GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (21) M 19/3712/-88/1/10 SODANKYLÄ Nuttio Heikki Pankka 6.6.1988 NIKKELIMALMITUTKIMUKSET NUTTION ALUEELLA SODANKYLÄN KUNNASSA
2 TIIVISTELMÄ Nuttion tutkimusalue sijaitsee Sodankylän kunnassa Rajalan kylän luoteispuolella, pääosin karttalehdellä 3712 12. Tutkimukset vuosina 1978-1981 käsittivät geologista kartoitusta, geokemiallista näytteenottoa, geofysikaalisia mittauksia ja syväkairausta. Normaalien malmianalyysien lisäksi Teknillisen korkeakoulun taloudellisen geologian laboratoriossa on tehty rikki-isotooppimäärityksiä. Serpentiniittilinssit ovat tunkeutuneet Sattasvaaralta Seurukarkeaan ulottuvaan syvämurrokseen, joka sijoittuu emäksisen laava- ja pyroklastisen assosiaation vihreäkiviin. Ultramafiset kivet esiintyvät n. 200 m leveänä ja 7 km pitkänä helminauhamaisena jonona tutkimusalueella. Serpentiniitit ovat alun perin olleet lähes puhtaita komatiittisia adkumulusduniitteja, joissa oliviinikumulaattien määrä on ylittänyt 90 %. Duniitit ovat mahdollisesti serpentiniityneet osittain ennen metamorfoosia, jonka vaikutuksesta serpentiini dehydrautui ja primaarioliviinireliktit uudelleenkiteytyivät. Tähän viittaavat oliviinin alhaiset Fe- ja Ni-pitoisuudet. Serpentiinilinssit ovat metasomaattisesti muuttuneita ja niissä on todettavissa seuraava muuttumisvyöhykkeellisyys sisäosasta ulospäin: serpentiiniduniitti, serpentiniitti ja talkkikarbonaattikivi. Ultramafisissa kivissä esiintyy harvakseltaan pisaroina ja pirotteena nikkelisulfideja kokonaismäärän jäädessä alle 1 %:n. Pisarat edustavat erottunutta magmaattista sulfidisulaa rikki-isotooppikoostumusten perusteella. Happifugasiteetista riippuen tavataan kolme mineralisaatiotyyppiä: 1. pentlandiitti, 2. heazlewoodiitti ± pentlandiitti, 3. milleriitti ± nikkoliitti ± heazlewoodiitti. Korkeimmat Ni-pitoisuudet tavataan ensimmäisestä tyypistä, joskin ne vain harvoin ylittävät 0.25 %. Nuttion Nimineralisaatiota voidaan pitää Mt. Keith-Bethenon ja Dumontin tyyppisenä, mutta selvästi epätaloudellisena. Serpentiniiteistä on tavattu paikoin pieniä kromitiittipodseja sekä satunnaisesti lyhytkuituista krysotiiliasbestia. Näillä ei kuitenkaan ole taloudellista merkitystä.
3 SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO 4 2. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET 4 3. SUORITETUT TUTKIMUKSET 6 4. GEOFYSIIKKA 7 5. GEOKEMIA 8 6. GEOLOGIA 8 6.1. Alueellinen geologia 8 6.2. Esiintymän geologia 9 6.2.1. Sivukivet 9 6.2.2. Ultramafiset kivet 10 6.2.3. Silikaatti- ja oksidimineraaleista 11 7. SULFIDIMINERALISAATIO 12 8. RIKKI-ISOTOOPPIANALYYSIT 15 9. JOHTOPÄÄTÖKSET JA YHTEENVETO 16 10. AIHEEN ARVIOINTI 17 LÄHDEKIRJALLISUUS 19 LIITTEET 20 LIITTYY 20
4 1.JOHDANTO Nuttion tutkimusalue sijaitsee Sodankylän kunnassa pääosin karttalehdellä 3712 12, n. 40 km Sodankylän kirkolta luoteeseen (kuva 1). Tutkimusalueen halki kulkee Rajalan tieltä lähtevä metsäautotie, joka on puomilla suljettu. Alue voidaan jakaa Tuorelaen ja Vainiolaen osa-alueisiin, joista jälkimmäiseen tutkimukset pääasiassa keskittyivät. Maat tutkimusalueella ovat Metsähallituksen omistuksessa. Lukuun ottamatta geologista kartoitusta sekä alueellista geokemiallista näytteenottoa ja geofysikaalisia mittauksia, raskaampi näytteenotto keskittyi n. 1.5 km 2 alueelle. Tutkimusalue on pääasiassa männikkökangasta. Serpentiniittilinssit noudattelevat Vainiolaen korkeinta harjannetta. Ne erottuvat sekä maastossa että ilmakuvilta niukkakasvuisina ketoina, jotka koostuvat kallioista, rakoista ja moroutumista. 2. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Nuttion serpentiniitit on esitetty jo Mikkolan (1937) 1 : 400 000 kallioperäkartalla ja kuvattu karttalehtiselityksessä vuodelta 1941. Suomen Mineraali Oy:llä oli vuosina 1955-58 kolme valtausta Nuttion alueella ja heidän päämielenkiintonsa kohdistui asbestiin. Tutkimusten yhteydessä serpentiniitteihin kairattiin viisi kairausreikää, joista neljän paikka on löytynyt maastosta. Partek Oy luovutti kairansydämet geologian tutkimuskeskuksen käyttöön. Reikäraportit ja analyysitulokset on arkistoitu koodilla PARTEK/3712/-57/R1 - R5. Kairansydämet on palautettu Partek Oy:lle. Kauppa- ja teollisuusministeriön rahoittama Turun yliopiston Lapin nikkeliprojekti suoritti vuosina 1974-76 litogeokemiallisia tutkimuksia mm. Nuttion serpentiniiteillä nikkelipotentiaalisuuden selvittämiseksi (Papunen ja muut, 1977). Näissä tutkimuksissa Nuttion serpentiniittien todettiin sisältävän pentlandiittia harvoina pisaroina.
5
6 Koska sulfidien esiintyminen näytti edustavan tyypillistä sekoittumattoman sulfidisulan käyttäytymistä, geologian tutkimuskeskus lähti selvittämään taloudellisen esiintymän mahdollisuutta. 3. SUORITETUT TUTKIMUKSET Kallioperäkartoituksen serpentiniiteillä ja niiden lähiympäristössä suoritti allekirjoittanut, M. Kilpelä kesäapulaisena pääasiassa kesällä 1978. Samana vuonna yhteistyössä geologi Pulkkisen kanssa suunniteltiin tihennetty geokemiallinen näytteenotto serpentiniittien yli. Sen toteutti geokemian osasto alueellisen näytteenoton yhteydessä. Kesällä 1978 tutkimusassistentti N. Puranen suoritti APEX-mittauslaitteistolla kontaktin hakua. Saatuihin johdeindikaatioihin kaivettiin lapioilla kolme monttua, joista tavattiin kiisupitoinen mustaliuske aivan serpentiniitin kontaktista. Kesällä 1979 yhteistyössä geologi I. Härkösen kanssa alueelle suunniteltiin viisi kappaletta tutkimuskaivantoja kontaktin ja sivukivien paljastamiseksi (liite 1). Myöhemmin kaivettiin kaksi tutkimusojaa "serpentiniittikedon" poikki. Kesäkuussa P. Puhakka malmikoira Cometin kanssa etsi lohkareita viikon ajan. Ainoastaan muutama kiisupitoinen lohkare löytyi. Yleensäkin Nuttion alueelta on löydettävissä vain vähän, kauemmaksi kuin 100 m päähän paljastumista kulkeutuneita loh- kareita. Loppukesällä ja syksyllä 1979 suoritettiin geofysikaalisia maastomittauksia Vainiolaella 7 km 2 alueella. Vuonna 1980 mittauksia laajennettiin 5 km 2 alueelle Tuorelaella. Talvella 1980 toteutettiin 238 pisteen geokemiallinen näytteenotto-ohjelma lähinnä geofysikaalisissa mittauksissa todettujen johteiden ja magneettisten anomalioiden selvittämiseksi.
7 Kesällä 1980 Nuttion alueella toteutettiin kuuden reiän syväkairausohjelma, yhteensä 773 m. Reiät on pyritty sijoittamaan mahdollisimman edullisesti koko 3.5 km serpentiniittijakson selvittämiseksi. Näistä saatujen tietojen lisäksi on ollut käytössä Suomen Mineraali Oy:n vuonna 1957 kairatut reiät (liitteet 1 ja 3). Tutkimusmateriaalista on analysoitu geologian tutkimuskeskuksen malmianalyyttisessä laboratoriossa serpentiniiteistä systemaattisesti nikkeli, koboltti, kupari, rikki ja kromi sekä osasta sinkki, arseeni, kulta, palladium ja platina. Sivukivistä on lisäksi analysoitu lyijy, titaani, vanadiini, hopea, mangaani, molybdeeni, hiili ja totaalirauta. Jalometallianalyysejä on tehty 41 kpl. Teknillisen korkeakoulun taloudellisen geologian laboratoriossa on kairausmateriaalista tehty 47 kpl rikki-isotooppimäärityksiä. 4. GEOFYSIIKKA Tutkimusalueelta on ollut käytössä matalalentogeofysikaaliset kartat. Serpentiniitit erottuvat voimakkaina magneettisina, selvärajaisina anomalioina heikommin magneettisista, ympäröivistä vulkaniiteista. Välittömästi serpentiniittijakson itäpuolella on voimakkaita magneettisia anomalioita, joiden alkuperää ei peitteisyyden vuoksi ole pystytty selvittämään. Todennäköisesti ne johtuvat vulkaniittien korkeammasta magnetiittipitoisuudesta. Sähköisillä kartoilla näkyy runsaasti voimakkaita, kapeita ja jatkuvia reaalijohteita, jotka aiheutuvat grafiittituffeista ja mustaliuskeista. Serpentiniittijakso hukkuu tällaiseen anomaliajaksoon. Maastomittauksissa serpentiniitit näkyvät selvärajaisina, voimakkaina magneettisina anomalioina muodostaen helminauhamaisen jakson. Slingram-mittauksessa serpentiniitit näkyvät voimakkaiden johteiden ympäröiminä, johtamattomina alueina. Mustaliuskeiden aiheuttamat johteet peittävät alleen kaikki mahdolliset puhtaat sulfidijohteet.
8 5. GEOKEMIA Geokemiallisesti serpentiniittijakso näkyy hyvin terävänä Cr-Ni-anomaliana ainoastaan aivan serpentiniitin päältä tai sen välittömästä läheisyydestä otetuissa näytteissä pudoten hyvin jyrkästi jo alle 50 m päässä kontaktista. Tämä on hyvin tyypillinen piirre myös muissa tutkituissa serpentiniiteissä. Intrusiivisten serpentiniittien ja peridotiittien anomaliat näyttävät eroavan komatiittisten vulkaniittien aiheuttamista laaja-alaisemmista anomalioista. Geokemiallinen näytteenotto ei tuonut lisävalaistusta Nuttion varsinaisen serpentiniittijakson osalta, koska se on hyvin paljastunutta. Sen sijaan tutkimus osoitti, että itäpuoliset magneettiset anomaliat eivät todennäköisesti ole vastaavan tyyppisten serpentiniittien aiheuttamia. 6. GEOLOGIA 6.1. Alueellinen geologia Nuttion tutkimusalue sijaitsee Keski-Lapin ns. rapakallioalueella, joka on hyvin peitteistä. Laajat suoalueet ovat paljastumattomia. Kalliopaljastumat ovat keskittyneet jokiuomiin sekä vaarojen lakiosiin. Moreenin alaiset "rapakalliot" ovat yleisiä, joten geokemiallinen tieto saadaan hyvin usein juuri "rapakalliosta". Nuttion serpentiniitit sijaitsevat Kittilän vihreäkivialueen itäosassa. Vallitsevina kivilajeina ovat vulkanogeeniset kivet, joita on määrällisesti sedimentogeenisia kiviä enemmän. Vulkaaniset kivet ovat tholeiittisia, basalttisia ja andesiittisia laavoja sekä tuffeja, jotka ovat usein grafiittipitoisia. Serttimäiset, usein magnetiittipitoiset jaspiskvartsiitit ovat tyypillisiä vihreäkivelle. Kivet kuuluvat pääasiassa emäksiseen laava-assosiaatioon, sekä pyroklastiseen assosiaatioon (Lehtonen ja muut, 1985).
9 Keski-Lapin poikki kulkee yli 80 km pitkä syvämurros, joka ulottuu Seurukarkealta Tarpomapään ja Nuttion kautta Sattasvaaran eteläpuolitse Moskuvaaraan. Tähän kapeaan murrosvyöhykkeeseen voidaan sijoittaa suurin osa Keski-Lapin tunnetuista serpentiniitti- ja peridotiittilinsseistä. Vyöhyke näyttää noudattavan konkordantisti kivilajimuodostumia ja samalla periaatteella vyöhykettä voidaan jatkaa pohjoiseen Norjan puolelle. Suuremmassa mittakaavassa murrosvyöhyke näyttää jakavan vihreäkivialueen kahteen osaan. Länsipuolella tavataan pääasiassa koostumukseltaan tholeiittisia vulkaniitteja, kun taas itäpuolella tulevat mukaan myös komatiittiset vulkaniitit. 6.2. Esiintymän geologia Syvämurrokseen tunkeutuneet ultramafiset kivet muodostavat n. 200 m leveän ja n. 7 km pitkän, helminauhamaisen jakson, jossa on todettu viisi suurempaa sekä useita pienempiä, erillisiä serpentiniittilinssejä. Sivukivet ovat pääasiassa vulkanogeenisiä ja vihreäliuskefasieksen metamorfoosin läpi käyneitä (liite 2). 6.2.1. Sivukivet Vulkaanisista kivistä yleisimpiä ovat spiliittiytyneet, basalttiset ja andesiittiset laavat, jotka ovat pääasiassa massiivisia, mutta paikoin manteli-, tyynylaava- ja agglomeraattirakenteisia. Usein esiintyy myös kvartsin ja epidootin täyttämiä onteloita ja juonekkeita. Vallitsevina mineraaleina ovat albiitti, aktinoliitti, kloriitti sekä kvartsi ja epidootti. Paikoin magnetiitin määrä on korkea. Magneettikiisua ja kuparikiisua esiintyy paikoin heikkona pirotteena. Mafiset tuffit ja tuffiitit ovat yleisimpiä serpentiniittien läheisyydessä. Ne ovat selvästi kerroksellisia sekä paikoin kerrallisia. Albiitin, kvartsin, biotiitin, kloriitin ja aktinoliitin keskinäiset paljoussuhteet vaihtelevat ja usein esiintyy grafiittipitoisia välikerroksia. Yleensä grafiittipitoisuus on alhainen, 1-2 %, mutta grafiittiliuskeissa se saattaa kohota 10 %:iin. Sulfidien määrä on huomattavasti korkeampi kuin laavoissa ja paikoin tavataan kapeita, lähes massiivisia sulfidikerroksia, joissa rikkipitoisuus kohoaa 25 %:iin. Vallitsevana sulfidimineraalina on magneettikiisu.
10 Vähäisemmässä määrin esiintyy rikkikiisua, kuparikiisua sekä satunnaisesti sinkkivälkettä. Kiisuuntumien arvometallipitoisuudet jäävät satunnaisiksi ja alhaisiksi. Grafiittipitoiset tuffit ja grafiittiliuskeet ovat vallitsevia serpentiniittien länsikontaktista, kun taas itäpuolella niiden määrä on selvästi vähäisempää. Usein mustaliuskeen ja serpentiniitin välissä esiintyy serttimäistä kiveä alle 0.5 m paksuna kerroksena tai erillisinä linsseinä. Todennäköisesti kysymyksessä on talkkiutumis- ja serpentiiniytymisprosessissa vapautunut piioksidi. Puhtaita klastisia sedimenttejä ei tutkimusalueella ole tavattu. 6.2.2. Ultramafiset kivet Alun perin serpentiniitit ovat olleet puhtaita duniitteja koostuen oliviini- ja kromiittikumulaateista. Interkumulussulan määrä on ilmeisesti ollut vähäinen, sillä oliviinirakeet ovat hyvin saman kokoisia (Ø 2-3 mm) ja tiiviisti pakkautuneita. Ultramafiset kivet ovat läpikäyneet asteettaisen metasomaattisen muuttumisen, joka näkyy muuttumisvyöhykkeellisyytenä (liite 4). Muuttumattomia duniitteja ei enää esiinny. Serpentiiniduniitti, joka on jo selvästi serpentiiniytynyt, edustaa useimpien linssien terveintä sisäosaa. Muutamista linsseistä on tavattu lähes muuttumattomia duniittitaskuja. Serpentiiniytymisen edistyessä oliviini vähitellen katoaa ja lopputuloksena syntyy puhdas serpentiniitti, jossa serpentiini- ja kloriittimineraalit ovat vallitsevia. Serpentiiniytymisessä vapautuva rauta kiteytyy magnetiittina, jota esiintyy paikoin runsaasti juonina ja kasaumina. Serpentiniittien väri vaihtelee syvän vihreästä lähes mustaan. Paikoin rakopinnoilla on tavattu jaloserpentiiniä. Kapeat, 3 mm krysotiiliasbestijuonet ovat paikoin yleisiä ja niiden mahdollista hyödyntämistä on tutkinut Suomen Mineraali Oy 1950-luvulla. Serpentiiniduniiteista ja serpentiniiteistä on satunnaisesti tavattu Ø 20 cm podiformisia kromitiittilinssejä, jotka edustavat primaarisen magmaattisen kumulaattikerroksen kappaleita.
11 Siirryttäessä edelleen kontaktiin CO 2 -metasomatoosi alkaa vaikuttaa, jolloin karbonaatti ja talkki asteettain, mutta hyvin nopeasti syrjäyttävät serpentiniittiä. Vaihettumisvyöhyke on paksuudeltaan korkeintaan muutamia metrejä, ennen kuin tullaan täydellisesti muuttuneeseen talk-kikarbonaattikiveen. Ylimääräisestä magnesiumista on syntynyt magnesiittia ja magnetiitti on muuttunut sideriitiksi. Ultramafisen ja sivukiven kontaktissa esiintyy noin metrin paksuudelta talkkiliusketta, joka on osittain talkkiutunutta UM-kiveä ja osittain sivukiveä. Varsinaisena sivukivenä on paikoin kapea, alle 1 m leveä, yleensä 0.1-0.5 m, metasomaattisesti syntynyt, koostumukseltaan ultramafinen kloriittiliuske. Serpentiniitit ovat alun perin olleet lähes puhtaita duniitteja ja osin mahdollisesti harzburgiitteja, jotka ovat serpentiiniytyneet ja reunaosiltaan läpikäyneet CO 2 - metasomatoosin. Reunaosissa on mahdollisesti ollut kapeita peridotiittisia ja pyrokseniittisia osia. UM-kivet ovat syntyneet primitiivisen manttelimagman (peridotiittinen komatiitti) gravitatiivisen kiteytymisen tuloksena syvällä maankuoren alaosissa. Tektonisen syvämurroksen seurauksena jäännössula erkautui kidemassasta purkautumalla pintaan. Paineen vaikutuksesta "oliviinikidepuuro" alkoi käyttäytyä plastisesti ja tunkeutui syntynyttä heikkousvyöhykettä pitkin nykyiselle paikalleen. Intruusioiden saavuttaessa vesipitoiset vulkaniitit ja sedimentit tapahtui voimakas serpentiiniytyminen ja tämän jälkeen reunoilta lähtien hiilidioksidimetasomatoosi. Serpentiniiteissä näkyvä ruhjeliuskeisuus on todennäköisesti syntynyt pääosin intruusiovaiheessa ja intrudoituminen on tapahtunut ennen pääpoimutusvaihetta. 6.2.3. Silikaatti- ja oksidimineraaleista Oliviinin forsteriittipitoisuus vaihtelee 94-97 %, ollen keskimäärin 95 % ja nikkelipitoisuus 750-3000 ppm (ka 1450 ppm) (Papunen 1977). Forsteriittipitoisuus on tyypillisiä magmaattisia oliviineja korkeampi ja nikkelipitoisuus alhaisempi. Idmanin (1980) mukaan tämä viittaisi siihen, että ainakin osa oliviinista on syntynyt serpentiinin dehydrautumisen tuloksena.
12 Kromiitti on vallitseva aksessori, joka paikoin esiintyy pieninä primaareina taskuina. Se on selvästi vyöhykkeellinen, jolloin reunaosat ovat Fe-rikkaampia ja edustavat sekundaarista kasvua. Primaarit sisäosat edustavat tyypillisintä magmaattista kromiittia (Idman, 1980). Magnetiitti on sekundaarista ja syntynyt serpentiiniytymisessä vapautuneesta raudasta. Serpentiini on pääasiassa antigoriittia, mutta myös krysotiilia tavataan. Paikoin se on kuitumaisena asbestina. Kloriitti on sekä klinoklooria että penniiniä. Pääasiallinen karbonaattimineraali on magnesiitti. Tuffien ja tuffiittien grafiitti saattaa olla alkuperältään magmaattista (Paakkola, 1971). 7. SULFIDIMINERALISAATIO Ultramafisten kivien ulkopuolella vihreäkivissä ja tuffeissa on todettu sulfidimineralisaatioita, mutta näihin ei liity arvometalleja. Niitä ei tässä yhteydessä kuvata. Ultramafisissa kivissä esiintyy harvakseltaan pirotteena ja pisaroina nikkelisulfideja. Määrällisesti sulfideja on alle 1 % ja ne ovat jakautuneet tasaisesti serpentiiniytyneisiin kiviin. Pisarat ovat yleensä kooltaan 1-10 mm, suurimmat ovat olleet kooltaan n. 20 mm. Muodoltaan ne ovat joko pallomaisia tai ovaaleja ja koostuvat pentlandiitista. Pisaroiden esiintyminen ja muoto viittaavat, että kyseessä on sekoittumaton primaarisulfidisula. Kuudella syväkairausreiällä, joista viisi lävisti ultramafista kiveä, pyrittiin selvittämään mahdollista pisaroiden rikastumista. Saadut tulokset eivät kuitenkaan antaneet viitteitä tähän. Lukuun ottamatta vähäistä pitoisuusvaihtelua eri rei'issä pitoisuudet pysyivät suuruusluokaltaan keskenään samanlaisina.
13
14 Mineralisaation sisäisessä rakenteessa on havaittavissa selvä sivukivistä tulleen rikin lisäys vain talkkikarbonaattikivessä (kuva 2). Magneettikiisun määrä on selvästi noussut verrattuna serpentiiniduniittiin, jossa sitä on hyvin vähän tai ei lainkaan. Nikkeli pysyy hyvin vakiona, lukuun ottamatta lievää mobiloitumista aivan kontaktissa. Kromipitoisuus rajaa selvästi alkuperäisen ultramafiitin. Pisarapentlandiitin esiintyminen edustaa primaarista päämineralisaatiotyyppiä, jossa saattaa olla vähän mukana heazlewoodiittia. Toisessa mineralisaatiotyypissä vallitsevat nikkelimineraalit ovat heazlewoodiitti ± pentlandiitti ja kolmannessa milleriitti ± nikkoliitti ± heazlewoodiitti. Molempia on tavattu pohjoisemmissa, vähemmän kiisuja sisältävissä ja voimakkaammin serpentiiniytyneissä ultramafiiteissa. Heazlewoodiitti ja milleriitti syntyvät voimakkaammin hapettavissa olosuhteissa. Näistä milleriitti vaatii korkeampaa happifugasiteettia. Mahdollisesti tällöin on myös osa magmaattisista sulfideista hapettunut magnetiitiksi. Nuttion eteläisimmät ultramafiitit ovat nikkeli- ja rikkirikkaampia sisältäen nikkeliä 0.20-0.25 %, rikkiä 0.2-0.3 % ja kromia alle 0.5 %. Pohjoisemmat, rikkiköyhemmät ultramafiitit sisältävät nikkeliä alle 0.2 %, rikkiä 0.1-0.2 % ja kromia yli 0.5 %. Kuvassa 2 on graafisesti esitetty tyypillinen mineralisaatiolävistys Nuttion keskivaiheilta. Jalometallianalyysejä on tehty vain satunnaisesti. Merkittäviä pitoisuuksia ei todettu. Anomaalisissa näytteissä Au vaihtelee 0.07-0.22 ppm (7 näytettä) ja Pt sekä Pd 0.03-0.06 (4 näytettä). Keskipitoisuudeltaan parhaat ja paksuimmat nikkelilävistykset on todettu kahdesta eteläisimmästä Suomen Mineraali Oy:n kairaamasta reiästä: Partek/3712/-57/R1 0.20 % Ni (82 m), Partek/3712/-57/R2 0.25 % Ni (44 m). Rikkipitoisuus näissä lävistyksissä on keskimäärin 0.2-0.3 %.
15 8. RIKKI-ISOTOOPPIANALYYSIT Nuttion kairansydännäytteistä on tehty yhteensä 47 kappaletta rikki-isotooppimäärityksiä Teknillisen korkeakoulun taloudellisen geologian laboratoriossa. Näytteistä 31 kappaletta on eri tyyppisiä ultramafisia kiviä sekä 16 kappaletta laavoja, grafiittipitoisia tuffeja ja mustaliuskeita. Määritykset on tehty magneettikiisusta kahta rikkikiisunäytettä lukuun ottamatta. Kuva 3. Rikki-isotooppien jakautuminen. Tulokset on esitetty histogrammina kuvassa 3. Mitatut δ 34 S-arvot sijoittuvat kapeaan väliin -3.0 % - +3.5 %. Ultramafisten kivien rikki sijoittuu vielä kapeammalle välille - 2.0 % - + 1.5 %, keskiarvon ollessa + 0.3 %. Sivukivien rikki-isotooppikoostumus
16 hajoaa hieman laajemmalle alalle kuin serpentiniittien, mutta mitään selvää eroa ei ole havaittavissa. Reunavyöhykkeen talkkikarbonaattikivien S-arvot eivät näytä mitenkään poikkeavan sisäosien terveemmistä ultramafisista kivistä. Isotooppikoostumuksen perusteella serpentiniittien rikki näyttäisi olevan magmaattista alkuperää. Mahdollinen sekoittuneen meriveden tai bakteerien pelkistämän rikin määrä on hyvin pieni. Alkuperältään saman tyyppistä on myös sivukiven rikki, joskin vaihtelurajat ovat hieman suuremmat. 9. JOHTOPÄÄTÖKSET JA YHTEENVETO Nuttion serpentiniitit sijoittuvat lineaariseen, terävään syvämurrokseen, jota voi seurata Sattasvaaralta Nuttion ja Tarpomapään kautta Seurukarkealle. Tähän murrokseen liittyy Nuttion serpentiniittien lisäksi lukuisia muita serpentiniittilinssejä. Australiassa vastaavan tyyppinen, yli 150 km pitkä, duniitteja sisältävä vyöhyke on todettu Agnewin ja Wilunan välillä (Donaldson ja muut, 1986). Serpentiniitit ovat alun perin olleet lähes puhtaita duniitteja, joissa oliviinikumulaattien määrä on ollut yli 90 %. Kartoitus- ja kairaushavaintojen perusteella muiden ultramafisten kivien osuus on ollut vähäinen ja ne sijoittuvat duniittilinssien reunaosiin. Komatiittisia laavoja ei duniittilinsseihin ole todettu merkittävässä määrin liittyvän. Sen sijaan ympäröivässä vihreäkivimuodostumassa komatiittiset laavat ovat yleisiä. Idmanin (1980) mukaan Nuttion duniittiset ultramafiitit ovat osittain serpentiiniytyneet ennen metamorfoosia, joka aiheutti serpentiinin dehydrautumisen ja primaarioliviinireliktien uudelleenkiteytymisen. Oliviinireliktien rautapitoisuus ja mahdollisesti myös nikkelipitoisuus laskivat metamorfoosin aikaisen hapetuksen seurauksena. Osittain serpentiiniytyneestä kivestä syntynyt metamorfinen oliviini on Mg-rikkaampaa kuin vastaava primaarinen oliviini (Morgan, 1978). Alppilaistyyppisten metamorfoituneiden oliviinien Fo-pitoisuuden on todettu vaihtelevan 85-95 % välillä
17 (Coats ja Buchan, 1979). Vastaavasti Nuttion oliviinien Fo-pitoisuus vaihtelee 94-97 %. Donaldson ja muut (1986) ovat kuvanneet arkeisiin duniitteihin liittyviä nikkelimineralisaatioita Länsi-Australiasta. Heidän mukaansa nämä komatiittiset adkumulusduniitit sisältävät yli 90 % modaalista oliviinia ja muodostavat pieniä, epäjatkuvia, lähes pystyjä ja mahdollisesti siirrosten rajaamia linssejä. Nämä komatiittiset duniitit edustavat spinifex-rakenteisten komatiittisten laavavirtojen lateraalisia, stratigrafisia vastineita, jotka ovat syntyneet hitaan jäähtymisen tuloksena. Sulfidit esiintyvät duniiteissa pirotteena, jolloin sekoittumaton sulfidi-oksidisula on erottunut myöhäisessä vaiheessa interkumulusfaasiin. Donaldson ja muut (1986) erottavat komatiittiset duniitit ofioliittien ja kerrosintruusioiden duniiteista litologisen assosiaation ja Mg-rikkaan koostumuksen perusteella. Nuttion serpentiiniytyneet duniitit näyttävät edustavan Donaldsonin ja muiden (1986) kuvaamia komatiittisia duniitteja. Oliviinin Mg-pitoisuus Nuttiolla on kuitenkin jonkin verran Australian duniitteja korkeampi. Länsi-Australian Mt. Keith-Bethenon muuttuneet duniitit ja näihin liittyvät nikkelimineralisaatiot (Groves ja Keays, 1979) muistuttavat lähes joka suhteessa Nuttion serpentiniittejä. Eckstrand (1975) on kuvannut saman tyyppisen esiintymän Kanadan Dumontista. 10. AIHEEN ARVIOINTI Tutkimuksen lähtökohtana oli selvittää todetun Ni-rikkaan pirotekiisuuntuman mahdollinen malmipotentiaalisuus. Pintaosan mineralisaatiosta oli alustava analyysitieto käytettävissä (Papunen, 1977). Tutkimuksessa keskityttiin syvempien osien potentiaalisuuden selvitykseen. Suoritettujen tutkimusten perusteella serpentiniittien Ni-pitoisuus jää kokonaisuudessaan alhaiseksi, eikä sulfidien rikastumista kairauksessa todettu. Mineralisaatio edustaa tyypillistä duniitteihin liittyvää Ni-pitoista sulfidipirotetta, joka pitoisuudeltaan jää selvästi alhaisemmaksi kuin vastaavat Australian Mt. Keith-Bethenossa ja
18 Kanadan Dumontissa. Nuttion nikkelimineralisaatio ei ole ekonominen, eivätkä tässä suhteessa jatkotoimet ole tarpeellisia. Jalometallianalyysejä tehtiin satunnaisesti. Näistä todettiin vain lievästi anomaalisia pitoisuuksia. Mikäli tutkimuksissa löytyy vastaavan tyyppisistä kivistä mielenkiintoisia jalometallipitoisuuksia, tulisi Nuttion kairausaineisto tarkistaa uudelleen. geologi Heikki Pankka
19 LÄHDEKIRJALLISUUS Coats, C. J. A. ja Buchan, R. (1979). Petrology of serpentinized metamorphic olivine, Bird River Sill, Manitoba. Canadian Mineralogist, Vol. 17, 847-855. Donaldson, M. J., Lesher, C. M., Groves, D. I. and Gresham, J. J. (1986). Comparison of Archean dunites and komatiites associated with nickel mineralisation in Western Australia: Implications for dunite genesis. Mineralium Deposita, Vol. 21, 296-305. Eckstrand, O. R. (1975). The Dumont serpentinite: A model for control of nickelferous opaque mineral assemblages by alteration reactions in ultramafic rocks. Economic Geology, Vol. 70, 183-201. Geologian tutkimuskeskus (1984). Valtausraportti M 06/3712/-84/1/10. Groves, D. I. and Keays, R. R. (1979). Mobilization of ore-forming elements during alteration of dunites, Mt. Keith-Betheno, Western Australia. Canadian Mineralogist, Vol. 17, 373-389. Idman, H. (1980). Lapin ultramafiittien oksidifaasista. Pro gradu -tutkielma. Turun yliopisto, geologian ja mineralogian osasto. 147 s. Lehtonen, M., Manninen, T., Rastas, P., Väänänen, J., Roos, S. I. ja Pelkonen, R. (1985). Keski-lapin geologisen kartan selitys. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 71, 56 s. Mikkola, E. (1937). Suomen geologinen yleiskartta. Kivilajikartta. Sodankylä C7, 1 : 400 000. Mikkola, E. (1941). Suomen geologinen yleiskartta. Muonio-Sodankylä- Tuntsajoki B7 - C7 - D7. Kivilajikartan selitys.
20 Morgan, B. A. (1978). Metamorphic forsterite and diopside from the ultramafic complex at the Tolumne River, California. Journal of Research of the U. S. Geol. Surv., Vol. 6, 73-80. Paakkola, J. (1971). The volcanic complex and associated manganiferous iron formation of the Porkonen-Pahtavaara area in Finnish Lapland. Bull. Comm. Geol. Finlande 247, 83 s. Papunen, H. (toimittaja) (1977). Lapin ultramafiittien geologiset, petrologiset, geokemialliset ja mineralogiset tiedot. Lapin nik- keliprojektin dokumenttikokoelma. Geologian tutkimuskeskuksen ar-kisto, PSMT-P11-76- 2. Papunen, H., Idman, H., Ilvonen, E., Neuvonen, K. J., Pihlaja, P. ja Talvitie, J. (1977). Lapin ultramafiiteista. Geologinen tutkimuslaitos, Tutkimusraportti 23, 87 s. LIITTEET 1. Kairausreikien ja tutkimuskaivantojen sijaintikartta, M 52.4/3712/-84, 1 : 10 000 2. Kivilajikartta M 11.7/3712/-79, 1 : 20 000 3. Luettelo syväkairausrei'istä 4. Syväkairausprofiili M 52.7/3712/-84/R303, 1 : 500 LIITTYY Paljastumahavaintokartat M11.1/3712/-88, 1 : 20 000 Geofysikaaliset linjoituskaaviot M06.3/3712/-79, 1 : 20 000
21 Geofysikaaliset maastomittauskartat M22.11, M24.11, M24.12/3712/-79, 1 : 10 000 ja 1 : 4 000 Geokemialliset moreeninäytteet ja analyysit 80/38951-39201 Syväkairausraportit: M52.5/3712/-80/R301-R306, PARTEK/3712/-57/R1 - R5 Syväkairausprofiilit 1:500: M52.7/3712/-80/R301-R306, PARTEK R1 - R5 Syväkairausanalyysit: M52.6/3712/-80/R301 - R305, anal.til. nro 000219 M52.6/3712/-80/R306 " A010 PARTEK R1 " 000179, A094 PARTEK R2-R5 " 000189, A094 Rikki-isotooppianalyysit Kiillotetut ohuthieet Ro 1361-1420 Paljastumahavainnot: HSP-78/1-10, MK-78/1-70 Malmiaihekortti
Liite 3 Syväkairausreiät: Reikä x y suunta kaltevuus syvyys, m R301 7510.440 457.968 65 45 146.55 R302 7510.640 457.824 205 45 41.10 R303 7510.718 457.500 45 45 165.70 R304 7512.596 456.876 97 45 184.90 R305 7511.600 457.145 78 45 94.50 R306 7510.952 457.304 50 45 140.50 Partek 1957 R1 7510.072 458.270 147.60 R2 7510.228 458.228 235 n. 45 82.10 R3 7512.348 456.996 45 n. 35 106.40 R4 7512.040 457.000 70 n. 45 115.10 R5 29.40