tikkasen talosta koilliseen - On the south side of Ontojarvi, to the northeast from the Tikkanen farm, Tikkanen, Kuhmo, 4413 01 B, x = 7109,26, y = 463,97. naytteista on separoitu kaksi erilaista zirkonifraktiota. Niista on kerrottu tarkemmin ianmaarityksia koskevassa luvussa. Kiilleliuskeet ja kiillegneissit Kartoitusalueen laajimmat kiilleliuske-esiintymat ovat Ontojarven kaakkoisosassa ja sen etelapuolella. Kiilleliuskeiden sijainti ja kerrosasennot osoittavat niiden olevan stratigrafisesti emaksisten vulkaniittien paalla. Kivilajin rakenne on paikoin grauvakkamainen. Hyvin hienoa fylliittista ainesta on noin 3 cm :n paksuisina linsseina karkeamman aineksen keskella. Biotiittirikkaat juovat ovat yleisia, ja ne antavat kivelle selvan suuntauksen. Pienoispoimutusta on paikoin hyvin runsaasti (Kuva 8). Myos eripaksuisia kvartsijuonia on runsaasti. Osa niista on kerrosmyotaisia ja osa kerroksia leikkaavia. Kiilleliuskeitten raekoko on vaihteleva. Kvartsin raekoko on 0,5-0,01 mm, biotiitin 0,1-0,01 mm ja serisiitin noin 0,01 mm.

1 7 Kuva 9. Kiilleliusketta. Laatta 12 cm. Fig. 9. Mica schist. Tag 12 cm. Raiskio-Koitto tie - Raiskio-Koitto road. Jamaslahti, Kuhmo, 4413 04 B, x = 7109,53, y = 474,97. Kuva 10. Kiillegneissia. Laatta 12 cm. Fig. 10. Mica gneiss. Tag 12 cm. Nurmekseen johtavan tien N :o 75 leikkaus - Cut No. 75 of road leading to Nurmes. Kuhmo, 4413 04 B, x = 7109,53, y = 474,97. 3 128300660Y-13

1 8 Ontojarvesta pohjoiseen kiilleliuske-esiintymat ovat yleensa kapeita ja paljastuneina vain melko harvoissa paikoissa. Vuosanganjarven lansipuolella, missy kiilleliusketta tavataan laajalla alueella, kerrosasennot ovat loivia. Retkeilykohteiksi sopivia kiilleliuskepaljastumia on karttalehdella 4413 02 C Sotkamon ja Kuhmon valisen valtatien nro 76 varrella, Raiskioon vievan tien risteyksesta Kuhmoon pain noin 500 m :n matkalla. Edellisesta pari kilometric etelaan (4413 01 D) Raiskion tielta Koiton taloon johtava tie kulkee kiilleliuskepaljastumien yli. Tasty kivilajista on kuva 9. Varsinaisen liuskejakson ulkopuolellakin, varsinkin karttalehden 4413 itaosassa, on kiilleliuskeen varilla merkittyja alueita. Petrografisesti ne poikkeavat edella kuvatuista kiilleliuskeista, ja niiden koostumus vastaa lahinnc kiillegneissia. Tyypillinen esimerkki on karttalehdella 4413 04 valtatien nro 75 varrella kallioleikkauksessa viitisen kilometric Kuhmosta Nurmekseen pain. Kivilaji on raitaista ja nayttaa kerralliselta (Kuva 10). Kerrosten paksuus on 2-4 cm. Mustaliuskeet Mustaliusketta tavataan paaasiassa liuskejakson keskiosissa emaksisten liuskeitten ja kiilleliuskeitten yhteydessa. Geofysikaalisten mittausten ja syvakairausten perusteella sita on liuskejaksossa paljon yleisemmin kuin pelkastaan paljastumahavainnoista voisi paatella. Osa alueella tavatuista mustaliuske-esiintymista on kooltaan niin vahaisia, etta niita ei ole merkitty kallioperakarttoihin. Mustaliuskekerrosten vahvuus vaihtelee muutamasta senttimetrista lakes 20 metriin. Grafiitin lisaksi niissa on lakes aina kiisuja, ja mustaliuskepaljastumat ovat tasty syysta useimmiten hyvin ruosteisia. Parhaiten mustaliuske on nahtavissa karttalehdella 4412 11 B Arolan tienristeyksesta noin 500 m lanteen ja noin 50 m tiesta etelaan. Taalla on paljastumahavaintojen ja syvakairausten mukaan kaksi noin 10-15 metrin paksuista rinnakkaista mustaliuskekerrosta 10-20 metrin etaisyydella toisistaan. Karbonaattipitoiset kivet Varsinaisia kalkkikiviesiintymia ei kartoitusalueelta ole loydetty. Sen sijaan monin paikoin esiintyy melko runsasta karbonaattipitoisuutta etenkin emaksisten vulkaniittien yhteydessa. Arolan seudun (4412 11) amfiboliiteissa on melko yleisesti kalsiittia ohuina juonina. Vuolukivissa on huomattavasti dolomiittia. Hietaperassa (4411 12 C) todettiin Geologisen tutkimuslaitoksen teettamassa syvakairauksessa useiden kymmenien metrien paksuinen kerros kvartsia, plagioklaasia, do-

1 9 Kuva 11. Kvartsiraitaista rautamalmia. Laatta 12 cm. Fig. 11. Quartz-banded iron ore. Tag 12 cm. Harmajoki, Vieksi, Kuhmo, 4412 11 B, x = 7145,28, y = 453,76. lomiittia, kiilletta, kalsiittia ja kloriittia sisaltavaa kivea. Se sijaitsee kvartsimaasalpaliuskeen ja ohuitten emaksisten kivilajikerrosten yhteydessa. Ontojarven etelarannalla Kalliolahden koillispuolella (4411 11 C) on karbonaattipitoista emaksista kivea aivan vesirajassa. Kvartsiraitaiset rautamalmit Kartoitusalueella tavatut kvartsiraitaiset rautamalmit ovat niin vahaisia, etta niita ei ole piirretty kallioperakarttoihin omana geologisena muodostumanaan, vaan ainoastaan merkitty magnetiitin merkilla. Niita on ldydetty kolmesta paikasta emaksisten vulkaniittien yhteydesta. Pohjoisin tavattu esiintyma on Harmajarven pohjoispaassa niemen karjessa lahella vesirajaa (4412 11 B, x = 7147,90, y = 451,86). Esiintyma on lapimitaltaan vain muutamia metreja. Kvartsiraitojen leveys on noin 0,5 cm ja tummien raitojen noin 1,5 cm. Tummien raitojen mineraaleina on klinopyrokseenia ja magnetiittia. Lisaksi on epidoottia, granaattia ja dolomiittia. Epidoottia esiintyy myos kerroksellisuutta leikkaavina juonina.

20 Kuva 12. Kvartsiraitaista rautamalmia. Fig. 12. Quartz-banded iron ore. Harmajoki, Vieksi, Kuhmo, 4412 11 B, x = 7145,28, y = 453,76. Karttalehdella 4412 11 B (x = 7145,28, y = 453,76), Harmajoen maantiesillasta noin 150 m pohjoiseen ja maantielta noin 100 m lanteen, on noin 50 x 50 m :n suuruisella alueella pienia paljastumia kvartsiraitaista rautamalmia. Raitojen leveys on 1-2 cm ja kivilaji on kauniisti poimuttunutta (Kuva 11). Tummien raitojen mineraalikoostumus on sama kuin edellisessa, paitsi etta klinopyrokseenin asemesta on paikoin griineriittia. Amfibolia on tunkeutunut kapeina juonina kerroksellisuutta vinosti leikkaavia rakoja pitkin turnmista kerroksista vaaleisiin kvartsirikkaisiin kerroksiin (Kuva 12). Karttalehdella 4411 12 D, Naataniemeen johtavalta tielta etelaan Siivikon alueella on useita rinnakkaisia jaksoja kvartsiraitaista rautamalmia. Kerrosten valissa on emaksisia laavoja. Liuskejakson yleissuunnasta poiketen kerrokset ovat lahes itii-lantisia. Pisimpia kvartsiraitaisia rautamalmikerroksia on voitu seurata noin 300 m. Paksuutta niilla on vain 1-5 m. Kartoitusalueen kvartsiraitaisia rautamalmeja ovat kuvanneet mm. Papunen (1960), Mielikainen (1966), Lehto ja Niiniskorpi (1977), Hanski (1979) ja Tuokko (1979).

2 1 Kuva 13. Tyynylaavaa. Laatta 12 cm. Fig. 13. Pillow lava. Tag 12 cm. Makivalkeisesta etelaan - To the south from Makivalkeinen. Vieksi, Kuhmo, 4411 12 D, x = 7127,44, y = 456,59. Kuva 14. Tyynylaavaa. Laatta 12 cm. Fig. 14. Pillow lava. Tag 12 cm. Siivikko, Vieksi, Kuhmo, 4411 12 D, x = 7126,07, y = 454,53.

2 2 Kuva 15. Tyynylaavaa. Laatta 12 cm. Fig. 15. Pillow lava. Tag 12 cm. Kirkkosuo, Risteli, Kuhmo, 4413 04 A, x = 7103,84, y = 471,47. Emaksiset ja ultraemaksiset vulkaniitit Suurin osa liuskevyohykkeen kivilajeista on merkitty kallioperakarttoihin amfiboliitin varilla. Monin paikoin tavataan tyynylaava- ja mantelikivirakenteita, jotka osoittavat niitten olevan alkuperaltaan laavoja (Kuvat 13-16). Laavakivien lisaksi on alueella tunnistettavissa myos tuffeja ja tuffiitteja. Useimmiten kivien metamorfoosiaste on kuitenkin niin korkea, etta niiden primaarirakenteet eivat ole enaa tunnistettavissa. Liuskevyohykkeelle tyypillinen amfiboliitti on nahtavissa esimerkiksi Arolan tienristeyksesta runsas kilometri lanteen (4412 12 A). Taalla sijaitsevassa kallioleikkauksessa on selvasti suuntautunutta amfiboliittia (Kuva 17). Kerroksellisuus ja liuskeisuus ovat melkein pystyt. Tummassa sarvivalkerikkaassa, epidoottipitoisessa kivilajissa nakyy noin 1-2 cm :n paksuisina linsseina ja juonina kvartsia, karbonaattia ja plagioklaasia. Naissa juonissa ja linsseissa on usein myos rikkikiisurakeita. Kartoitusalueen amfiboliiteiksi merkittyjen kivilajien mineraalikoostumuksia on esitetty taulukossa 6 ja kemiallisia koostumuksia taulukossa 7. Kuten niista ilmenee, on kivilajien koostumus varsin vaihteleva eika eraissa tapauksissa vastaa amfi-

2 3 Kuva 16. Mantelikivea. Laatta 12 cm. Fig. 16. Amygdaloid. Tag 12 cm. Kirkkosuo, Risteli, Kuhmo, 4413 04 A, x = 7103,84, y = 471,47. Kuva 17. Pystykerroksellista amfiboliittia. Laatta 12 cm. Fig. 17. Vertically layered amphibolite. Tag 12 cm. Arolasta lanteen - To the west from Arola. Vieksi, Kuhmo, 4412 12 A, x = 7150,24, y = 453,26.

2 4 boliitin maaritelmaa. Plagioklaasin koostumus vaihtelee albiitista andesiiniin. Paikoin esiintyvien epidootin ja karbonaatin maarat ovat myos hyvin vaihtelevia. Kallioperakartoissa ei ole voitu erottaa eri vulkaniittityyppeja toisistaan. Yksityiskohtaisemmissa kartoituksissa (esim. Papunen, 1960 ja Hanski, 1979) on todettu meta-andesiittisten, gabromaisten ja joskus peridotiittisten kivilajien vaihtelevan suppeillakin alueilla. Kymmenen viime vuoden aikana on eri puolilla maailmaa erotettu lahinna kemiallisen koostumuksen perusteella uusi emaksisten ja ultraemaksisten vulkaanisten kivilajien luokka, ns. komatiitit. Nimitysta ovat kayttaneet ensinna Viljoen ja Viljoen (1969), mutta sen tasmallinen maaritelma ei ole viela vakiintunut. Osa Kuhmon liuskevyohykkeen kivilajeista kuuluu tahan luokkaan (Mutanen, 1976, Hanski, 1979, Blais et at., 1978 ym.). Konglomeraatti Tyypillisia pohjakonglomeraatteja ei kartoituksen yhteydessa tavattu. Syksylla 1977 loytyi Oulun yliopiston tutkijaryhman tutkimuksissa konglomeraattimuodostuma, jossa on suuria, pydristyneita granitoidipalloja yhdessa teravasarmaisten noin 10 cm :n mittaisten tummien liuskefragmenttien ja hienomman iskoksen kanssa (Kuva 18). Ymparist6n kivilajit ovat paaasiassa mantelikivia ja tyynylaavoja. Suurimmat granitoidipallot ovat noin metrin lapimittaisia, ja niiden koostumus on Idhinna kvartsidioriittinen. Sen mineraalikoostumus on esitetty taulukossa 10, analyysi 35 ; kemiallinen koostumus taulukossa 11, analyysi 6. Konglomeraatti sijaitsee lahella liuskejakson kaakkoiskarkea (4413 04 A, x = 7103,84, y = 471,47) ja sita on nimitetty lahimman peruskartassa esiintyvan paikannimen mukaan Kirkkosuon konglomeraatiksi. Konglomeraattia ja sen geologista ymparistda on kuvannut tarkemmin Tuokko (1979, s. 52). Geologisen tutkimuslaitoksen isotooppigeologian laboratoriossa suuresta granitoidipallosta tehty ianmaaritys on esitetty kyseisessa luvussa. PREKARJALAISIA LIUSKEITA LAVISTAVAT PLUTONIITIT Yleista Karttalehtien merkkien selityksissa on erotettu omaksi ryhmakseen liuskemuodostuman kivilajeja lavistavat plutoniitit. Niihin kuuluvat serpentiniitit, vuolukivet, kvartsidioriitit ja pegmatiittigraniitit. Kvartsidioriitteja ja ultraemaksisia kivilajeja esiintyy myos gneissigraniittialueella, liuskevyohykkeen ulkopuolella, mutta siella kivilajien keskinaiset ikasuhteet ovat olleet vaikeammin selvitettavissa.

25 Kuva 18. Konglomeraattia. Lama 12 cm. lanmaaritysnayte nro A 831 on otettu kuvassa oikealla olevasta kvartsidioriittipallosta numerolaatan kohdalta. Fig. 18. Conglomerate. Tag 12 cm. Age determination sample No. A 831 taken from the quartz-diorite boulder on the right in the figure at the point of the tag. Kirkkosuo, Risteli, Kuhmo, 4413 04 A, x = 7103,84, y = 471,47. Serpentiniitit ja vuolukivet Ultraemaksisia kivia - serpentiniitteja ja vuolukivia - tavataan koko liuskejakson alueella erikokoisina esiintymina. Suurin niista sijaitsee karttalehtien 4411 ja 4412 rajalla Kellojarven itapuolella. Se on noin 7 km pitka ja 4 km levea. Myos liuskejakson ulkopuolella tavataan joitakin pienia ultraemaksisia pahkuja. Serpentiniitteja ja vuolukivia ei ole erotettu karttakuvassa toisistaan, koska niiden valiset rajat ovat serpentiinin, dolomiitin, magnesiitin, talkin ja kloriitin maarien vaihtelun takia asteittaisia ja epamaaraisia. Ultraemaksisten kivien kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 8 ja mineraalikoostumuksia taulukossa 9. Serpentiniiteissa ja vuolukivissa on tavattu paikoin myos oliviinin jaannoksia, joiden ymparilla oleva iddingsiitti nakyy muutoin vihertavanharmaan kallion pinnassa ruskeina sormenpaan kokoisina taplina. Yksi tallainen esiintyma on Alajarven metsatien vieressa (4413 01 A, x = 7104,50, y = 460,30). 4 128300660Y-13

2 6 Serpentiniittien magnetiittipitoisuus nayttaa vaihtelevan serpentiiniytymisasteen mukaan. Useimmiten se on huomattavan suuri ja tasta syysta serpentiniittiesiintymat nakyvat selvasti erilaisissa magneettisissa kartoissa. Niita onkin kaytetty hyvaksi kivilajien rajoja piirrettaessa. Kvartsidioriitit Liuskejakson ja sita ymparoivan gneissigraniittialueen valissa on paikoin kvartsidioriittia. Se sisaltaa paaasiassa plagioklaasia (An :o-15) suurina sameina rakeina, kvartsia, biotiittia, epidoottia, karbonaattia, titaniittia ja apatiittia. Megaskooppisesti sille ovat tunnusomaisia plagioklaasihajarakeet, jotka nakyvat rapautumispinnoilla 2-5 mm :n lapimittaisina kohoumina. Tyypillinen kvartsidioriittipaljastuma on esimerkiksi Hietaperasta pohjoiseen vievan tien leikkauksessa lahella Rommakon tienhaaraa (4413 03 A, x = 7124,78, y = 460,02). Paikoin kivilajissa on runsaasti biotiittia, ja siina esiintyy myos sarvivalketta. Kvartsidioriittien mineraalikoostumuksia on esitetty taulukossa 10 ja kemiallisia koostumuksia taulukossa 11. Laajimmat kvartsidioriittialueet sijaitsevat karttalehdilla 4411 12 ja 4413 03 Ontojarven pohjois- ja koillispuolella. Kvartsidioriitiksi merkityilla alueilla on myos osueita, jotka lahenevat koostumukseltaan granodioriittia. Myos gneissigraniittialueella esiintyy kvartsidioriittisia osueita. Kvartsidioriitti ja gneissigraniitti vaihettuvatkin ilmeisesti asteittain toinen toisikseen ilman selvia kontakteja. Kvartsidioriitin ja liuskemuodostuman kontaktit ovat sita vastoin teravia. Kvartsidioriitti leikkaa ja breksioi emaksisia vulkaniitteja useissa paikoissa, kuten esimerkiksi Naataniemen Siivikossa (4411 12), Vesijarven koillispuolella (4412 11) ja Roppasenahon pohjoispuolella (4412 12). Liuskeita leikkaavissa kvartsidioriittijuonissa kivilaji on porfyyrista. Hajarakeet ovat vyohykkeellista plagioklaasia ja suurimmat rakeet ovat noin 5 cm :n pituisia. Tallaisia kohteita on Harmajoen sillasta noin 200 m lanteen (4412 11 B, x = 7145,26, y = 453,72) ja samalla karttalehdella Metsalasta n. 500 m etelaan ja maantielta noin 300 m lanteen suosaarekkeessa (x = 7146,38, y = 453,15) (Kuva 19). Pegmatiittigraniitit Muutamissa paikoissa on tavattu liuskemuodostumaa leikkaavia pegmatiittigraniitteja. Naista laajin sijaitsee Halmevaarassa ja sen ymparistossa 4412 10. Taman pegmatiittigraniitin keskella on kvartsiittia seka pienehko esiintyma kiisurikasta kiilleliusketta. Malmitutkimusten yhteydessa suoritetussa syvakairauksessa on todettu pegmatiittigraniitin ja kvartsiitin vuorottelevan kerrosten paksuuden vaihdellessa muutamista metreista muutamiin kymmeniin metreihin.

27 Kuva 19. Emaksista liusketta leikkaava porfyyrinen kvartsidioriittijuoni. Laatta 12 cm. Fig. 19. Porphyritic quartzdiorite dike intersecting basic schist. Tag 12 cm. Metsalasta etelaan, Vieksi, Kuhmo, 4412 11 B, x =7146,38, y = 457,56. Pienehko pegmatiittigraniittiesiintyma on Halmevaarasta pohjoiseen Piilolan talon lahella maantien 905 kallioleikkauksessa ja taman etelapuolella. Naissa paljastumissa voi sely isti havaita graniitin breksioivan kvartsiittia. Viela pohjoisempana Kangaslammen luoteispuolella 4412 11 C on pienia paljastumia pegmatiittista graniittia kvartsiittien yhteydessa. Esiintyman pienuuden takia sita ei ole merkitty kallioperakarttaan. Mvos karttalehdella 4413 01 A ja B on samanlaista pegmatiittigraniittia. Pegmatiittigraniitit ovat tavallisesti hyvin karkearakeisia. Mikrokliini- ja plagioklaasirakeet ovat lapimitaltaan jopa 5 cm. Plagioklaasi on oligoklaasia (An 10-20). Maasalpien ja kvartsin lisaksi on myos muskoviittia suurina noin 2 cm :n lapimittaisina rakeina. Paikoin on tavattu myos granaattia. GNEISSIGRANIITTIALUEEN KIVILAJIT Karttalehtien 4411, 4412 ja 4413 alueesta on yli 80 % merkitty gneissigraniitiksi. Joissakin julkaisuissa tasty kivilajimuodostumasta on kaytetty myos nimitysta graniittigneissikompleksi (esim. Matisto 1958) tai graniittinen tai granodioriittinen pohjagneissi (Simonen 1980 a). Gneissigraniitiksi merkitty alue ei ole laheskaan tasalaatuista, vaan koostuu

2 8 paaasiassa erilaisista granitoideista ja migmatiiteista. Paikallisia kivilajivaihteluita on kartoissa kuvattu erilaisilla paallemerkinnoilla. Muutamien graniittisten kivilajien mineraalikoostumuksia on esitetty taulukossa 12 ja kemiallisia koostumuksia taulukossa 13. Kvartsidioriittisten kivien koostumuksia on esitetty edella taulukossa 10 ja 11. Yleisin gneissigraniittityyppi on vaalea, punertavanharmaa ja sisaltaa tummana mineraalina hiukan biotiittia. Kivi on selvasti suuntautunutta, ja sen rakenne on useimmiten kataklastinen. Kvartsi ja maasalvat esiintyvat kiilteen reunustamina linsseina. Raekoko on useimmiten alle 2 mm. Maasalpa on enimmakseen plagioklaasia (An,o-so). Kalimaasalvan maara on vahainen ja paikoin voi tavata hiukan sarvivalketta. Aksessoreina on useimmiten epidoottia, titaniittia ja zirkonia. Monin paikoin edella kuvatun kaltainen gneissigraniitti vaihettuu juovaiseksi migmatiitiksi, jossa vaihtelevat tummat gnessigraniittiset ja vaaleat granodioriittiset ja pegmatiittiset juovat (Kuva 20). Samanlaista koostumuksen vaihtelua esiintyy myos muodoltaan ja rajoiltaan epamaaraisina alueina (Kuva 21). Haamumaiset liuskejaanteet ovat myos yleisia, kun taas muu osa kivesta on homogenisoitunutta ja sisaltaa maasalpahajarakeita. Tavallisimmin hajarakeet ovat punertavaa mikrokliinia tai harmaata ortoklaasia, mutta myos plagioklaasia esiintyy pienina hajarakeina. Paikoin grano- tai kvartsidioriitin kalimaasalpapitoisuus nousee niin suureksi, etta sen koostumus lahenee graniittia. Talkiin se on myos tasarakeisempaa ja heikommin suuntautunutta. Kivilajien valilla ei ole selvia rajoja, vaan muutokset ovat vahittaisi.a. Laajimpia lakes yhtenaisia graniittialueita on eroteltu kallioperakartoille omalla varillaan. Graniittisen aineksen lisaantymista gneissigraniittialueella on kartoissa kuvattu erilaisilla paallemerkinnoilla. Eras melko yhtenainen graniittialue sijaitsee Pohjajarven ja maantien nro 909 valissa (4412 12). Taalta on louhittu suuria maaria punaista kaligraniittia Kostamuksen radan paallystesepeliksi. Louhos on tehty kallioperakartan painamisen jalkeen, misty syysta sita ei ole merkitty karttaan. Kivilajin kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 13, analyysi 29. Kivesta tchty ianmaaritys on esitetty kyseisessa luvussa. Useissa paikoissa on havaittu harmaan gneissigraniitin muuttuvan ruhjevyohykkeitten laheisyydessa punaiseksi tai kellanpunaiseksi ja ainakin naennaisesti kalimaasalparikkaammaksi kiveksi. Punainen kivilajimuunnos esiintyy yleensa muutaman kymmenen metrin levyisena vyohykkeena ruhjelaakson molemmilla puolilla ja vaihettuu vahitellen harmaaksi gneissigraniitiksi. Tallainen tapaus on havaittavissa esimerkiksi Tervajarven ja Saarijarven valisen rotkolaakson rinteilla (4412 11 D). Kartoitusalueelta kaytettavissa oleva tutkimusaineisto ei kuitenkaan ole riittava luotettavien johtopaatosten tekemiseen siita, onko kysymyksessa kalipitoisuuden todellinen lisays vai mahdollisesti jokin muu syy, kuten esimerkiksi maasalpien varin muuttuminen ruhjeliikuntojen ja samanaikaisen metamorfoosin vaikutuksesta. Samantapaisia havaintoja on tehty myos Suomussalmen geologisen yleiskarttalehden alueella (Matisto 1958, s. 20). Sen mukaan sekundaarin kaligraniittisen aineksen tunkeutuminen ruhjevydhykkeisiin on erittain yleista.

29 Kuva 20. Graniittisia ja kvartsidioriittisia juonia gneissigraniitissa. Fig. 20. Granitic and quartzdioritic dikes in gneiss granite. Vepsanjoki, Kuhmo, 4413 01 C, x = 7101,07, y = 466,35. Kuva 21. Migmatiittista gneissigraniittia. Laatta 12 cm. Fig. 21. Migmatitic gneiss granite. Tag 12 cm. Kiviaho, Mertajarvi, Kuhmo, 4414 01 B, x = 7138,80, y = 464,59. (Paikka on hiukan kartoitusalueen ulkopuolella karttalehdesta 4412 itaan - The place is slightly outside the area mapped, to the east from map sheet 4412).

3 0 DIABAASIT JA METADIABAASIT Alueen nuorimpia kivilajeja ovat diabaasit. Niiden on todettu leikkaavan kaikkia muita kivilajeja, mutta minkaan kivilajin ei ole havaittu leikkaavan niita. Pohjoisempana Suomussalmen yleiskarttalehden alueella on sita vastoin havaittu pegmatiittigraniitin leikkaavan diabaasia (Matisto, 1958, s. 102). Useimmat diabaasijuonet ovat enintaan muutamien kymmenien metrien levyisia, ja niita on voitu seurata maastossa paljastumahavaintojen avulla korkeintaan muutamia satoja metreja. Pisimmat juonet ovat muutamien kilometrien pituisia. Tallainen on esimerkiksi Arolan lansipuolella (4412 12 A). Diabaasien kaade on yleensa jyrkka, mutta loiviakin kaateita tavataan. Yleisin diabaasijuonien suunta on noin 100-130. Juonien laitaosissa kivi on yleensa suuntautunutta, mutta ainakin leveimpien juonien keskus on suuntautumatonta ja ofiittista. Diabaasien ja metadiabaasien mineraalikoostumuksia on esitetty taulukossa 14 ja kemiallisia koostumuksia taulukossa 15. Vuosangan jarven lansi- ja etelapuolella (4412 11 C) diabaasi leikkaa seka gneissigraniittia etta liuskeita. Karttakuvassa diabaasijuoni on mutkitteleva ja laaja-alainen, mika johtuu sen loivasta asennosta. Diabaasin keskipaikkeilta louhikosta otetun naytteen mineraalikoostumus on esitetty taulukossa 14, analyysi 43 ja kemiallinen analyysi taulukossa 15, analyysi 30. Plagioklaasissa (Anal) on saussuriittia. Titaniitti esiintyy leukokseenina ja oksidimineraali lamelleina. Kivilajista voisi kayttaa myos nimitysta metagabro. Diabaasin itapaasta Uusanganjarven etelarannalta otetun naytteen mineraalikoostumus on esitetty taulukossa 14, analyysi 44 ja kemiallinen koostumus taulukossa 15, analyysi 31. Kartoitustydn yhteydessa ei diabaasien sijoittumisesta eri-ikaisiin ja koostumukseltaan erilaisiin ryhmiin ole tehty vksityiskohtaisempaa selvitysta, vaikka selvia eroavuuksia on kylla havaittavissa (Matisto 1958). Radiometrisin keinoin on maaritetty kahden Ontojoen koillispuolella olevan emaksisen juonen ika. Tulokset on esitetty seuraavassa luvussa. RADIOMETRISIA IANMAARITYKSIA Kuhmon-Suomussalmen vihreakivivvohykkeen iasta on esitetty geologisilla perusteilla erilaisia kasityksia, mutta esimerkiksi jo Vayrynen (1933, 1954) piti sita karjalaisia muodostumia vanhempana arkeeisena liuskevyohykkeena. Tama kasitys vahvistettiin 1960-luvun puolivalissa radiometrisin keinoin, kun Suomussalmen liuskevyohykett i leikkaavari granodioriitin zirkonin iaksi saatiin noin 2800 Ma (Kouvo & Tilton 1966). Titaniittia ja useampia zirkonifraktioita seka uusia hajoamisvakioita kayttaen on taman Lamminkylasta otetun naytteen iaksi myohemmin saatu 2714 Ma.

Merkittava havainto on, etta arkeeisia liuskeita lavistavissa intruusioissa niin Suomussalmen Lamminkylassa (2714±4 Ma), Kuhmon Harmajoella (2739±8 Ma) kuin Ilomantsin kirkonkylassa (2724-1- 6 Ma) on viela tallella arkeeinen titaniitti. Nuorempaa arkeeista tapahtumaa edustavat esimerkiksi viereisella karttalehdella (4414 09) tien nro 9126 laidassa olevassa migmatiittipaljastumassa Lylyvaarassa tavatun migmatiitin titaniitin (2620 Ma) seka migmatiittia lavistavan granitoidin (2675 Ma) zirkonien ja titaniitin iat. Kuhmon-Suomussalmen liuskevyohykkeelta ja sen ymparistosta tehtyja ianmaarityksia on raportoitu Geologisen tutkimuslaitoksen toimintakertomuksissa vuosilta 1970-72 ja 1975-78 seka Geologisen tutkimuslaitoksen kallioperaosaston kertomuksissa toiminnasta vuosina 1980 ja 1981. Ianmaarityksia ovat julkaisseet kyseiselta alueelta myos Asa (1971) seka useissa julkaisuissaan Vidal tyokumppaneineen. Geologisen tutkimuslaitoksen isotooppigeologian yksikossa Ontojoen, Hiisijarven ja Kuhmon karttalehtien alueelta tehtyjen ianmaaritysnaytteiden ottopaikat on esitetty kuvissa 3 ja 4 ja analyyttiset tiedot taulukossa 16 seka konkordiadiagrammit kuvissa 22, 23 ja 24. Kuvassa 22 olevaan konkordiadiagrammiin on koottu neljan granitoidin seka Katerman kylasta Kotiniemen metsatien varresta (karttalehti 4411 12 C) otetun ryoliittisen metavulkaniitin ianmaaritysten tulokset. Vastoin yleista saantoa, etta diskordanttisuusaste kasvaa uraanipitoisuuden myota, kyseisen vulkaniitin kuudesta analysoidusta zirkonifraktiosta konkordanteimman tuloksen antavat joukossa olevat pitkat neulaset (fraktio C), joiden uraanipitoisuus on 412 ppm. Uraanista koyhin fraktio B, joka on analysoitu kahdesti samalla tuloksella, sijoittuu konkordanttisuutensa puolesta vasta kolmanneksi. Seitseman analyysipisteen maarittama diskordiasuora antaa zirkoneille iaksi 2798 ± 15 Ma alaleikkauksen konkordiakayralla ollessa 286±94 Ma. Jos zirkonit ovat kogeneettisia kiven muiden ainesosien kanssa, edella mainittu ikatulos vastaa myos kiven ikaa. Kuitenkin mm. Harmajoen ja Koivulehdon tyyppisia granitoideja on tavattu murtokappaleina tahan ryoliittiseen muodostumaan liittyvassa breksiassa mm. Ontojarven W-puolella ja ryoliitin alla olevassa pyroklastisessa breksiassa Ruokojarven E-rannalla (Erkki Luukkonen, henkilokoht. ilmoitus), missy lisaksi on murtokappaleina liuskealueen emaksisia vulkaniitteja. Nama havainnot edella mainittujen konkordanttisuushavaintojen kanssa viittaavat mahdollisuuteen, etta kiven alkupera ei olisi yksiselitteinen. Nayte A572 on otettu Koivulehdon porfyyrisesta granodioriitista noin 2 km Arolasta lanteen paikasta, missy Kostamukseen vieva rautatie ylittaa valtatien nro 909 (karttalehti 4412 12 A). Naytteesta separoidut zirkonifraktiot sijoittuvat diskordiasuoralle uraanipitoisuuden mukaisessa jarjestyksessa uraanista rikkaimman fraktion ollessa diskordantein. Zirkonifraktioiden perusteella saadaan taman granodioriitin iaksi 2734-+2 Ma. Diskordiasuoran alaleikkaus on 247±7 Ma. Neljan analysoidun titaniittifraktion keskiarvoiaksi on saatu 2707 Ma. Tuomaanjarven pilsteisen granodioriitin (A329) zirkonien analyysipisteet muo- 3 1

32 0.5 KUHMO 2500_--' 0 2798*-15 2739'8-2734±2 2694±13 -/ CO C1 N o. U 0 N 0.3 0 0327- TUC MA ANVAARA A329-TUOMAANJA,-. # + A402--ORMAJ13K' O A519-KATCRMA ~ A572- KC VU'_EH IO 50 80 207Pb/235U 120 150 Kuva 22. Tulosydin/lahtoydin suhteet ja konkordiadiagramma zirkoneille ja titaniiteille. Fig. 22. Concordia diagram and U-Pb isotopic ratios for zircon and titanite samples. Each fraction except A402, has a letter referred to in Table 16. Two sigma errors. dostavat 2694 + 13 Ma vastaavan diskordiasuoran. Edellisistd naytteista poiketen alaleikkaus konkordiakayralld on korkealla (751 ± 161 Ma), mika osoittaa suurempaa metamorfista hairidtilaa. Tuomaanvaaran gneissiytyneen granodioriitin (nayte A327) zirkoni (Asa 1971) edustaa keskiarvonaytetta ja sijoittuu lahelle Harmajoen ja Koivulehdon diskordiasuoria. Lisaanalyysit ovat osoittaneet populaation koostuvan erilaisista fraktioista, joista vanhimmat ovat yli 2800 Ma :n ikaisia. Nayte A402 on otettu Harmajoelta karttalehdelta 4412 11 B emaksista vulkaniittia leikkaavasta kvartsidioriittijuonesta (Kuva 19). Kolmen zirkonifraktion ja yhden titaniitin madrittama diskordiasuora antaa kiven iaksi 2739±7 Ma. Tama tulos antaa myds minimi-ian kyseiselle vulkaniitille. Samanikainen titaniitti sulkee pois mahdollisuuden, etta zirkoni olisi silikaattisulaan ksenoliittisena sekaantunutta vanhempaa ainesta. Ikdtulos on virherajojen puitteissa sama kuin ndytteen A572 ika. Korkeampi alaleikkaus 494 ± 44 Ma on kuitenkin todistus erilaisesta geokerniallisesta historiasta. Pohjajarvella sijaitsevan graniittilouhoksen kaligraniitista (A790) on separoitu zirkonifraktioita alustavaa maaritystd varten. Kahden fraktion antamat >07 Pb 2.. Pb iat osoittavat yli 2600 Ma ikdarvoa. Konkordiadiagrammilla analyysipisteet kuuluvat samaan ikaryhmaan kuin ndytteet A572 ja A402. Zirkonit ovat huomat-

3 3 05 03 + ZIRCON I j I I i I 1 1 60 80 2 0 7 Pb / 235U 120 150 Kuva 23. Tulosydin/lahtoydin suhteet neljalle zirkonifraktiolle Polvilammen kvartsi-maasalpaliuskeesta (A788). Fig 23. U-Pb concordia plot for zircons from the quartz-feldspar schist in Polvilampi (A788). tavan rikkaat uraanista ja mainittakoon, etta hivenmineraaliseurue sisaltaa rutiilia. Kartoituksen vhteydessa on tavattu lukuisia liuskejaksoa leikkaavia mafisia juonia. Naista kahden ika on maaritetty radiometrisin menetelmin. Nayte A491 on Hietaperasta karttalehdelta 4411 12 D, Suomen Malmi Oy :n kairaamasta timanttikairausreiasta nro 3, syvyydelta 4,90-19,90 m. Kairaussydannaytteesta on separoitu kaksi zirkonifraktiota. Molemmat sisaltavat runsaasti seka uraania etta tavallista lyijya, joka ei ole syntynyt kivessa olleen uraanin hajoamistuotteena. Molemmat ikatulokset ovat huomattavan diskordantteja, ja ikdarvio voidaan antaa ainoastaan analyysipisteita vastaavien diffuusiokavrien arvoina : raskaampi fraktio 2249 Ma ja kevyempi 2288 Ma. Naita ikia vastaavien suhdearvojen maarittama diskordia leikkaisi konkordiakayran pisteessa 2172 Ma alaleikkauksen ollessa 105 Ma. Petajaniemesta (karttalehti 4413 02 B) loydetty mafinen juoni sisaltaa pegmatoidisia osueita. Tallaisesta kohdasta otetusta naytteesta (A910) separoidut zirkonit osoittavat suurta uraanipitoisuuden vaihtelua (290-1474 ppm). Zirkonikiteet edustavat jatulidiabaaseille tvypillista sameaa kiteytymaa, jossa on runsaasti sulkeumia. Kaikissa fraktioissa tavataan kuitenkin myos muutamia ruskehtavia kirkkaita kiteita. Mielenkiintoisena geneettisena piirteena mainittakoon, etta hivenmineraaliseurue sisaltaa baddeleyiittia. Metamiktisyyseroista huolimatta zirkonit eivat muodosta yksiselitteista isokronia. Ikaarvion saamiseksi voidaan fraktiot kasitella kah-