Työ r a p o r t t i 2 0 0 1-3 8 Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteiden OL -KR6. OL -KR7 ja OL -KR 12 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Teuvo Määttä Olavi Taikina-aho Marraskuu 2001 POSIVA OY Töölönkatu 4, FIN-00100 HELSINKI, FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719
Työ r a p o r t t i 2 0 0 1-3 8 Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteiden OL -KR6, OL -KR7 ja OL -KR 12 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Teuvo Määttä Olavi Taikina-aho Marraskuu 2001
Oulu 24.1 0.2001 1 '~~~Ii!, :i i! '"""'"'tr"r- ~,..,._,r-j, TEKUÄ- ORGANISAATIO: Kivitieto Oy Teknologiantie 1 905700ULU TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 001 00 Helsinki 1:.' : TILAUSNUMERO: 9627/00/LIW! 1~ Tll..AAJAN YHDYSHENKll...ÖT: FM Liisa Wikström Posiva Oy KONSULTIN YHDYSHENKJLÖ: Ff Aulis Kärki Kivitieto Oy TYÖRAPORTTI-2001-38 EURAJOEN OLKJLUODON KAIRAUSNÄ YTTEIDEN OL-KR6 OL-KR7 JA OL-KR12 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT Tarkastettu ja hyväksytty 1 Olkiluodossa.J!...;_jj_ 2001 Oulussa 24.10.2001, Liisa Wikström PosivaOy 61--L: h :::;;::- Aulis Kärki Kivitieto Oy
Työ r a p o r t t i 2 0 0 1-3 8 Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteiden OL -KR6, OL -KR7 ja OL -KR 12 petrologia ja matalan lämpötilan rakomineraalit Seppo Gehör Aulis Kärki Teuvo Määttä Olavi Taikina-aho Kivitieto Oy Marraskuu 2001 Karttaoikeudet: Maanmittauslaitos lupa nro 41/MYY/01 Pasivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.
EURAJOEN OLKILUODON KAIRAUSNÄ YTTEIDEN OL-KR6, OL-KR7 JA OL KR12 PETROLOGIA JA MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT TIIVISTELMÄ Tässä raportissa esitetään Olkiluodon tutkimusalueen kairausnäytteiden OL-KR6, OL-KR7 ja OL-KR12 kivilajien petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. Petrografinen kartoitus on tehty silmämääräisesti ja kivilajien tekstuurit sekä modaaliset mineraalikoostumukset on analysoitu polarisaatiomikroskoopilla pistelaskuria apuna käyttäen. Päämineraaleina esiintyvien plagioklaasin, kiilteiden ja amfibolien kemialliset koostumukset on määritetty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella JEOL-733 mikroanalysaattorilla. Esitetyt kokokivianalyysit on teetetty kanadalaisessa RALlaboratoriossa röntgenfluoresenssianalysaattorilla (RF), neutroniaktivaatioanalysaattorilla, LECO-rikkianalysaattorillaja ioniselektiivisiä elektrodeja käyttäen. Rakomineraalit on identifioitu silmämääräisesti ja tarvittaessa identifiointi on varmennettu käyttäen stereomikroskooppia ja röntgendiffraktometria. Petrologisten tutkimusten perusteella alueen kivilajit jakautuvat viiteen päätyyppiin, jotka ovat: 1) migmatiittiset, tavallisesti kordieriitti- tai sillimaniittiporfyroblasteja ja joskus myös granaatteja sisältävät kiillegneissit, 2) kvartsiittigneissit, 3) amfiboliittiset emäksiset liuskeet ja sarvivälkegneissit, 4 ) tonaliitit ja granodioriitit, jotka ovat usein gneissimäisiä ja joskus granaattipitoisia sekä keskirakeiset, suuntautuneet graniitit ja 5) leukokraattiset pegmatiitit. Näitä kaikkia kivilajityyppejä on tavattu myös nyt tutkituista kairausnäytteistä. Lisäksi on tavattu muutamia kapeita diabaasijuonia, sekä kapeissa jaksoissa mahdollisesti karsiutumaila syntyneitä pyrokseeni-kvartsi-plagioklaasikiviä. Tyypillisimpinä rakomineraalifaaseina on tavattu kalsiittia, rautakiisuja (magneettikiisu ja rikkikiisu) sekä savimineraaleja (illiitti, kaoliniitti ja smektiittiset savimineraaliseokset), joita esiintyy yleisesti kaikilla kairauspituuksilla. Kalsiittikiteytymät ovat paksuudeltaan tyypillisesti 0,01-1 mm ja enimmillään 3 mm:n luokkaa. Joskus on mahdollista erottaa silmämääräisestikin päällekkäisiä, eri ikäisiä kalsiittikerrostumia. Rikkikiisua esiintyy kairausnäytteessä kaikilla syvyyksillä omamuotoisina pieninä rakeina ja kalvomaisina silauksina. Grafiitti, yhdessä magneettikiisun kanssa, liittyy sulfidipitoisten kivilajivyöhykkeiden rakopintoihin. Kaoliniittia tavataan löyhänä, jauhomaisena massana tai tiiviimpänä, valkoisena katteena. Illiitti esiintyy vihertävänä, läpikuultavanaja saippuamaisena massana sekä harmaana tai vihertävänä multamaisena muunnoksena yhdessä muiden savimineraalien kanssa. Savitäytteillä voi olla paksuutta enimmillään 20 mm, mutta tavallisimmin ne ovat alle -millimetrin vahvuisia. K vartsiutuneista rakopinnoista on muutamia havaintoja. Paremmin vettä johtavissa vyöhykkeissä esiintyy eräin paikoin ympäristöönsä nähden paksumpia kalsiitti- ja/tai savitäytteitä ja ao. vyöhykkeisiin voi toisinaan liittyä serisiittiä sekä rakopintojen kvartsiutumista. Muutamissa vettä johtavissa vyöhykkeissä myös kalsiittitäytteisiin rakoihin liittyy syöpymiä. Avainsanat Paleoproterotsoinen, kallioperä, kiillegneissi, migmatiitti, granitoidi, petrologia, mineralogia, mineraalikemia, rakomineraali, ydinjätehuolto.
EURAJOKI, OLKILUOTO: PETROLOGY AND LOW TEMPERATURE FRACTURE MINERALS IN DRILL CORES OL-KR6, OL-KR7 AND OL-KR-12 ABSTRACT The results of petrological studies and low temperature fracture mineral mappings of drill cores OL-KR6, OL-KR7 and OL-KR12 from the Olkiluoto site are represented in this report. The petrographic mapping was performed with the naked eye and the textures and modal mineral compositions of the rock samples were determined by a polarization microscope equipped with a point counter. The chemical compositions of the plagioclase, micas, amphiboles and pyroxenes existing as major components, were determined by JEOL-733 superprobe at theinstitute of Eleetron Optics, University of Oulu. Whole rock analyses were carried out at the RAL laboratory (Canada) using an -ray spectrometer, neutron activation analyzer, LECO sulphur analyzer and ion selective electrodes (ISE). The fracture minerals were mapped and identified with the naked eye and by stereo microscopy and -ray diffractometry. The five main rock types of the study area are in terms of petrographic features and whole rock chemistry: 1) migmatitic and veined mica gneisses with cordierite, sillimanite or garnet porphyroblasts, 2) quartzitic gneisses, 3) amphibolitic, mafic schists and hornblende gneisses, 4) gneissose, partly garnet bearing tonalites, granodiorites and granites and 5) coarse -grained, leucocratic pegmatites. In addition to those, narrow dolerite dykes and pyroxene bearing quartz-plagioclase gneisses are met sporadically. Calcite, Fe sulphides (pyrrhotite and pyrite) and clay minerals (illite, kaolinite and smectitic clay mineral mixtures) form the most typical fracture mineral phases. Calcite precipitates are typically 0.01-1 mm in thickness and ca 3 mm at most. Pyrite occurs as small idiomorphic grains and in thin covers and patches. Pyrrhotite is detected less often and it usually occurs together with graphite. Kaolinite fracture fillings are loose powdered masses or dense, white coverings, while illite occurs as a green, transparent, soap-like mass or in a grey to green, loose mixture together with other clay minerals. Clay mineral coatings can be up to 20 mm thick but most typically thicknesses do not exceed 1 mm. All these fracture minerals were encountered at all depths in the studied bedrock. Graphite bearing slickensides have been found in some depth zones, and quartz is detected in several fractures. In places, the zones of higher water conductivity include thicker covers of calcite and clay minerals than the bedrock outside of those. Sometimes the zones of higher conductivity.include also fracture.walls with sericite and quartz coatings. Some of the fracture walls in the conductive zones include also corroded spots and small hollows. Keywords: Palaeoproterozoic, bedrock, mica gneiss, migmatite, granitoid, petrology, mineralogy, mineral chemistry, fracture mineral, nuclear waste management.
1 SISÄLL VSLUETTELO 1 JOHDANTO..................................................... 3 1.1 Tutkimusalue................................................ 3 1.2 Tutkimuksen tavoite.......................................... 3 1.3 Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto... 4 1.4 Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät...................... 5 1.5 Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit................... 7 1.6 Rakomineraalifaasit ja -seurueet................................. 8 2 KAIRAUSNÄYTE OL-KR6... 13 2.1 Petrografia................................................. 13 2.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri................. 16 2.2 Kokokiven kemia... 18 2.3 Rakomineraalit... 21 2.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä... 22 3 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR7, jatkokairaus... 29 3.1 Petrografia... 29 3.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri................. 34 3.1.2 Mineraalikemia........................................ 37 3.2 Kokokiven kemia... 40 3.3 Rakomineraalit... 42 3.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä... 43 4 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR12...................................... 47 4.1 Petrografia... 47 4.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri... 53 4.1.2 Mineraalikemia... 58 4.2 Kokokiven kemia........................................... 60 4.3 Rakomineraalit... 64 4.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä... 65 5 YHTEENVETO................................................. 73 Lähdeluettelo........................................................ 89 Liite 1 Rakomineraalitaulukoissa käytetyt lyhenteet... 93 Liite 2. OL-KR6 rakomineraalit.......................................... 94 Liite 3. OL-KR7 rakomineraalit......................................... 114 Liite 4. OL-KR12 rakomineraalit........................................ 126
3 1 JOHDANTO Fortum Power and Heat Oy ja Teollisuuden Voima Oy varautuvat voimalaitostensa ydinjätehuollossa käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen Suomen kallioperään. Posiva Oy huolehtii tähän liittyvistä tutkimuksista. Yksityiskohtaisia sijoituspaikkatutkimuksia on tehty vuosina 1993-2000 Eurajoen Olkiluodon, Kuhmon Romuvaaran ja Äänekosken Kivetyn alueilla. Vuosina 1997-2000 on tehty vastaavanlaisia tutkimuksia Loviisan Hästholmenin kohteessa. Vuodesta 2001 alkaen tutkimukset on keskitetty Eurajoen Olkiluotoon. Tässä raportissa esitetään Olkiluodon tutkimusalueelle vuonna 2000 tehdyissä kairauksissa rei' istä OL-KR6, -KR7 ja -KR12 saatujen näytteiden petrologisten tutkimusten ja rakomineraalitutkimusten tulokset. 1.1 Tutkimusalue Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu Eurajoen kunnan länsiosaan, Olkiluodon saarelle. Tutkimusalue on pinta-alaltaan n. 7 km 2 :n laajuinen ja geologisesti se sijoittuu paleoproterotsooisista granitoideista ja paragneisseistä koostuvaan migmatiittiseen gneissiympäristöön (kuva 1-1). Alueelle on tehty 12 syvääkallionäytekairausreikää,joiden sijaintipisteet ja tutkimusalueen geologiset yleispiirteet on esitetty kuvassa 1-1. 1.2 Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen tavoitteena on ollut määrittää Olkiluodon kohteeseen tehtyjen reikien OL-KR6 ja OL-KR7 jatkokairauksessa sekä reiän OL-KR12 kairauksessa saatujen näytteiden petrologiset ja mineralogiset ominaispiirteet, analysoida tyypillisimpien kivilajimuunnosten kemialliset koostumukset sekä määrittää valittujen näytteiden plagioklaasin, kiilteiden ja amfibolin kemialliset koostumukset. Toisena tavoitteena on ollut kartoittaa reikien OL-KR6 ja OL-KR12 kairauksissa sekä reiän OL-KR7 jatkokairauksessa saatujen näytteiden matalan lämpötilan rakomineraalien esiintymisalueet keskittyen vettä parhaiten johtaviin vyöhykkeisiin.
~-------------------------------------------------------- 4 Kairanreikien sijainnit (KR1-KR14) KKJ1 (Projektio: Gauss-Kruger) 11.7.2001 Saanlo & Rlekkola Oy/HM SELITYKSET: KR1 Kairanreika ja sen a:" maanpintaprojektio Tonaliitti!Tonaliittigneissi Graniitti Metadiabaasi Kiillegn eissi Suonigneissi Amfiboliitti Kuva 1-1. Olkiluodon alueen geologiset yleispiirteet ja kairanreikien lähtöpisteet 1.3 Aikaisemmat tutkimukset ja käytetty lähtöaineisto Alueen kallioperän yleiskuvaus perustuu raportteihin Paulamäki (1989) ja Anttila et al. (1992). Tutkimuksessa käytetty vedenjohtavuutta koskeva aineisto on esitetty raportissa Pöllänen & Rouhiainen (2000). Kairausnäytteiden sijaintipaikkatiedot ja rakoluvut ovat peräisin raporteista Rautio & With (1991), Rautio (2000a), Rautio (2000b) ja Niinimäki (2000). Aiempien tutkimusten yhteydessä tehtyjen mineraalikoostumusmääritysten, mineraalianalyysien, kokokivianalyysien ja rakomineraalikartoitusten tulokset on julkaistu raporteissa Gehör et al. (1996, 1997 ja 2000) ja Lindberg & Paananen (1991). Yhteenvetokappaleessa esitetyissä diagrammeissaja kuvissa on käytetty lähtötietaina kaikkia kolmessa ensin mainitussa raportissa esitettyjä analyysituloksia. Jälkimmäisestä raportista on käytetty kokokivianalyysien tuloksia soveltuvin osin.
------~--- 5 Vertailuaineistoina käytetyt maankuoren eri osien ja yleisten kivilajityyppien koostumukset ovat peräisin teoksesta Taylor & McLennan ( 1985), ellei toisin ole mainittu. Käytetyt petrologiset ja petrageneettiset luokitusdiagrammit ja -menetelmät on esitetty teoksissa Carmichael et al. (1974), Cox et al. (1979), lrvine & Baraggar (1971), Mullen (1983), Pearce & Cann (1973), Pearce et al. (1984), Winchester & Floyd (1977). 1.4 Suoritetut tutkimukset ja tutkimusmenetelmät Kivilaji- ja rakomineraalikartoitus sekä näytteenotto petrologisia ja mineralogisia tutkimuksia varten on tehty 7.- 10.8. 2000 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) kairasydänarkistossa Lopella. Kartoituksen sekä näytteenoton ovat tehneet FT S. Gehör, FT A. Kärki ja LuK T. Määttä. Kartoitusavustajina ovat toimineet Hanna Gehör, Eeva Karjalainen ja Antti Kärki. Kartoitusaineiston puhtaaksikirjoituksen on suorittanut tradenomi Eeva Karjalainen ja rakomineraalitallenteiden ensimmäisen asiatarkastuksen on suorittanut ins. T. Lahdenperä. Kairausnäytteistä on otettu edustavat näytteet pääkivilajien modaalisen mineraalikoostumuksen, tekstuurinja kokokivenkemiallisen koostumuksen määrittämistä varten. Näytteiden valinnan on suorittanut A. Kärki. Yksityiskohtaisiin jatkotutkimuksiin on pyritty valitsemaan tyypillisimpiä ja merkittävintä osaa kairausnäytteestä edustavia kivilajimuunnoksia siinä suhteessa, jossa ne kairausnäytteissä esiintyvät. Pääkivilajeja edustavista näytteistä on valmistettu kiillotetut ohuthieet polarisaatiomikroskooppitutkimusta ja mikroanalyysejä varten. Valmistettujen ohuthieiden lukumäärä on 22 kpl, ja ne on valmistettu Oulun yliopiston geotieteiden laitoksen laboratoriossa. Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri on määritetty polarisaatiomikroskoopilla ja pistelaskurilla laskemalla viisisataa pistettä kustakin ohuthieestä. Petrografinen kuvaus perustuu kartoitushavaintoihin ja polarisaatiomikroskooppitutkimukseen, ja se on A. Kärjen laatima. Kokokivianalyysejä on teetetty 20 kappaletta kanadalaisessa RAL-laboratoriossa röntgenfl uoresenssianal ysaattorilla (RF), neutroniakti vaatioanal ysaattorilla (IN AA), plasmaherätteisellä massaspektrometrilla (ICP-MS), rikkianalysaattorilla (LECO) sekä käyttäen ioniselektiivisiä elektrodeja (ISE). Kokokiven kemiallisen aineiston käsittelyn on tehnyt A. Kärki. Määritetyt alkuaineet, analyysimenetelmät ja määritysrajat on esitetty taulukossa 1-1.
6 Taulukko 1-1. Kokokivianalyyseissä määritetyt elementit, menetelmät ja määritysrajat. Elementti Menetelmä Määritysraja Elementti Menetelmä Määritysraja Si02 RF 0,01% Zr RF 2ppm Ti02 RF 0,001% Nb RF 2ppm Al20 3 RF 0,01% Sr RF 2ppm Fe20 3 RF 0,01% Cs NA 1 ppm MnO RF 0,01% Mn ICP 2ppm MgO RF 0,01% u NA 0,5 ppm CaO RF 0,01% F ISE 20ppm N~O RF 0,01% Cl ISE 50ppm K20 RF 0,01% s LECO 0,01% P20s RF 0,01% Br NA 0,5 ppm Th NA 0,2 ppm Cr20 3 RF 0,01% Rb RF 2ppm LOI RF 0,01% y RF 2ppm Ba RF 20ppm Eri kivilajeissa päämineraaleina esiintyvien kiilteiden, amfibolien sekä plagioklaasin kemialliset koostumukset on analysoitu mikroanalysaattorilla yhteensä 10 edustavasta mineraalirakeesta. Mineraalien kemialliset koostumukset on määritetty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksen JEOL-733 mikroanalysaattorilla FM 0. Taikina-ahon valvonnassa. Mineraalianalyysiaineiston käsittelyn on suorittanut A. Kärki. Rakomineraalikartoitusaineiston käsittelyn on suorittanut ja yhteenvedon laatinut S. Gehör. Rakomineraalien kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla sekä röntgendiffraktometrilla (RD). RD-määritykset on tehty Oulun yliopiston elektronioptiikan laitoksella Siemens-röntgendiffraktioanalysaattorilla 0. Taikina-ahon toimesta. Petrologisesta tutkimuksesta vastaava henkilö on FT A. Kärki, ja rakomineraalien tutkimuksesta vastaa FT S. Gehör.
1.5 Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit 7 Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu Etelä-Suomen migmatiittivyöhykkeen länsiosaan. Kallioperä muodostuu erityyppisistä epiklastisista ja vulkaanisperäisistä svekofennisista liuskeista ja gneisseistä sekä niitä leikkaavista tai migmatisoivista syn- ja postorogeenisista granitoideista (Simonen 1980a ja b, Paulamäki & Paananen 2001). Liuskeet ja metavulkaniitit ovat tyypillisesti 1,93-1,85 Ga ikäisiä. Granitoidien iät vaihtelevat välillä 1,9 Ga ja 1,77 Ga (Vaasjoki 1977, Vaasjoki & Huhma 1992). Anorogeenisia, 1700-1550 Ma ikäisiä rapakivimassiiveja (Vorma 1976) sekä nuorempia ns. postjotunisia, n. 1,25 Ga ikäisiä oliviinidiabaaseja on myös tavattu tutkimusalueen lähistöllä (Suominen 1991 ). Tässä raportissa kivilajit on nimetty pääsääntöisesti saman käytännön mukaisesti, jota on noudatettu esimerkiksi raportissa Anttila et al. (1992). Kiillegneissimigmatiitit ja enemmän migmatiittiset suonigneissit muodostavat valtaosan Olkiluodon saaren kallioperästä (Paulamäki 1989). Tonaliiteiksi, granodioriiteiksi ja joskus myös tonaliittigneisseiksi (Paulamäki 1989, Äikäs et al. 1999) kutsuttuja osin syväkivimäisiä, osin gneissimäisiä kivilajeja tavataan muutamassa itä-länsisuuntaisessa, 200-300m leveässä vyöhykkeessä. Karkearakeisia graniitteja tavataan tutkimusalueen keskiosassa sekä muutamissa pienemmissä massiiveissa eri puolilla saarta. Yksi koillinen-lounassuuntainen diabaasijuoni sijaitsee saaren keskiosassa. Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kairanreikien sijaintipisteet on esitetty kuvassa 1-1. Tutkituissa näytteissä on tavattu alueen kaikkia tyypillisiä kivilajeja erilaisina muunnoksina. Lisäksi reikä OL-KR6 lävistää selvästi leikkaavia, hyvin pienirakeisia ja kapeita juonia, jotka on tulkittu alustavasti diabaaseiksi. Migmatiittiset kivilajiyksiköt sisältävät vaihtelevia määriä Ieikkaavia granitoidijuonia ja leukosomia, joka muodostaa muutaman senttimetrin levyisiä juonia ja silmäkkeisiä suonia. Leikkaavan materiaalin osuus voi vaihdella O:sta lähes 100 %:iin saakka, mutta tyypillisesti migmatisoivaa ainesta on 20-30 % seoskiven kokonaistilavuudesta. Paleosomi on tavallisimmin biotiittipitoista, ja kiillemäärä epiklastisista sedimenteistä syntyneiden migmatiittien paleosomeissa vaihtelee 5:stä lähes 50 %:iin. Paleosomimateriaalin raekoko vaihtelee varsin laajasti pienirakeisista, kiilleliuskemaisista muunnoksista aina keskirakeisiin, pilsteisiin muunnoksiin saakka. Porfyroblasteina tavataan kordieriittia, sillimaniittia sekä joskus myös granaattia ja jossain tyypeissä varsin suurina rakeina apatiittia. Neosomi esiintyy suonigneisseissä selvästi leikkaavina granitoidisuonina tai pahkuina, joiden määrä on ainakin 20-30% kiven tilavuudesta. Vähemmän migmaattiset kivilajijaksot on erotettu migmatiiteista kutsumalla kiillegneisseiksi sellaisia kivilajityyppejä, joissa kiilteitä on runsaasti ja neosomia on poikkeukselli-
8 sen vähän, korkeintaan viitisen prosenttia. Kiillettä vähemmän sisältävät ja usein myös heikosti migmatisoituneet kivilajit voivat olla myös kvartsiittisia, kiilteitä vähän sisältäviä kvartsiittigneissejä tai kvartsi-maasälpägneissejä. K vartsiittityyppisiin kivilajimuunnoksiin voi sisältyä myös sarvivälkettä, ja näissä kivilajeissa amfiboli on ainut tumma mineraalispesies. Lisäksi tavataan sarvivälkettäja pyrokseeneja sisältäviä kivilajeja. Näistä kemialliselta koostumukseltaan emäksisiä kivilajeja on kutsuttu amfiboliiteiksi ja enemmän vaaleita mineraaleja sisältäviä tyyppejä sarvivälkegneisseiksi. Pyrokseenipitoiset kivilajit on nimetty pyrokseeni-kvartsi-maasälpägneisseiksi tai lyhennettynä pyrokseenigneisseiksi. Graniittiset kivilajit ovat paikoin karkearakeisia ja selvästi pegmatiittimaisia, mutta toisaalla tavataan syväkivimäisempiä, tasarakeisia, usein kuitenkin selvästi suuntautuneita graniittimuunnoksia. Tonaliiteiksi kutsutut kivilajit ovat myös vaihtelevasti suuntautuneita ja usein gneissimäisiä, mutta tyypillisesti kuitenkin karkearakeisiaja siinä määrin syväkivimäisiä, että niitä on kutsuttu aiemmissa raporteissa tonaliiteiksi. Syväkivinimen, tonaliitti, käyttäminen kyseiselle kivilajiyksikölle voi olla harhaanjohtavaa kahdesta syystä. Tonaliiteiksi kutsutut kivet ovat tekstuuriltaan gneissimäisiä, usein selvästi suuntautuneita ja joskus raitaisiakin kivilajeja, eivätkä syväkivien tavoin isotrooppisia. Mineraalikoostumukseltaan tonaliiteiksi kutsutut gneissit voivat olla tonaliittisia, mutta usein on tavattu myös granodioriittisia ja graniittisia muunnoksia, mikä myös voi osaltaan aiheuttaa sekaannuksia. Valokuvia kohteen tyypillisistä kivilajeista on esitetty kuvassa 1-2. 1.6 Rakomineraalifaasit ja -seurueet Rakomineraalien kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla ja röntgendiffraktometrilla (RD). Tutkituissa kairausnäytteissä tavatut merkittävimmät rakomineraalifaasit ovat karbonaattimineraaleja (kalsiitti ja dolomiitti), rautakiisuja sekä savimineraaleja (kuva 1-3). Tyypillisimmät rakomineraalit sekä niiden kemialliset kaavat ovat: Kaisiitti Rautakiisut: Savimineraalit Kvartsi Albiitti Grafiitti CaC0 3 magneettikiisu Fe 1 _xs rikkikiisu FeS 2 illiitti (K,Ca,Mg)AliSi 3 Al0 10 )0H 2 montmorilloniitti (Na,Ca) 0 /Al,Mg) 2 Si 4 0 10 (0H) 2.nH 2 0 kaoliniitti Al 2 Si 2 0 5 (0H) 4 smektiitti (ryhmä savimineraaleja) Si0 2 NaAISi 3 0 8 c
9 A. OL-KR6 318,02 m B. OL-KR6 397,15 m c. OL-KR6 543,04 m D. OL-KR12 213,60 m E. OL-KR12 270,60 m F. OL-KR12 352,47 m G. OL-KR12 574,65 m Kuva 1-2. Tutkittujen kairausnäytteiden tyypillisimpiä kivilajeja. A. Suonigneissi. B. Tumma juonikivi ( diabaasi). C. Suonigneissi. D. Pegmatiittigraniitti. E. Suuntautunut, pilsteinen kiillegneissi, F. Apatiittipitoinen kiillegneissi. G. Kordieriittiporfyroblasteja sisältävä kiillegneissimigmatiitti.
Kuva 1-3. Kairausnäytteiden OL-KR6, -KR7 ja -KR12 tyypillisiä raontäytemineraaleja. Lyhenteet: CC = kalsiitti, GR = grafiitti, IL = illiitti, KA = kaoliniitti = rikkikiisu. 10
11 Edellisten lisäksi raoissa on satunnaisesti gismondiittia CaA1 2 Si0 8 *4H 2 0, laumontiittia Ca(Al 2 Si 4 0 12 )*4H 2 0, nakriittia Al 2 Si 2 0 5 (0H) 4, palygorskiittia MgA1Si 4 0 10 (0H), lyijyhohdetta (PbS) sekä sinkkivälkettä (Zn,Fe)S. Alueen kairausnäytteet on jaettu eri syvyysvyöhykkeisiin niiden sisältämien rakomineraaliseurueiden perusteella. Luokittelu on tehty tavallisimpien ja runsaimpina esiintyvien mineraalispesiesten mukaan. Rakomineraaliseurue on keinotekoisesti määrätty nimike mineraaliryhmälle, joka esiintyy kairausnäytteen tietyllä rakopinnalla tai koostuu vierekkäisten rakopintojen sisältämistä rakomineraaleista. Rakomineraaliseurueeseen kuuluvat mineraalit eivät välttämättä ole fyysisesti kontaktissa tai kemiallisesti tasapainossa keskenään. Niiden synnyn ei tarvitse olla samanaikainen. Olkiluodon kohteen kairausnäytteiden kartoituksissa esille tulleet mineraaliseurueet ovat: Fe-kiisuseurue Fe-kiisu±grafiittiseurue Karbonaattiseurue/karbonaatti valtainen seurue Karbonaatti±grafiittiseurue Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kalsii tti valtainen karbonaatti-fe-kiisuseurue Karbonaatti-Fe-kiisu±grafiittiseurue Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kalsii tti valtainen karbonaatti -sa vimineraali-fe-kiisuseurue Karbonaatti -savimineraaliseurue Karbonaatti -savimineraali±fe-kiisuseurue Savivaltainen karbonaatti -savimineraali-fe-kiisuseurue Karbonaatti -sa vimineraali-fe-kiisu±grafii ttiseurue S a vimineraali-fe-kiisuseurue S avimineraaliseurue Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen- täytteetön vyöhyke
2 KAIRAUSNÄ VTE OL-KR6 13 Kairanreiän OL-KR6lähtöpiste sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen pohjoisosassa (kuva 1-1 ). Lähtöpisteen koordinaatit ovat = 6 793 045,66, Y = 525 931,49 ja Z = 2,28. Kairanreiän lähtösuunta on 35,9 ja lähtökaltevuus 50,0. Vuonna 1991 kairattu reikä ulottuu syvyydelle 300,60 m. Vuonna 2000 reiänjatkokairauksessa on saatu näyte pituusväliltä 300,60-600,77 m. 2.1 Petrografia Kairausnäyte on jatkokairauksessa saadun näytteen kivilajien osalta varsin monotoninen koostuen valtaosin erilaisista suonigneisseiksi luokitelluista migmaattisista kiillegneissimuunnoksista. Migmatiittien paleosomi on tummasävyistä, tavallisimmin runsaasti biotiittia ja erilaisia porfyroblasteja sisältävää. Porfyroblastit ovat tavallisimmin 1-5 mm:n läpimittaisia, pyöreäpiirteisiä, hyvin tummasävyisiä ja silmämääräisesti vaikeasti tunnistettavia rakeita, joiden voi otaksua aiempien petrografisten tutkimusten perusteella muodostuvan voimakkaasti muuttuneesta kordieriitista ja joskus myös tummaa pigmenttiä sisältävästä apatiitista. Vihertäviä, mahdollisesti vähän sarvivälkettä sisältäviä paleosomijaksoja tavataan satunnaisesti, mutta selvästi amfiboliittisia kivilajijaksoja on tavattu vain kairausnäytteen loppuosasta satunnaisesti. Pegmatiittista materiaalia tavataan harmainaja punasävyisinäjuonina kaikkialla tutkitussa näytteessä. Juonet ovat tavallisimmin alle metrin levyisiä, mutta muutamia 5-6 m leveitä juoniakin esiintyy. Osin pegmatiitit ovat epidoottiutuneita, kauttaaltaan vihreäsävyisiä ja selvästi muuttuneita, mutta osin ne ovat punasävyisiä eikä niihin liity ainakaan silmämääräisesti tunnistettavia piirteitä sekundäärisestä muuttumisesta. Tummia ja hyvin pienirakeisia kivilajeja, jotka on nimetty alustavasti diabaaseiksi, on tavattu kolmena kapeana juonena reikäpituusväliltä 360-400 m. Näiden juonten leveydet vaihtelevat 10 cm:stä kahteen metriin ja itse kivilajit ovat erittäin pienirakeisia, silmämääräisesti tarkastellen homogeenisia tai sisältävät kapeita epidoottijuonia. Yksityiskohtaisempi sanallinen kivilajikuvaus on esitetty taulukossa 2-1 ja yksinkertaistettu kivilajipylväs kuvassa 2-1.
14 0 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KJ SV GR SY ~ ~~~~ 1... 2f l! -: -. 11:111111111 -~....J... : -~ - -~ - ~ 1.........,... i.... :~l:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::.::::::::::~:::::::::::.:::::::::::~::::::::::::::::: 1 00.. ) r.. - - J_ -- -1 -- -- --- 200 :. :: ::::::: t ~~:::~:: :::t:::j~:~: ~r 1 ~ ~! I 1:::~-:-:::...... l... a -t t... l j t ; i... 1 1 1 1... : l!... i 1 1 1....... 300.. 400 = 500 ~:~ ~::: ~ ~:~ ~ ~:i ~:~:: :t :: :... J:i~ ri~ :~ ~ :~:~i:.......!... :... ~...... r:rf~::.. -~.- i 1 1 ::::;::::J 1! ::::::::::::::::: ~:::::::::::::::: ::::::::r::::::::j::::::::::i:::::::::::;:::::::::::~::::. :.......... =.....l t +!.... = -~ - "i" ; -t p 1 1 1 1 1 ; 1 f--1 1 1... F===l...... : r... :...!...!.....!. i. 1......... 600 RKO = rakoluku (kpl/m) VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti KI = rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti SY= syöpymä. ~ Suonigneissi ~ Kiillegneissimigmatiitti ~ Graniitti/pegmatiitti Tonaliitti Diabaasi/tumma juonikivi Kuva 2-1. Kairausnäytteen OL-KR6 kivilajit ja rakomineraalit
Taulukko 2-1. Kairausnäytteen OL-KR6 jatkokairausosan kivilajit 15 Syv. (m) Kuvaus (Vanhan reiän loppupituus 300,60 m) 300,60 341,50 347,50 361,80 363,30 363,43 364,75 382,60 382,70 393,70 395,75 398,50 399,40 435,45 437,25 SUONIGNEISSI, jossa on punaisia, karkearakeisia ja tyypillisesti silmäkkeisiä suonia. Suonet ovat 1-5 cm leveitä, ja niitä on keskimäärin 20-30% kiven tilavuudesta. Punaisia, karkearakeisia ja 10-50 cm leveitä PEGMATllTTijuonia esiintyy satunnaisesti ja erityisen runsaastijakson loppuosassa. Juonet ovat osin epidoottiutuneita. Karkearakeinen, punainen PEGMATITTTI, jossa on epidoottiutuneita osia. SUONIGNEISSI. Karkearakeinen, punainen PEGMATIITTI. Pienirakeinen, tumma, homogeeninen juonikivi (DIABAASI?). KIILLEGNEISSIISUONIGNEISSI, jota leikkaa yksi leveä, punainen PEG MATIITTijuoni. SUONIGNEISSI Pienirakeinen, homogeeninen ja tumma juonikivi (DIABAASI?). SUONIGNEISSI, jossa on satunnaisesti 10-40 cm leveitä pegmatiittijuonia. Leukosomin osuus vaihtelee eri jaksoissa 10-50 %:iin. Pienirakeinen, tiivis ja tumma juonikivi (DIABAASI?), joka on vihertävä jakson keskiosassa. SUONIGNEISSI, joka koostuu jakson alkuosassa pelkästään pegmatiittimaisesta leukosomista. Hienorakeinen ja tumma juonikivi (DIABAASI?). SUONIGNEISSI, jossa leukosomin määrä vaihtelee 10-50 %:iin. Harmaita, 10-70 cm leveitä PEGMATIITTijuonia esiintyy satunnaisesti. Harmaa karkearakeinen PEGMATIITTI. SUONIGNEISSI, jossa on leukosomia 10-50 % ja satunnaisesti muita juonimateriaaleja. Kapeita, vihertävänsävyisiä ja mahdollisesti amfibolia sisältäviä jaksoja tavataan satunnaisesti. Näistä yksi leveimmistä sijoittuu pituusvälille 516-520 m.
Taulukko 2-1. Kairausnäytteen OL-KR6 jatkokairausosan kivilajit, jatko. 16 Syv. (m) Kuvaus 572,35 Harmaa, keskirakeinen PEGMATITTTI. 576,30 SUONIGNEISSI tai juonimigmatiitti, jossa leukosomi muodostaa pääosin suoraviivaisiajuoniaja vain harvoin alueen suonigneisseille tyypillisiä silmäkkeitä. 592,35 Harmaa, keskirakeinen PEGMATITTTI,jossaon satunnaisesti KIILLEGNEIS Sikappaleita. 595,80 SUONIGNEISSI, jossa leukosomia on noin 10% kiventilavuudesta silmäkkeisinä suonina. Jaksossa on muutamia harmaita PEGMATIITTijaksoja, joiden leveydet vaihtelevat 10-60 cm:iin. 600,77 Loppu 2.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Kairausnäytteen OL-KR6 jatkokairatusta osasta on valittu petrografisia tutkimuksia ja kokokiven kemiallisia analyysejä varten neljä näytettä. Kolme näytettä (OL.52, OL.53 ja OL.55) ovat suonigneissejä ja yksi edustaa pienirakeista, homogeenista ja hyvin tummasävyistä juonta syvyydeltä 397,15 m. Määritetyt modaaliset mineraalikoostumukset on esitetty taulukossa 2-2. Suonigneissimigmatiittinäytteet ovat mesoskooppisilta piirteiltään jossain määrin toistensa kaltaisia, silmäkkeisiä granitoidijuonia sisältäviä kiviä, mutta petrografisesti näyte OL.53 poikkeaa muista täydellisesti. Tavanomaisten suonigneissien paleosomit ovat selvästi raitaisia. Biotiitti on keskittynyt suurelta osin epäyhtenäisiin, 1-2 mm leveisiin saumoihin. Biotiittisuomut ovat 0,2-2- mm pitkiä ja keskimäärin raitojen suuntaan asettuneita. Biotiittiraitojen välisissä tiloissa kiillemineraalien määrät ovat varsin pieniä ja vaalea massa koostuu pääosin maasälvistä, kvartsista ja joskus kordieriitista. Kordieriittirakeet ovat tai ovat olleet jopa 5-10 mm:n läpimittaisia ja muodoltaan satunnaisia, pyöreäpiirteisiä rakeita. Maasälpä esiintyy samanmuotoisina, pyöreähköinä, mutta systemaattisesti pienempinä, alle 2 mm:n läpimittaisina rakeina. K vartsirakeet ovat vielä pienempiä, tavallisesti alle 0,5 mm:n läpimittaisia, ja niitä tavataan sekä itsenäisinä rakeina että sulkeumina maasälvissä ja kordieriitissa.
17 Leukosomisuonet muodostuvat suurelta osin hyvin karkearakeisesta kalimaasälvästä, joka esiintyy satunnaisen muotoisina, jopa yli 10 mm pitkinä rakeina. Suonten kvartsi- ja satunnaiset plagioklaasirakeet ovat myös suuriaja esiintyvät satunnaisen muotoisina, usein yli 5 mm pitkinä rakeina kalimaasälvän lomassa. Molemmat tutkitut suonigneissinäytteet ovat keskiasteisesti muuttuneita siten, että kordieriitista vain osa on läpikotaisesti täysin piniittistä. Plagioklaasirakeet ovat noin neljänneksen osalta tai korkeintaan puoliksi hyvin pienirakeisen saussuriittimassan samentamia ja kalimaasälpärakeet jossain määrin serisiittiytyneitä. Biottiittisuomut ovat reunoiltaan vaihtelevasti kloriittisia, mutta kokonaisuudessaan biotiitin muuttuminen on varsin vähäistä. Kokonaisuudessaan näyte OL.52 on jossain määrin voimakkaammin muuttunut kuin toinen suonigneissinäyte. Lisäksi siinä on useita Ieikkaavia rikkikiisujuonia, jotka täyttävät kiillesaumoihin avautuneita, kiillesuomupinkkojen lomaan syntyneitä tiloja. Näyte OL.53 edustaa varsin poikkeuksellista paleosomityyppiä. Se koostuu pääosin karkearakeisesta kvartsista, täysin piniittiytyneestä kordieriitista ja suurista muskoviittirakeista. Pyöreäpiirteiset kvartsirakeet ovat ainakin 4-5 mm:n läpimittaisia. Kordieriittirakeet ovat olleet ainakin samankokoisia, mutta nykytilassaan ne ovat täydellisesti pienirakeisen piniittimassan korvaamia. Satunnaisesti kivessä tavataan vielä suurehkoja, repaleisia muskoviittisuomuja. Kiisut, lähinnä magneettikiisu, muodostavat kiveen satunnaisen muotoisia pesäkkeitä ja kapeista, alle 0,1 mm leveistä juonista muodostuvia verkostoja. Tummaa juonta edustava näyte OL.54 on myös hyvin voimakkaasti muuttunut. Plagioklaasi erottuu siinä noin 1 mm:n mittaisinaja 0,1 mm leveinä liistakkeina,joita kiven hematiitti ja muut sekundääriset mineraalit pigmentoivat kauttaaltaan. Plagioklaasiliistakkeiden välissä oleva massa koostuu pelkästään pienirakeisesta saussuriittimassasta, josta itsenäiset mineraalifaasit erottuvat vain satunnaisesti. Opaakeista rikkikiisu muodostaa satunnaisen muotoisia, repaleisia ja läpimitaltaan 1-2 mm:n mittaisia kasaumia sekä juonia, ja hematiitti noin neljännesmillimetrin mittaisia, hyvin kapeita rakeita, jotka ovat täysin satunnaisesti suuntautuneita. Kokonaisuudessaan kivi on erittäin voimakkaasti retrogressiivisesti muuttunut, ja sen kemiallinen kokonaiskoostumus voi olla monilla tavoin alkuperäisestä poikkeava.
18 Taulukko 2-2. Kairausnäytteen OL-KR6 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. SNGN = suonigneissi, DB = diabaasi/emäksinenjuonikivi1aji, +=tunnistettu aksessorinen mineraali. Näyte OL.52 OL.53 OL.54 OL.55 Syv. (m) 318,02 357,05 397,15 543,04 Kivilaji SNGN SNGN DB* SNGN Kvartsi 34,0 46,8 0,0 23,2 Plagioklaasi 16,2 4,0 14,0 13,4 Kalimaasälpä 15,4 3,2 24,2 Biotiitti 20,6 1,0 25,2 Muskoviitti 0,6 11,0 4,6 Sarvivälke 0,0 0,0 0,0 Kloriitti 0,2 1,4 0,6 Kordieriitti 8 0(3 28 2( 3 7 o< 2 ' ' ' Saussuriitti + + 78,0 + Muut ei opaak, 2,0 0,2 1,6 Apatiitti + 0,2 + + Sillimaniitti + + Titaniitti + + Zirkoni + + + + Opaakit yht. 3,0 4,0 8,0 0,2 Magnetiitti Hematiitti + + + Magneettikiisu + + + + Rikkikiisu + + + + Kuparikiisu + + + Sinkkivälke + + 0 = vähän muuttunut < 2 = keskiasteisesti piniittiytynyt < 3 = läpikotaisesti piniittiytynyt * = läpikotaisesti retrogressiivisesti muuttunut 2.2 Kokokiven kemia Kairausnäytteen OL-KR6 kivilajeista on tehty 4 kokokivianalyysiä. Suonigneissiksi nimetyistä migmatiiteista on analysoitu 3 ja diabaasiksi arvioidusta leikkaavasta juonikivestä yksi näyte. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 2-3. Tavanomaiset suonigneissit (OL.52 ja OL.55) ovat kemiallisen koostumuksensa osalta hyvin tyypillisiä metapeliittejä Olkiluodon metapeliittien joukossa. Alumiinipitoisuus on
19 tavanomaisen korkea ja Fe 2 0 3 -pitoisuus sijoittuu noin 6 % tasolle. Minkään muunkaan pääalkuaine- eikä myöskään hivenalkuainepitoisuuden osalta ei ole havaittavissa poikkeamia verrattaessa niitä alueen tyypillisimpiin suonigneisseihin tai migmatiittisiin kiillegneisseihin. Näyte OL.53 on mineraalikoostumuksensa osalta poikkeuksellinen, runsaasti kvartsia ja piniittistä kordieriittia sisältävä suonigneissimuunnos. Kemiallisesti se poikkeaa reiän muista suonigneisseistä ja samalla alueen tyypillisistä metapeliiteistä selvästi. Tyypillisimpiin metapeliitteihin verrattuna näytteen alumiinipitoisuus on anomaalisen pieni samoin kuin rautapitoisuuskin. Titaanipitoisuus on samoin pienehkö verrattaessa sitä tyypillisimpiin, noin 60% Si0 2 sisältäviin metapeliitteihin. Fosforipitoisuus on jälleen suurempi kuin tyypillisissä metapeliiteissä, mutta mikroskooppisesti tunnistettavissa oleva apatiitti on erittäin harvinaista. Rikkipitoisuus ja kiisujen määrä ovat tässä suonigneissimuunnoksessa selvästi suurempia kuin tavanomaisimmissa muunnoksissa. Apatiittia runsaasti sisältäviin metapeliittityyppeihin verrattuna näytteen CaO-pitoisuus on kuitenkin pieni. Tumma juonikivinäyte (OL.54) edustaa erittäin voimakkaasti retrogressiivisesti muuttunutta kivilajityyppiä, ja sisältää runsaasti sekundäärisiä, hydrautuneita mineraaleja. Tämä on nähtävissä selvästi analyysin korkeasta ( 4,1 %) hehkutushäviöstä. Metasomaattisesta muuttumisesta merkkejä lienevät myös näytteen anomaalisen pieni Si0 2 -pitoisuus ja suuri rautapitoisuus. MgO- ja CaO-pitoisuus ovat puolestaan pienehköjä ainakin alueen tavanomaisimpiin emäksisiin kivilajeihin, amfiboliitteihin verrattaessa. Näytteen Ti0 2 - pitoisuus on puolestaan korkeahko, lähes 4 % Ti0 2 :na, eli selvästi korkeampi kuin amfiboliiteissa, joissa se on vain 1 %:n tasolla. Vastaavan suuruisia titaanipitoisuuksia on analysoitu vain muutamista apatiittia runsaasti sisältävistä paleosomityypeistä. Näytteen fosforipitoisuus on myös korkeahko, noin 1 % P 2 0 5, mutta selvästi pienempi kuin runsaimmin apatiittia sisältävissä näytteissä, joissa P 2 0 5 -pitoisuus voi olla jopa 4 %. Näytteessä kattavana pigmenttinä esiintyvä hematiitti lienee suurelta osin rautamäärän metasomaattisen lisääntymisen synnyttämää, eikä kivilajin alkuperäistä koostumusta ole mahdollista arvioida tehdyn analyysin perusteella. Suuri-ionisten hivenalkuaineiden määräsuhteiden perusteella se muistuttaa kuitenkin basalttisia kivilajeja.
20 Taulukko 2-3. Kairausnäytteen OL-KR6 kivilajien kemiallisia koostumuksia. DB = diabaasi/muuttunut emäksinen juonikivilaji, SNGN = suonigneissi, negatiivinen arvo merkitsee analyysin määritysrajaa pienempää pitoisuutta. Näyte OL.52 OL.53 OL.54 OL.55 syv. (m) 318,02 357,05 397,15 543,04 Kivilaji SNGN SNGN DB SNGN Si02% 65,9 60,1 44,9 62,8 Ti02% 0,498 0,440 3,926 0,611 Al20 3 % 16,4 13,6 14,2 17,7 Fe20 3 % 5,39 12,10 17,60 6,50 MnO% 0,04 0,09 0,31 0,07 MgO% 1,97 3,04 4,72 2,70 CaO% 1,58 0,74 5,78 0,76 Na20% 3,31 0,53 2,51 1,98 K20% 3,01 2,62 1,08 5,08 P20s% 0,25 0,50 1,09 0,16 Cr20 3 % 0,01 0,01-0,01 0,02 LOI% 1,80 6,45 4,10 1,50 Sum% 100,2 100,2 100,3 100,1 S% 0,41 3,30 0,55 0,06 Thppm 13 11 5,9 14 Rbppm 130 147 24 240 Yppm 23 35 59 24 Bappm 419 259 540 1150 Zrppm 127 180 369 120 Nbppm 18 11 18 18 Srppm 153 34 155 173 Csppm 11 12 5 14 Uppm 8,8 8 5,3 5,5 Mnppm 319 591 2100 544 Fppm 793 822 1220 1060 Clppm 117 113 117 90 Brppm 0,9 0,7 1,6 3,1
21 2.3 Rakomineraalit Kairausnäytteestä OL-KR6 on tehty kaikkiaan 731 rakomineraalihavaintoa ja valituista näytteistä 11 RD-määritystä. Tutkituista raoista tavattiin kalsiittia, Fe-sulfidimineraaleja, serisiittiä, kvartsia, albiittia, kaoliniittia, illiittiä, smektiittiä sekä savimineraaliseosten muodostamia rakotäytteitä. Yhdestä raosta on tunnistettu dolomiittia. Grafiittipitoisuutta on kaikkiaan 46:ssa raossa kairauspituusväleillä 117-154m, 350-451 ja 503-509 m. Rakopintojen kvartsiutumista esiintyy satunnaisesti koko kairausnäytteessä. Erityisen runsaasti sitä on pituusvälillä 495-512 mja 566-598 m. Jälkimmäisessä vyöhykkeessä rakopinnoilla on lisäksi serisiittiä. Rakopintojen syöpymiä on tavattu ainoastaan kolmesta raosta. Kloriittisia haarniskapintoja on tavattu satunnaisesti. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 2-1 sekä liitteestä 2. Rakotäytteenä tavataan yleisimmin kalsiittia (408 havaintoa), savimineraaleja (369 havaintoa), sekä Fe-kiisuja (345 havaintoa). Ehjää kiveä 1 niukkatäytteisiä- täytteettömiä rakoja sisältävää kairausnäytettä on kaikkiaan 50 m:n pituudelta. Metrimääräisesti yleisin rakomineraaliseurue on karbonatti-savimineraali-fe-kiisuseurue. Sen kattamia rakopintoja on kairauslävistyksessä kaikkiaan 230 metrin pituudella. Kairausnäytteessä OL-KR6 kartoitetut rakomineraaliseurueet ja niiden runsaussuhteet ilmenevät kuvasta 2-2. Savivaltainen karbonaatti-savimineraali-fekiisuseurue Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Karbonaattiseurue Kaisiittivaltainen karbonaatti-fe-kiisusavimineraaliseurue Karbonaattivaltainen seurue Savimineraali-Fe-kiisuseurue Karbonaatti-savimineraa Ii-Fe-ki isuseurue 50 100 150 200 250 Kuva 2-2. Rakomineraaliseurueiden yhteenlasketut esiintymispituudet metreinä kairausnäytteessä OL-KR6.
22 2.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä Kairauspituusväli 4,80-13 m: Savimineraaliseurue Raot ovat savivaltaisia ja savitäytteiden paksuudet ovat 0,5-1 mm:n luokkaa. Kaaliniitti esiintyy ainoana savimineraalina. Laikkumaista rikkikiisua on vähäisesti muutamassa raossa. Kairausväliltä ei ole saatavissa vedenjohtavuusmittaustuloksia Kairauspituusväli 13-46 m: Karbonaattivaltainen seurue Raontäytteet koostuvat pääasiassa kalsiitista, jolla on paksuutta 0,2-1 mm. Tämän ohella muutamissa raoissa esiintyy rikkikiisua ja savimineraaleja. Nämä esiintyvät satunnaisesti eivätkä muodosta yhtenäisiä vyöhykkeitä. Kairauspituusvälillä 43-46 m esiintyy kaikissa raoissa kloriittia. Kairauspituusväli on koko pituudeltaan kohtalaisesti vettä johtavaa. Maksimi sijoittuu välille 31-33 m. Tällä kohdalla esiintyy kloriittipintaisia rakoja, joissa kloriitin lisäksi on pääasiassa kalsiittia. Maksimikohdasta, kairauspituudella 32,77 m kaisiitti kuitenkin puuttuu ja raossa on kaoliniittia. Kairauspituusväli 46-55 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälillä kaisiitti esiintyy merkittävimpänä täytteenä. Katteilla on tyypillisimmin paksuutta alle 0,5 mm. Poikkeuksellisesti kalsiittitäytteiden paksuus on 1,5 mm kohdassa 54 m. Rautakiisut muodostavat laikkumaisia täytteitä ja silauksia. Raekoko vaihtelee tavallisimmin välillä 0,1-0,2 mm. Savimineraaleina esiintyy savimineraaliseoksia, illiittiä ja kaoliniittia. Savitäytteiden paksuus on tyypillisesti 0,1-0,5 mm. Kairauspituusvälin raoissa esiintyy myös kloriittia. Kairauspituusvälillä on kaksi ympäristöään paremmin vettä johtavaa vyöhykettä. Ylempi on välillä 47,60-49,60 m, ja alempi alkaa kairauspituudelta 51,64 mjajatkuu aina pituusvälin loppuun saakka. Ensin mainitulla syvyysvälillä raontäytteissä on ympäristöään vähemmin kalsiittia ja myös kiisujen ja savimineraalien esiintyminen on vähäistä. Välillä 48-49 m on kahdessa raossa syöpymiä. Jälkimmäinen vettä johtavavyöhyke ei sen sijaan erotu ympäristöstään muuten kuin välillä 53,96-54,20 m,jossakalsiittitäytteet ovat 1,5 mm:n vahvuisia ja siten ympäristöään huomattavasti paksumpia. Kairauspituusväli 55-78 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Raoissa kaisiitti sekä kaoliniitti ja illiitti tai erilaiset savimineraaliseokset muodostavat joko yhdessä tai erikseen raontäytteitä, joilla on tyypillisimmin paksuutta 0,1-0,5 mm. Poikkeuksellisesti kairauspituudella 61,89 m kalsiittitäytteellä on paksuutta 1 mm.
23 Kairauspituusväli on vettä keskimääräistä paremmin johtava pituusvälin alusta aina kohtaan 63,63 m saakka. Johtavuusmaksimi sattuu välille 58,71-59,45 m. Rakomineraalitäytteiden esiintymisessä ei tällä kohdalla ole havaittavaa poikkeamaa ympäristöön nähden. Kairauspituusväli 78-90 m: Karbonaattiseurue Karbonaatti muodostaa kairauspituudella paksuudeltaan alle 0,5 mm olevia täytteitä. Pituusvälin raot ovat kairauspituudelta 83 m alkaen kloriittipintaisia ja lisäksi niissä esiintyy vähän grafiittiaja serisiittiä. Vettä johtava vyöhyke sijoittuu välille 81,64-83,63 m, mutta siinä rakomineraalien esiintymisessä ei ole havaittavissa mitään ympäristöstään poikkeavaa. Kairauspituusväli 90-116 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin alkupään raoissa ovat vallitsevina savimineraalien muodostamat seokset sekä kaoliniitti ja illiitti. Kalsiittitäytteet esiintyvät laikkumaisesti, harvemmin hilsemäisesti. Täytepaksuudet vaihtelevat 0,1-0,5 millimetriin, mutta poikkeuksellisesti ne ovat jopa 1 mm:n luokkaa. Kloriittia on satunnaisesti koko pituus välillä. Satunnaisesti muutamissa raoissa esiintyy rikkikiisua. Kairauspituusvälillä 99,64-101,63 m, 104,38-105,95 m on kaksi vettä paremmin johtavaa vyöhykettä. Ensin mainitussa kohdassa vedenjohtavuusarvo on korkeampi. Tällä kohtaa kaisiitti puuttuu rakomineraalitäytteistä, savimineraalitäytteet koostuvat pääosin illiitistä ja savitäytteen paksuus on poikkeuksellisesti 1 mm. Viimeksi mainittu vyöhyke ei sen sijaan poikkea rakomineraalien osalta ympäristöstään millään tavalla. Kairauspituusväli 116-155m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina, mutta paikoin vahvuutta on jopa 1 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat saviseoksista tai ne ovat kaoliniitin ja/tai illiitin yksinään muodostamia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0,1-0,5 mm, poikkeuksellisesti jopa 3 mm. Rautakiisut esiintyvätjoko laikkumaisesti tai omamuotoisina. Täytepaksuus on enimmillään 1 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia sekä grafiittia. Kairauspituusvälillä on kaksi vettä paremmin johtavaa vyöhykettä. Ylempi näistä sijoittuu välille 116,00-119,63 m, ja johtavuusmaksimi on kohdassa 117,64 m. Kyseisellä kairauspituudella ovat kalsiitti- ja rautakiisutäytteiden paksuudet ympäristöstään poiketen 1 mm. Kaisiitti ja rikkikiisu esiintyvät kyseisissä raoissa omamuotoisina. Toinen vettä paremmin johtava vyöhyke
24 sijoittuu kairauspituudelle 123,64-131,64 m,ja maksimi on välillä 127,64-129,64 m. Tällä kohdalla kalsiittitäytteet ovat ympäristöstään poiketen 1 mm:n vahvuisia. Kohdassa 125,85 m on poikkeuksellisesti 3 mm:n vahvuinen savi täyte. Kairauspituusväli 155-195 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kaisiitti esiintyy joko laikkumaisena tai hilsemäisenä. Täytepaksuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät tyypillisimmin laikkumaisesti, harvemmin ne muodostavat omamuotoisia rakeita. Täytepaksuus on samaa luokkaa kalsiitin kanssa. Savimineraalitäytteet koostuvat tyypillisimmin savimineraaliseoksista tai toisinaan illiitin ja/tai kaoliniitin muodostamista täytteistä. Täytepaksuudet ovat tavallisimmin 0,1-0,5 mm, poikkeuksellisesti 1 mm. Useat jakson raot sisältävät kloriittia. Kairauspituusvälillä on vettä paremmin johtava vyöhyke välillä 163,64-165,63 m. Tällä kohdalla rakomineraaleina esiintyvät kaisiitti sekä rautakiisut. Ympäristön täytteisiin verrattuna tällä välillä ei ole havaittavissa mitään poikkeavaa. Kairauspituusväli 195-205m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen- täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 205-245 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raontäytteissä on kalsiitin esiintyminen rajoittunut muutamiin satunnaisiin vyöhykkeisiin. Savimineraaleja ja kiisuja on harvakseltaan koko kairausvälin pituudelta. Kalsiittitäytteiden vahvuudet ovat tyypillisimmin luokkaa 0,2-0,5 mm. Savitäytteet koostuvat tavallisimmin kaoliniitin ja illiitin muodostamista seoksista. Täytevahvuudet ovat tyypillisesti 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkuina tai harvemmin omamuotoisina kiteinä, joilla on mittaa enimmillään 0,5 mm. Useissa kairausvälin raoissa esiintyy kloriittia. Kairauspituusväli 245-255 m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Pituusvälillä vallitsevana raontäytteenä on illiitin ja kaoliniitin muodostama savimineraaliseos. Savitäytteet ovat paksuimmillaan 0,5 mm. Rautakiisut muodostavat tyypillisimmin laikkumaisia täytteitä, joiden paksuudet ovat 0, 1-0,2 mm. Useimmissa raoissa on kloriittia. Kairauspituusväli 255-285 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevana ovat kaoliniitti- sekä kaoliniitti-illiittitäytteiset raot. Savitäytepaksuudet vaihtelevat 0,1-0,5 millimetriin. Kalsiittia
25 ja rautakiisuja esiintyy ainoastaan satunnaisesti. Pituusvälillä 261-263 m on parissa raossa kvartsiutumista ja yhdessä raossa esiintyy albiittia Kairauspituusväli 285-300m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen- täytteetön vyöhyke Kairauspituusvälillä esiintyy satunnaisesti kalsiittia, Fe-kiisuja sekä savimineraaleja, mutta nämä eivät muodosta syvyyssuunnassa yhtenäisesti jatkuvia vyöhykkeitä. Raot ovat tyypillisesti kloriittipintaisia. Yhdessä raossa on grafiittia. Kairauspituusväli 300-340m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Pituusväli on kalsiitti-kiisuvaltainen. Kalsiittia on tyypillisesti 0,1-0,3 mm:n paksuisina täytteinä. Kairauspituudella 327 m sekä välillä 336-337 m on muutama 1 mm:n vahvuinen kaisiitti täyte. Savimineraalit koostuvat tavallisesti savimineraaliseoksista, toisinaan pelkästään illiitistä tai kaoliniitista. Paksuudet vaihtelevat 0,2-0,5 mm:iin. K vartsiutumista esiintyy kairauspituudella 307 m. Useimmissa tämän kairausvälin raoissa esiintyy kloriittia. Yhdessä raossa esiintyy lisäksi grafiittia. Kairauspituudelle 309,64-313,63 m sijoittuu vettä paremminjohtava vyöhyke. Kyseisellä kohdalla ei rakomineraalitäytteissä ole havaittavissa ympäristöön nähden mitään poikkeavaa. Kairauspituusväli 340-360m: Kaisiittivaltainen karbonaatti-fe-kiisu-savimineraaliseurue Raoissa esiintyy satunnaisesti kalsiittia, Fe-kiisuja ja savimineraaleja joko kalsiitti-savimineraali tai kalsiitti-fe-kiisuyhdistelminä. Kahdessa raossa esiintyy grafiittiaja kairauspituudella 350m grafiittia on 0,5 mm:n paksuudelta. Useissa raoissa on kloriittia. Kairauspituudelle 357,63-359,63 m sijoittuu vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Kyseisessä kohdassa raontäytteenä esiintyy Fe-kiisuja mutta mitään poikkeavaa ei ole havaittavissa. Sen sijaan vyöhykkeen välittömässä läheisyydessä, kairauspitl)udella359,71 m esiintyy syöpymiäja yhdessä raossa serisiittiä. Kairauspituusväli 360-385 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina, ja yhdessä raossa kairauspituudella 379 m sillä on vahvuutta jopa 5 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat seoksista tai ne ovat kaoliniitin ja/tai illiitin yksinään muodostamia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät joko laikkumaisesti tai omamuotoisina kiteinä. Täytepaksuus vaihtelee välillä 0,1-0,5 mm. Kairauspituudella 379 m rikki-
26 kiisurakeilla on mittaa poikkeuksellisesti 2 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittiaja grafiittia. Kairauspituudelle 377,64-381,63 m sijoittuu vettä paremmin johtava vyöhyke. Kairauspituudelta 379 m tavattu paksu kaisiittitäyte ja omamuotoiset 2 mm:n mittaiset Fe-kiisurakeet sijoittuvat kyseisen vyöhykkeen keskivaiheille. Kairauspituusväli 385-400 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Savimineraalitäytteet koostuvat seoksista tai ovat pelkästä kaoliniitista ja/tai illiitistä muodostuvia, alle 0,5 mm:n paksuja täytteitä. Poikkeuksellisesti yhdessä raossa täytteellä on paksuutta 1 mm. Kalsiitin ja rautakiisujen muodostamien täytteiden paksuudet ovat tyypillisesti alle 0,5 mm, mutta poikkeuksena on kairauspituudella 396 m oleva rako, jossa kalsiittitäytteellä on paksuutta 2 mm. Lähes kaikissa raoissa on kloriittia. Kairauspituudelle 395,64 m - 397,64 m sijoittuu keskimääräistä paremmin vettä johtava vyöhyke. Yllä mainittu 2 mm:n vahvuinen kaisiittitäyte liittyy tähän vyöhykkeeseen. Kairauspituusväli 400-415 m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Savimineraalit esiintyvät eri faaseista koostuvina seoksina tai totstnaan puhtaina kaoliniitti- ja/tai illiittitäytteinä. Täytepaksuus vaihtelee 0,1-0,5 millimetriin. Fe-kiisu esiintyy useimmissa pituusvälin raoissa omamuotoisina kiteinä, raekoko on 0, 1 mm. Kloriittia esiintyy muutamissa raoissa. Ainoastaan yhdessä raossa on grafiittia. Kairauspituudelle 407,64-411,63 m sijoittuu vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Rakomineraalien esiintymisen suhteen tämäkään rako ei poikkea silmin havaittavasti millään tavoin ympäristöstään. Kairauspituusväli 415-450 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet koostuvat saviseoksista tai ne ovat kaoliniitin ja/tai illiitin yksinään muodostamia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0,1-0,5 mm. Rautakiisut koostuvat rikki- ja magneettikiisusta, jotka esiintyvät joko laikkumaisesti tai omamuotoisina rakeina. Täytepaksuus vaihtelee välillä 0, 1-0,5 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia ja grafiittia. Kairauspituusvälit 419,64-425,63 m sekä 439,64-441,63 m ovat vettä keskimääräistä paremmin johtavia, mutta rakomineraalien esiintymisen suhteen ne eivät poikkea havaittavasti ympäristöstään.
Kairauspituusväli 450-460 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke 27 Kairauspituusväli 460-470 m: Savivaltainen karbonaatti-savimineraali-fe-kiisuseurue Kairauspituusvälillä ovat vallitsevina kaoliniitin ja illiitin tai näiden seosten muodostamat täytteet. Savimineraalitäytteillä on paksuutta tyypillisimmin 0,5 mm. Kairauspituudella 469 m täytepaksuus on poikkeuksellisesti 1 mm. Kalsiittia esiintyy satunnaisesti, ja täytepaksuus on alle 0,5 mm. Rautakiisut muodostavat 0, 1-0,5 mm:n vahvuisia, laikkumaisia katteita. Kairauspituusvälit 461,64-463,63 m ja 467,64-469,63 m ovat vettä keskimääräistä paremmin johtavia. Näistä ensin mainitussa ei ole nähtävissä mitään ympäristöstään poikkeavaa. Jälkimmäinen erottuu sen sijaan ympäristöstään siten, että kairauspituudella 469,28 m olevassa raossa savimineraalitäytteen paksuus on poikkeuksellisesti 1 mm. Kairauspituusväli 470-480 m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Pituusvälillä vallitsevina rakotäytteinä ovat savimineraaliseokset ja illiitin tai kaoliniitin muodostamat täytteet, joilla on paksuutta enimmillään 0,5 mm. Rautakiisut koostuvat rikki- ja magneettikiisusta, jotka muodostavat tyypillisimmin laikkumaisia täytteitä, ja paksuudet ovat 0,1-0,5 mm. Muutamissa kairauspituusvälin loppuosan raoissa on lisäksi kloriittia. Kairauspituudella 475,64-479,63 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke, joka ei poikkea ympäristöstään rakomineraalien esiintymisen suhteen. Kairauspituusväli 480-495 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituudella 493,63-495,64 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Kyseisellä pituusvälillä esiintyy yhdessä raossa kvartsiutumista. Kairauspituusväli 495-500 m: Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kaisiitti ja rautakiisut esiintyvät yleensä laikkumaisesti. Täytepaksuudet ovat alle 0,5 mm. Lähes kaikissa raoissa on kloriittiaja yhdessä raossa on kvartsiutumista. Kairauspituusväli 500-510 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteitä on niukasti ja ne koostuvat seoksista tai
28 ovat kaoliniitin ja/tai illiitin yksinään muodostamia. Vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkumaisesti, ja täytepaksuus vaihtelee välillä 0, 1-0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia sekä grafiittia. Serisiittiä ja rakopinnan kvartsiutumista on kumpaakin tavattu yhdestä raosta. Kairauspituudelta 507,64 m pituusvälin loppuun ulottuu vettä keskimääräistä paremminjohtava vyöhyke. Kyseisellä pituusvälillä on parissa raossa serisiittiä ja kvartsiutumista, mutta mitään muuta ympäristöstä poikkeavaa ei ole havaittavissa. Kairauspituusväli 510-515 m: Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kaisiitti ja rautakiisut esiintyvät laikkumaisesti. Täytepaksuudet ovat alle 0,5 mm. Yhdessä raossa on kvartsiutumista. Kairauspituuden alkupäässä aina pituudelle 513,63 m saakka on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke, johon liittyen kohdassa 512,20 m esiintyy yhdellä rakopinnalla kvartsiutumista. Kairauspituusväli 515-600 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituudelle 555 m saakka kivi on niukkarakoista ja täytteet ovat savimineraaleja sekä Fe-kiisua. Kalsiittia esiintyy pituusvälin alkupäästä aina pituudelle 567 m vähäisesti, mutta sitä syvemmällä kaisiitti on lähes aina mukana rakomineraalitäytteissä. Pituusvälin täytepaksuudet vaihtelevat kaikkien rakomineraalien osalta 0,1-0,5 millimetriin. Kaisiitti esiintyy laikkumaisesti, harvemmin hilsemäisesti tai omamuotoisina kiteinä. Fe-kiisu on joko laikkumaista tai se esiintyy omamuotoisina kiteinä. Savimineraalitäytteet koostuvat savimineraaliseoksista, kaoliniitista tai illiitistä. Kairauspituudelta 567,99 m alkaen pituusvälin loppuun saakka lähes kaikki raot sisältävät kloriittia. Kairauspituudelta 566,12 m alkaen kairauksen loppuun saakka muutamissa raoissa esiintyy kvartsia ja serisiittiä sekä parissa raossa dolomiittia
29 3 KAIRAUSNÄYTE OL-KR7, jatkokairaus Kairanreikä OL-KR7 sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen keskiosassa. Lähtöpisteen koordinaatit ovat = 6 792 118,14, Y = 525 558,95 ja Z = 9,54. Kairanreiän lähtösuunta 43,1 oja -kaltevuus 69,5. Reiän jatkokairauksessa on saatu näyte reikäpituusväliltä 301,10-811,05 m, eli tässä yhteydessä tutkitun kairasydämen kokonaispituus on 509,95 m. 3.1 Petrografia Kairausnäyte koostuu 300 metrin reikäpituudelle saakka erilaisista migmaattisista kiillegneisseistä ja emäksisistä, runsaasti sarvivälkettä sisältävistä gneisseistä tai amfiboliiteista sekä niitä leikkaavista graniittipegmatiiteista (Gehör et al. 1996). Tästä eteenpäin aina 450 m pituudelle saakka reikä leikkaa pääosin kiillegneissimigmatiitteja, joiden paleosomin kiillepitoisuus vaihtelee varsin voimakkaasti. Vähän kiilteitä sisältävien, osin kvartsiittimaisten muunnosten osuus on noin 10 % koko leikkauksen pituudesta. Emäksisisiä, osin sarvivälkegneissimäisiä tai amfiboliittisia gneissijaksoja esiintyy satunnaisesti kapeina, tavallisesti korkeintaan puolen metrin levyisinä, heikosti migmatiittisina jaksoina. Reikäpituudelta 450 m aina kairausnäytteen loppuun saakka on vallitsevana suonigneissiksi luokiteltu migmatiittimuunnos, jossa neosomi on tyypillisesti korkeintaan muutaman senttimetrin levyisinä suonina ja silmäkkeinä. Neosomin kokonaismäärä on korkeintaan 10-20% seoskiven kokonaistilavuudesta, ja tavallisimmin se jää alle 5 %:iin. Muutamissa lyhyissä jaksoissa leukosomia voi kuitenkin olla jopa puolet kiven tilavuudesta. Pegmatiittijuonet ovat korkeintaan 10-15 m leveitä ja itse pegmatiitit ovat väriltään tavallisimmin harmaita. Osaan niistä sisältyy merkittävä määrä kiillegneissikappaleita, ja joissain pegmatiiteissa on myös suuria granaattirakeita. Ruhjevyöhykkeiden ympärillä pegmatiitit voivat olla läpikotaisesti epidoottin pigmentoimia, vihertäväsävyisiä ja usein niissä on lisäksi Ieikkaavia epidoottijuonia. Kairausnäytteen kivilajit on kuvattu yksityiskohtaisemmin taulukossa 3-1 ja kuvassa 3-1 on esitetty kivilajiseurannan yleispiirteet graafisena diagrammina.
0 30 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KI SV GR SY 1 :! ; J;_- -: : ::: - r== ~ - -~ - f... l, ;:... F:=;... 100 -~A\tAx)A.AE~~----~-------+--------------------~ ~V'f.v... ~--- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-~---_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ f... -~ - f 200 ~~... '~:,.-= -~ ",, " '',x., -liiiili:'.... p...... -~~-~-- lx\)\ ~-- _ _ _ _ _ _ _ _ _-~=p==~= l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 300 400... ~--... 1 ;...! -~--- -~ - -~---......,...,.................. i -........... 1 :.... _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ :.. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,... _ _ _ _ _ _ _ _ _ _..!... 1...!.. _ _ _ _ _ ~--- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _... 1 1- t 500 600 700 800... ~ l... -~--- -'... '..... -~--- -~--- : ~-- yyyyy...,...,......... -~--- -~--- -~---... -~--- -~--- i! i.!... -~ - -~--- -~--- -~--- 1 1.. : 100/'x)( ; - : -: --, :_-_-:_-_-:_-_-:_--!-! ; - )()()())(,. :. )( )( E;:... -~ - -~ - : 1 i :......:...:...1... vvvvv- f 1! 1 f.... Y....,...!!- RKO = rakoluku (kpl/m) VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti KJ= rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti SY= syöpymä Suonigneissi 111 Kiillegneissimigmatiitti ~ Graniitti/pegmatiitti mm Sarvivälkepitoinen gneissi Kataklastiitti Kuva 3-1. Kairausnäytteen OL-KR7 kivilajit ja rakomineraalit
Taulukko 3-1. Kairausnäyte OL-KR7, jatkokairausnäytteen kivilajit 31 Syv. (m) Kuvaus (Vanhan reiän loppupituus 301,10 m) 301,10 322,25 323,37 338,90 343,05 377,50 380,65 384,55 391,40 403,05 406,65 409,50 410,15 414,15 417,20 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, joka on osin suonigneissimäinen ja jossa leukosomin määrä on korkeintaan 5-10 %. Paleosomissa kiilteen määrä vaihtelee verrattain paljon, ja vähän kiillettä sisältäviäjaksoja on paleosomista n. 10%. Punertava karkearakeinen PEGMA TIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, joka on osin suonigneissimäinen. Vähän kiillettä sisältävien paleosomijaksojen osuus on n. 10 %. Kiilteitä runsaammin sisältävissä jaksoissa neosomia on tavallisesti 5-10 %, kun taas vähäkiilteisissä jaksoissa neosomin määrä on pieni. Harmaa, keskirakeinen PEGMATIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, joka on usein suonigneissimäinen. Välillä 359,50-365,50 m on hallitsevana karkearakeinen pegmatiitti. Jakson alkuosassa, pituusvälillä 343,05-348,00 on hallitsevana vähän leukosomia sisältävä, mahdollisesti emäksinen kivilaji. Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI. Karkearakeinen, osin pegmatiittimaisen materiaalin hallitsema KIILLE GNEISSIMIGMATIITTI. Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI. Jakson loppuosassa kiveen sisältyy runsaasti kiillegneissikappaleita. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, joka on osin suonigneissimäinen. Migmatiitti sisältää muutamia 20-60 cm leveitä, harmaita pegmatiittijuonia. Harmaa PEGMATllTTI,-jossa on runsaasti kijllegneissikappaleita. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI. Ruhjevyöhyke. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI. Punertava ja osin vihertävä, epidoottipitoinen PEGMATIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa erottuu runsaasti mustia porfyroblasteja sisältäviä jaksoja useilla syvyys tasoilla.
Taulukko 3-1. Kairausnäyte OL-KR7, jatkokairausnäytteen kivilajit, jatko. 32 Syv. (m) Kuvaus 426,10 Harmaa karkearakenteinen PEGMATITTTI, jossa on runsaasti kiillegneissikappaleita. 431,80 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, johon sisältyy jopa 50 % leukosomia eri levyisinä juonina. 438,60 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, joka on osin suonigneissimäinen. 450, 15 Harmaa PEGMATITTTI, johon sisältyy kiillegneissikappaleita n. 10-20 % kiven tilavuudesta. 452,22 SUONIGNEISSI, jossa leukosomi muodostuu noin 2 cm leveistä silmäkkeisistäjuonista. Leukosomin kokonaisosuus on korkeintaan 5-10 %. 525,60 Harmaa karkearakeinen PEGMATITTTI. 526,90 SUONIGNEISSI, jossa on muutamia 20-50 cm leveitä PEGMATITTTIjuonia. 536,00 544,30 562,70 568,30 612,50 613,85 620,00 625,95 653,00 670,40 672,35 Harmaa karkearakeinen PEGMATITTTI, johon sisältyy alle 5 % kiillegneissikappaleita. SUONIGNEISSI. Harmaa PEGMATITTTI, jossa on satunnaisesti pieniä kiillegneissikappaleita. SUONIGNEISSI. Harmaa PEGMA TITTTI. SUONIGNEISSI. Harmaa karkearakeinen PEGMATllTTI. SUONIGNEISSI. Harmaa PEGMA TITTTI, jossa on muutamia 0,5 m:n läpimittaisia kiillegneissikappaleita ja suuria, 2 cm:n läpimittaisia granaattirakeita. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI. Harmaa PEGMATITTTI, johon sisältyy jakson loppuosassa runsaasti kiillegneissikappaleita.
Taulukko 3-1. Kairausnäyte OL-KR7, jatkokairausnäytteen kivilajit, jatko. 33 Syv. (m) Kuvaus 684,90 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI. 686,05 Harmaa PEGMATITTTI, jossa on kiillegneissikappaleita ja suurehkoja granaattirakeita. 690,00 KIILLEGNEISSI. 690,65 Epidoottipitoinen, vihertävänharmaa PEGMATITTTI. 691,00 Ruhjevyöhyke. 692,02 Harmaa PEGMATITTTI, johon sisältyy jakson alaosassa runsaasti kiillegneissikappaleita. 694,60 SUONIGNEISSI, joka muuttuu jakson loppuosassa tyypilliseksi raitaiseksi kiillegneissiksi. Kivi sisältää muutamia 10-50 cm leveitä kvartsijuonia. Väleillä 702,12-702,25 mja 703,25-703,75 m on lähes puhtaita kvartsijuonia. 706,42 708,20 710,95 717,35 719,08 723,30 764,20 766,80 768,30 769,50 805,50 Harmaa PEGMATITTTI, johon sisältyy useita vihreitä, epidoottipitoisia jaksoja. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, joka muuttuu jakson loppuosaan tultaessa homogeeniseksi gneissiksi. Harmaa, osin vihertävä PEGMATIITTI, jossa on muutamia, läpimitaltaan 10-50 cm:n kokoisia kiillegneissikappaleita. KIILLEGNEISSI, joka on jakson alussa pienirakeinen ja homogeeninen. Karkearakeinen PEGMATIITTI, joka on osin harmaa ja osin vihertävä. SUONIGNEISSI, jossa leukosomin määrä on tyypillisesti korkeintaan 10 o/o. Harmaa PEGMA TITTTI. SUONIGNEISSI. Harmaa PEGMATITTTI. SUONIGNEISSI, jossa on satunnaisesti harmaita, yli 0,5 m leveitä pegmatiittijuonia. Harmaa PEGMATITTTI, johon sisältyy n. 5 % kiillegneissikappaleita.
Taulukko 3-1. Kairausnäyte OL-KR7, jatkokairausnäytteen kivilajit, jatko. 34 Syv. (m) Kuvaus 810,00 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI. 811,05 Loppu 3.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Petrografinen luonne ja modaalinen mineraalikoostumus on määritetty viidestä näytteestä. Niistä yksi edustaa kiillegneissimigmatiittia (OL.57), yksi pyrokseenipitoista kvartsimaasälpägneissiä (OL.56) ja kaksi suonigneissiä (OL.58 ja OL.60). Näyte OL.59 edustaa tyypillistä harmaata pegmatiittijuonta. Pyrokseenipitoiseksi todettu näyte on peräisin migmaattisen kiillegneissiyksikön homogeenisesta, vähän kiilteitä sisältävästä välikerroksesta, joka muistuttaa ulkonäöltään erehdyttävästi epäpuhtaita kvartsiitteja. Tutkittu kiillegneissimigmatiitti (OL.57) on koostumukseltaan varsin tyypillinen migmatiitti, jonka paleosomin kiillepitoisuus on ollut alunperin yli 17 %. Kiveen sisältyy jonkin verran muuttunutta sillimaniittiaja sen kordieriitti on nykymuodossaan lähes kokonaisuudessaan piniittistä. Tämän seurauksena kiven nykyinen, yhteenlaskettu kiille- ja kloriittimäärä on lähes 30 %. Biotiittisuomut ovat keskimäärin 0,5 mm:n mittaisia, ja kivi on epäselvästi raitaista. Tummien raitojen biotiittipitoisuus on noin 30 %, mutta kiille ei ole hyvin raitaisuuden tasoon suuntautunutta. Piniittiytyneet kordieriittirakeet esiintyvät 3-4 mm pitkinä, joskus jopa suurempinakin rakeina tai repaleisina, runsaasti sulkeumia sisältävinä kasaumina, jotka ovat raitaisuuden tasoon suuntautuneita ja sisältyvät usein tummiin raitoihin. Sarvivälke on samoin keskittynyt tummiin raitoihin, ja se muodostaa pieniä, usein pyöreäpiirteisiä rakeita. Tummien raitojen lomassa vaaleissa raidoissa felsiset mineraalit esiintyvät keskimäärin puolen mm:n kokoisina, pyöreähköinä rakeina muodostaen varsin homogeenisen, granoblastisen massan, jossa tummia mineraaleja on vain pieni määrä satunnaisesti vaaleiden mineraalien joukkoon jakaantuneena. Juonimaisessa leukosomissa maasälvät, etenkin kalimaasälpä ja samoin myös kvartsi esiintyvät tavallisesti yli 2 mm:n läpimittaisina rakeina eli selvästi suurempina kuin paleosomin vaaleissa raidoissa. Leukosomi on nimensä mukaisesti vain vaaleista mineraaleista koostuva, eli leukosomijuonista ei löydy
35 käytännössä lankaan tummia mineraaleja. Ohuthieen mittakaavassa on mahdollista tutkia vain kapeimpia leukosomiosueita, mutta on ilmeistä, että leveämmät leukosomijuonet poikkeavat kapeammista vain suuremman raekokonsa ansiosta. Muuttuneisuutensa osalta tutkittu kiillegneissimigmatiittinäyte on tyypillinen, sillä sen amfiboli esiintyy täysin terveinä, muuttumattomina rakeina. Biotiitti on jossain määrin kloriittiutunutta puolelta osalta kiven tilavuudesta ja kordieriitti on lähes kauttaaltaan piniittistä. Maasälvät ovat puolestaan 10-20 %:n osalta pinta-alastaan saussuriittimassan pigmentoimia. Pyrokseenipitoinen gneissi (OL.56) on makroskooppisesti homogeeninen, mikroskooppiselta tekstuuriltaan tasarakeinen, granoblastinen kivilaji, johon ei sisälly pyrokseenin lisäksi juuri muita mineraaleja kuin plagioklaasia ja kvartsia. Nämä päämineraalit esiintyvät keskenään samantyyppisinä, 0,2-0, 5 mm:n läpimittaisina, pyöreäpiirteisinä rakeina. Pyrokseeni saattaa esiintyä myös hieman suurempina, noin 1 mm:n läpimittaisinaja vaaleita mineraaleja sulkeumina sisältävinä rakeina. Biotiittia kivessä ei esiinny lainkaan, mutta serisiittiä ja satunnaisesti myös suurempia muskoviittirakeita tavataan plagioklaasin tai pertiittisuotaumien muuttumistuloksina varsin yleisesti. Titaniittia kivessä on varsin paljon, ja se esiintyy suurehkoina, omamuotoisina rakeina. Kiven zirkoni esiintyy samoin poikkeuksellisen suurina ja selvästi erottuvina rakeina. Kokonaisuudessaan kivi on varsin vähän muuttunut siten, että vain sen plagioklaasi on osittain saussuriittista muiden mineraalien ollessa pääsääntöisesti muuttumattomia. Selvää suuntautuneisuutta kivessä ei ole havaittavissa, eli materiaali on lähes isotrooppista ja homogeenista muodostaen rakennusteknisesti sekä lujan että ominaisuuksiltaan kaikkiin suuntiin samankaltaiset ominaisuuden omaavan kivilajiyksikön. Ulkonäkönsä perusteella tämän näytteen kaltaisia, kvartsia sisältäviä kivilajeja on erittäin vaikea erottaa epäpuhtaista kvartsiiteista. Suonigneissinäytteissä (OL.58 ja OL.60) silmäkkeet ja suonet koostuvat hyvin karkearakeisesta, leukokraattisesta kvartsi-maasälpämassasta. Kalimaasälpärakeet voivat esiintyä jopa 10 mm pitkinä rakeina, ja kvartsirakeetkin ovat useiden millimetrien mittaisia. Tekstuuriltaan leukosomi on pegmatiittimaista, vierasmuotoisista rakeista koostuvaa massaa, jossa raerajat ovat satunnaisesti polveilevia ja mutkittelevia. Tummia mineraaleja näissäkään suonissa ei juuri tavata. Paleosominsa osalta suonigneissinäytteet ovat samoin keskenään hyvin samantyyppisiä, sillimaniittia ja vaihtelevasti kordieriittia sisältäviä biotiittiraitaisia gneissejä. Tummien
36 raitojen leveydet vaihtelevat noin millimetristä muutamaan millimetriin ja biotiittisuomut ovat keskimäärin 1 mm:n mittaisia. Paikoin raidat koostuvat lähes pelkästä biotiitista, mutta paikoin niihin sisältyy myös vaihtelevia määriä felsisiä mineraaleja. Biotiitti ei ole hyvin raitaisuuden tasoon suuntautunutta, minkä vuoksi kivet eivät ole erityisen helposti raitaisuuden tasossa lohkeavia. Muut tummat mineraalit, opaakit sekä kordieriitti ja sillimaniitti ovat keskittyneet biotiittiraitojen yhteyteen. Runsaasti piniittistä kordieriittia sisältävät kivilajiyksiköt ovat sen vuoksi mekaanisesti selvästi heikompia kuin muuttumattomat vastineensa. Kvartsi ja maasälvät muodostavat valtaosan suonigneissien paleosomissa tummien raitojen väleihin jäävästä massasta, mutta satunnaisesti näissä ns. vaaleissa raidoissa esiintyy myös pieniä biotiittirakeita. Tekstuuriltaan paleosomi on granoblastista koostuen satunnaisen muotoisista, pyöreäpiirteisistä kvartsi- ja maasälpärakeista, jotka ovat läpimitaltaan alle 1 mm:n mittaisia. Muuttumisasteensa osalta suonigneissinäytteet ovat samoin varsin identtisiä, eli näytteiden kordieriittirakeet ovat voimakkaasti piniittiytyneitä, mutta maasälpärakeet ovat vain 10-20 % osalta pinta-alastaan pienirakeisen saussuriitin tai serisiitin pigmentoimia. Biotiittisuomut ovat molemmissa näytteissä lähes muuttumattomia. Harmaata pegmatiittia edustava näyte (OL.59) on mikroskooppisesti hyvin karkearakeinen, allotriomorfisgranulaarinen eli pyöreäpiirteisistä, satunnaisen muotoisista mineraalirakeista koostuva kivilaji. Sen kalimaasälpärakeet ovat yli 5 mm:n, joskus jopa yli 10 mm:n läpimittaisia ja muutkin mineraalit lähes yhtä suuria. Kokonaisuudessaan näyte edustaa hyvin tavanomaista, monotonista pegmatiittia.
37 Taulukko 3-2. Kairausnäytteen OL-KR7 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. KGM = kiillegneissimigmatiitti, PGGR = pegmatiittigraniitti, SNGN = suonigneissi, PYGN = pyrokseenigneissi, + = tunnistettu aksessorinen mineraali. Näyte OL.56 OL.57 OL.58 OL.59 OL.60 Syv. (m) 327,88 421,65 500,97 541,64 782,46 Kivilaji PYGN KGM SNGN PGGR SNGN Kvartsi 34,8 37,0 36,0 21,6 39,4 Plagioklaasi 38,6 17,2 10,8 13,8 14,0 Kalimaasälpä 0,4 12,0 21,8 59,6 21,6 Biotiitti 0,0 12,8 21,6 0,2 20,0 Muskoviitti 1,8 0,2 2,2 4,6 0,8 Sarvivälke 3,2 Pyrokseeni 20,2 Kloriitti 0,4 4,0 Kordieriitti 12 6,2( 3 2,4(2 Muut ei opaakit 3,2 0,6 0,4 0,2 1,4 Saussuriitti + + + + + Apatiitti + + + + + S illimanii tti + + + Titaniitti + + + Zirkoni + + + + + Opaakit yht. 0,6 1,0 1,0 0,4 Magnetiitti + Hematiitti + + + Magneettikiisu + + + + Rikkikiisu + + + + + Kuparikiisu + + + Sinkkivälke + + 0 = vähän muuttunut < 2 = keskiasteisesti piniittiytynyt c 3 = läpikotaisesti piniittiytynyt 3.1.2 Mineraalikemia Reiän OL-KR7 jatkokairausnäytteen kivilajeista on valmistettu ja valittu kaksi preparaattia, joista on analysoitu plagioklaasin ja mafisten mineraalien koostumukset. Näyte OL.56 edustaa pyrokseenipitoista gneissiä, ja siitä on analysoitu plagioklaasin ja pyrokseenin koostumus. Näyte OL.57 on migmaattinen kiillegneissi, ja siitä on analysoitu yhden biotiittirakeen ja yhden plagioklaasirakeen koostumus. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 3-3.
38 Analysoidut plagioklaasirakeet ovat peräisin kiillegneissistä ja kemialliselta koostumukseltaan poikkeuksellisesta, runsaasti kalsiumia sisältävästä pyrokseenigneissistä, joka voi olla synnyitään karsikivi. Kiillegneissin plagioklaasi on oligoklaasia anortiittipitoisuuden ollessa hieman alle 20 %, mikä on tavanomaisille kiillegneisseille tyypillinen koostumus. Tumman, pyrokseenipitoisen kivilajin plagioklaasi on lähes puhdasta anortiittista plagioklaasia, jossa An-komponenttia on 96 %. Tällainen, erittäin runsaasti kalsiumia sisältävä plagioklaasi on tyypillistä tummimmille magmaattisesti syntyneille kivilajeille sekä karsiutumistapahtumissa syntyneille kivilajeille. Biotiitti K(Mg,Fe ) 3 (0H,F)iAl,Fe )Si0 10 Kiillegneissinäytteestä analysoitu biotiitti on koostumukseltaan Olkiluodon kiillegneisseille tyypillistä, keskinkertaisen Fe/(Fe+Mg)-suhteen omaavaa tyyppiä. Sen Fe/(Fe+Mg) suhde on 0,6, mikä vastaa tarkasti kyseisen kationisuhteen keskiarvoa alueen tavanomaisissa kiillegneisseissä. Analysoitu biotiitti on varsin terve, ja kaavamuotoon laskettujen kaliumkationien lukumäärä on 1,72, eli lähes stokiometrista arvoa vastaava. Pyrokseeni Ca(Mg,Fe )Si 2 0 6 Näytteestä OL.56 analysoitu pyrokseeni on koostumukseltaan hedenbergiittinen kalsiumpitoinen pyrokseeni. Sen Fe/Mg suhde on noin 0,6/0,4, eli mineraali edustaa varsin runsaasti rautaa sisältävää pyrokseenikoostumusta. Kokonaisuudessaan analysoidun näytteen pyrokseenit ovat erittäin terveitä ja vähän muuttuneita. Tehdyn analyysin oksidisumma on lähes 100 %, mikä sekin osoittaa analyysin kohdistuneen muuttumattomaan mineraalialaan.
39 Taulukko 3-3. Kairausnäytteen OL-KR7 mineraalien kemialliset koostumukset painoprosentteina. FEL = plagioklaasi, BIO= biotiitti, PYR = pyrokseeni, KGM = kiillegneissimigmatiitti, PYGN = pyrokseenigneissi Näyte OL.56 OL.57 Näyte OL.57 Näyte OL.56 Syv. (m) 327,88 421,65 Syv. (m) 421,65 Syv. (m) 327,88 Kivilaji PYGN KGM Kivilaji KGM Kivilaji PYGN Mineraali FEL FEL Mineraali BIO Mineraali PYR Si0 2 44,1 62,7 Si0 2 35,3 Si0 2 50,5 Al 2 0 3 33,9 22,3 Ti0 2 3,21 Ti0 2 0,04 FeO 0,16 0,02 Al 2 0 3 18,4 Al 2 0 3 0,64 CaO 19,2 3,82 Cr 2 0 3 0,02 FeO 17,4 Na 2 0 0,42 8,96 FeO 20,2 MnO 1,04 K 2 0 0,04 0,28 MnO 0,05 NiO 0,09 Total 97,7 98,1 MgO 7,46 MgO 6,48 Si 8,34 11,3 CaO 0,00 CaO 21,9 Al 7,54 4,72 Na 2 0 0,19 Na 2 0 0,03 Fe2 0,03 0,00 K 2 0 8,31 K 2 0 0,00 Ca 3,88 0,74 H 2 0 1,84 Total 98,0 Na 0,15 3,13 Total 94,9 TSi 2,02 K 0,01 0,06 Si 5,74 M1Al 0,03 Cations 20,0 19,9 AIIV 2,26 M1Ti 0,00 Ab 3,80 79,6 AlVI 1,26 M1Fe2 0,58 An 95,9 18,8 Ti 0,39 M1Mg 0,39 Or 0 20 1 60 Fe2 2,74 M2Fe2 0,00 Cr 0,00 M2Mn 0,04 Mn 0,01 M2Ca 0,94 Mg 1,81 M2Na 0,00 Ca 0,00 Sum_cat 4 Na 0,06 Ca 48,3 K 1,72 Mg 19,9 Cations 16,0 Fe2_Mn 31,8 OH 2 JD1 0,12 Fe/FeMg 0,6 W01 49,1 Mg/FeMg 0 2 4 EN1 20,2 FSl 30,5 Q 1,91 J 0,01 wo 48,3 EN 19,9 FS 31,8 WEF 99,8 JD 0 24
40 3.2 Kokokiven kemia Kairausnäytteen OL-KR7 näytteistä on teetetty viisi kokokivianalyysiä. Migmaattisia kiillegneissejä on analysoitu kolme kappaletta, pyrokseenigneissinäytteitä yksi ja pegmatiittigraniitteja yksi näyte. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 3-4. Kaikki migmaattiset kiillegneissit edustavat kemiallisen koostumuksensa osalta Olkiluodon alueelle tyypillisiä metapeliittejä. Migmatiittirakenteella ei voi nähdä olevan minkäänlaista vaikutusta pääalkuainepitoisuuksiin, eli suonigneisseiksi ja kiillegneissimigmatiitiksi migmatiittirakenteensa perusteella nimetyt näytteet ovat kemiallisesti tarkasti samankaltaisia kuin vastaavat, 62-68 % Si0 2 :ta sisältävät metapeliitit alueella tyypillisesti ovat. Al 2 0 3 -pitoisuus vaihtuu yli 17:sta alle 15 prosenttiin samalla kun Si0 2 - pitoisuus kasvaa 62:sta 68 %:iin (taulukko 3-4). Vastaavalla tavalla systemaattisesti tapahtuu pienentyminen titaanin ja raudan määrissä, kun Si0 2 -pitoisuus kasvaa. Muiden pääalkuaineiden osalta pitoisuusmuutokset ovat keskimäärin vastaavan luonteisia, mutta pienistä totaalipitoisuuksista johtuen muutokset ovat prosenttimäärinä varsin pieniä. Hivenalkuainepitoisuuksiensa osalta kaikki analysoidut kiillegneissinäytteet ovat myös keskenään lähes identtisiä ja samankaltaisia kuin alueen vastaavat migmatiitit. Pyrokseenipitoinen gneissi ei ole emäksinen vaan Si0 2 - ja Al 2 0 3 -pitoisuutensa osalta se vastaa lähinnä metapeliittisiä näytteitä (taulukko 3-4 ). Näytteen kalsiumpitoisuus on kuitenkin poikkeuksellisen korkea, CaO:na lähes 13 prosenttia, mikä on yli 10 % enemmän kuin vastaavan Si0 2 -pitoisuuden omaavissa tyypillisissä metapeliiteissä. Alkalipitoisuudet ovat puolestaan anomaalisen pieniä, sillä alkalien yhteismäärä jää alle yhteen prosenttiyksikköön, ja näytteen rautapitoisuus on selvästi pienempi kuin vastaavan Si0 2 - pitoisuuden omaavissa metapeliiteissä. Koostumukseltaan näyte on varsin poikkeuksellinen, ja aiemmin Olkiluodon kairausnäytteistä on analysoitu vain yksi vastaavanlainen, runsaasti kvartsia ja anortiittista plagioklaasia sisältävä näyte. Siinä pyrokseenin paikalla mafisena mineraalina on kuitenkin sarvivälke ja pieni määrä biotiittia. Pegmatiittigraniitti on puolestaan tavanomainen, erittäin pienet titaani- ja zirkoniumpitoisuuden omaava granitoidi (taulukko 3-4). Sen MgO- ja Fe 2 0 3 -pitoisuus ovat myös pieniä ja K 2 0-pitoisuus puolestaan suuri, mitkä piirteet ovat tyypillisiä kaikille alueen pegmatiittitekstuurisille granitoideille. Hivenalkuainepitoisuudet ja -suhteet ovat alueen tyypillisiä pegmatiittijuonia vastaavia ja yleisesti pegmatiitit ovat verrattavissa koostumukseltaan peralumiinisiin graniitteihin.
41 Taulukko 3-4. Kairausnäytteen OL-KR7 kivilajien kemiallisia koostumuksia. KGM = kiillegneissimigmatiitti, SNGN = suonigneissi ja PYGN = pyrokseenigneissi, negatiivinen arvo merkitsee analyysin määritysrajaa pienempää pitoisuutta. Näyte OL.56 OL.57 OL.58 OL.59 OL.60 syv. (m) 327,88 421,65 500,97 541,64 782,46 Kivilaji PYGN KGM SNGN PGGR SNGN Si02% 62,7 62,7 64,6 72,6 67,4 Ti02% 0,427 0,781 0,738 0,018 0,66 Al20 3 % 16,2 17,5 16,3 15,1 14,3 Fe20 3 % 4,20 7,57 6,69 0,11 5,80 MnO% 0,24 0,05 0,04-0,01 0,03 MgO% 1,31 2,66 2,43 0,06 2,41 CaO% 12,90 1,07 0,89 0,19 1,02 N~O% 0,41 2,26 2,30 2,39 2,28 K20% 0,28 3,71 3,91 9,15 3,44 P20s% 0,24 0,13 0,12 0,21 0,13 Cr20 3 % -0,01 0,02 0,02-0,01 0,02 LOI% 1,05 1,90 1,40 0,15 1,60 Sum% 100,1 100,5 99,6 100,1 99,2 S% 0,02 0,13 0,05-0,01 0,02 Thppm 11,6 18,4 12,1 4,1 15,5 Rbppm 23 227 198 225 200 Yppm 35 32 29 17 30 Bappm 62 966 717 743 653 Zrppm 83 196 198 18 202 Nbppm 7 22 20 6 19 Srppm 359 140 167 189 180 Csppm 8 33 18 9 13 Uppm 4,9 5,8 9,5 3,4 7,3 Mnppm 1660 329 263 10 252 Fppm 245 1410 1070-20 967 Clppm -50-50 83 136-50 Brppm 1,3 2 2,5 3 1,7
42 3.3 Rakomineraalit Kairausnäytteen OL-KR7 jatkokairausosasta on tehty kaikkiaan 410 rakohavaintoa ja valituista näytteistä 7 RD-määritystä. Tutkituista raoista tavattiin kalsiittia, Fe-sulfidimineraaleja, serisiittiä, kvartsia, albiittia, kaoliniittia sekä savimineraaliseosten muodostamia raontäytteitä. Yhdestä raosta on tunnistettu sinkkivälkettä, ja grafiittia on kaikkiaan 26:ssa raossa. Runsaimmin sitä on kairauspituusväleillä 603-620 m ja 696-695 m. Rakopintojen kvartsiutumista esiintyy satunnaisesti koko kairausnäytteessä. Rakopintojen syöpymiä on tavattu 25:sta raosta. Avoraoissa on joskus kloriittinen haarniskapinta. Serisiittiä sisältäviä rakopintoja on erityisen runsaasti kairauspituuksilla 409-428 m, 539-566 m ja 690-695 m. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 3-1 sekä liitteestä 3. Raontäytteenä tavataan yleisimmin savimineraaleja (267 havaintoa), kalsiittia (204 havaintoa), sekä Fe-kiisuja (118 havaintoa). Ehjää kiveä tai niukkatäytteisiäja täytteettömiä rakoja sisältävää kairausnäytettä on kaikkiaan 94 m:n pituudelta. Metrimääräisesti yleisin rakomineraaliseurue on karbonaatti-savimineraaliseurue. Sen kattamia rakopintoja on kairauslävistyksessä kaikkiaan 124 metrin pituudella. Kairausnäytteessä tavatut rakomineraaliseurueet ja niiden runsaussuhteet ilmenevät kuvasta 3-2. Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue ~1 Karbonaattiseurue 1 1 Savimineraali-Fe-kiisuseurue 1 1 Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue 1 1 Savimineraaliseurue 1 1 Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue 1 1 Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen- täytteetön vyöhyke 1 1 Karbonaatti-savimineraaliseurue 1 1 1 J 1 20 40 60 80 100 120 140 Kuva 3-2. Rakomineraaliseurueiden yhteenlasketut esiintymispituudet metreinä kairausnäytteessä OL-KR 7.
43 3.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä Kairauspituusväli 300-310m: Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina, mutta kairauspituuksilla 303,22 m sekä 305,86 m paksuutta on jopa 2 mm. Fe-kiisut esiintyvät joko laikkuina tai omamuotoisina rakeina, ja paksuutta näillä täytteillä on 0,1-0,2 mm. Savimineraalitäytteitä on niukalti ja ne koostuvat yksinomaan kaoliniitista. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Kairauspituusvälillä vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke on kohdassa 305,11-307,10 m. Tähän liittyen kaisiitti muodostaa kairauspituudella 305,86 m ympäristöönsä nähden poikkeuksellisen paksun, 2 mm:n vahvuisen katteen. Muiden rakomineraalien esiintymisessä ei sen sijaan ole mitään mainittavaa eroa ympäristöön nähden. Kairauspituusväli 310-340 m: Karbonaattiseurue Kaisiitti on laikkumaista ja muodostaa tyypillisesti alle 0,3 mm:n vahvuisia täytteitä. Poikkeuksellisesti kairauspituudella 324,41 m täytepaksuus on 1 mm. Fe-kiisuja ja kaoliniittia esiintyy satunnaisesti koko pituus välillä. Useat raot ovat kloriittipintaisia, ja osa niistä on kvartsiutunut. Pituusvälillä 323,75-324,41 m on kolmessa perättäisessä raossa grafiittiaja Fe-kiisuja. Kairauspituusväli 340-350 m: Ehjä kivi Kairauspituusväli 350-370m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy 0, 1-0,2 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniittia ja/tai illiittiä, ja vahvuutta niillä on 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät pääosin laikkuina,joilla on paksuutta enimmillään 0,2 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Kairauspituusväli 370-408 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina laikkumaisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin muodostamia. Vahvuutta niillä on alle 0,3 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Parissa pituusvälin raossa on Fekiisuja.
Kairauspituusväli 408-473 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue 44 Pituusvälin alkupäässä on rakovyöhyke ( 409-411 m), jossa kaoliniitin ja illiitin yhdessä muodostamatkatteet ovat 2 mm:n vahvuisia. Kalsiittia esiintyy koko pituusvälillä, ja siitä muodostuvien täytteiden paksuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,5 mm. Kairauspituudella 412,06 m kalsiittitäytteen paksuus on 1 mm ja pituudella 418,57 m 2 mm. Rautakiisut esiintyvät osin laikkumaisesti, ja paikoin ne muodostavat omamuotoisia rakeita. Täytepaksuus on samaa luokkaa kalsiitin kanssa ja kookkaimmat kiteet ovat 2 mm:n mittaisia. Useat kairausvälin raot sisältävät kloriittiaja lisäksi pituusvälillä 409-439 m olevista raoista useat sisältävät serisiittiä. Muutamassa syvyysvälin raossa (412 ja 421,464 m) on kvartsiutumista. Kairauspituudella 409, 11-411, 10 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Kyseisessä jaksossa rakopinnat sisältävät serisiittiä ja savimineraalikatteiden paksuudet ovat säännöllisesti 2 mm. Kairauspituusväli 4 73-505 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevana ovat kaoliniitti, illiitti sekä niiden seokset 0,1 :stä - 2 millimetriin vahvoina katteina. Kalsiittia esiintyy ainoastaan satunnaisesti. Kairauspituusväli 505-525 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina laikkumaisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin muodostamia, ja vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Kairauspituusväli 525-550 m: Ehjä kivi Kairauspituusväli 550-575 m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin savimineraalitäytteet koostuvat kaoliniitista ja illiitistä tai niistä muodostuvista seoksista. Täytevahvuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkuina tai omamuotoisina kiteinä, joilla on mittaa enimmillään 0,5 mm. Muutamissa kairausvälin raoissa on lisäksi kloriittia. Serisiittiä esiintyy pituusvälillä 564,05-565,66 m. Kairauspituusväli 575-585 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevana on pelkkä illiitti. Täytepaksuudet vaihtelevat 0, 1-1 millimetriin. Pituusvälin raot ovat kloriittipintaisia.
Kairauspituusväli 585-605 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue 45 Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina laikkumaisina katteina. Välillä 589-590 m kalsiittitäytteen paksuus on 1 mm. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin muodostamia. Vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia sekä parissa raossa grafiittia (kairauspituudet 593 ja 603 m). Kairauspituusväli 605-621 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin täytteissä kaisiitti esiintyy laikkuina, joiden paksuus vaihtelee 0,1-0,8 millimetriin. Savimineraalitäytteet koostuvat kaoliniitista ja illiitistä tai näiden muodostamista seoksista. Täytevahvuudet ovat tyypillisesti 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkuina ja omamuotoisina kiteinä, joilla on mittaa enimmillään 0,5 mm. Muutamissa kairausvälin raoissa on kloriittia ja grafiittia. Kvartsiutumista esiintyy yhdessä raossa, ja lisäksi yhdessä raossa on sinkkivälkettä. Kairauspituusväli 621-637 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevina ovat kaoliniitti, illiitti sekä niiden seokset. Täytepaksuudet vaihtelevat 0, 1-0,5 millimetriin. Pituusvälin raot ovat kloriittipintaisia. Kairauspituusväli 637-650 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0, 1-0,8 mm paksuina, laikkumaisina katteina. Savimineraalitäytteet koostuvat illiitistä tai kaoliniitista, ja vahvuutta niillä on 0,1-1 mm. Rautakiisut esiintyvät joko pesäkkeinä tai laikkuina. Täytepaksuus on tavallisimmin alle 0,2 mm, mutta kairauspituudella 639,28 m paksuutta on 1,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy kloriittia. Yhdessä raossa on kvartsiutumista ja yhdessä grafiittia. Kairauspituusväli 650-696 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0, 1-0,5 mm paksuina katteina, mutta kairauspituudella 691,03-692,02 olevassa rakovyöhykkeessä kalsiittikatteiden paksuus on 1 mm. Savimineraalitäytteet muodostuvat kaoliniitista ja/tai illiitistä, ja vahvuutta niillä on 0,2-1 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Serisiittiä esiintyy säännöllisesti yllä mainitussa rakovyöhykkeessä ja samaisessa vyöhykkeessä esiintyy myös syöpyneitä rakopintoja.
Kairauspituusväli 696-710 m: Karbonaatti -savimineraali-fe-kiisu±grafiittiseurue 46 Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet muodostuvat kaoliniitista ja/tai illiitistä. Vahvuutta niillä on 0,1-1 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkumaisesti, ja täytepaksuus on enimmillään 0,5 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy kloriittiaja kairauspituusvälillä 696,34-696,89 m sijaitsevan rakovyöhykkeen kaikissa raoissa on grafiittia. Kairauspituusväli 710-720 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusväli on erittäin niukkarakoinen. Kaisiitti esiintyy 0,2-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet koostuvat illiitistä ja kaoliniitista. Vahvuutta niillä on 0,1-1 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkumaisesti täytepaksuuden ollessa 0, 1 mm. Koko kairauspituusvälillä raoissa esiintyy kloriittia. Kairauspituusväli 720-730 m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Rautakiisut esiintyvät tyypillisimmin omamuotoisina kiteinä. Täytepaksuus vaihtelee välillä 0,1-05 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat joko illiitistä ja/tai kaoliniitista tai muista savimineraaliseoksistaja täytepaksuudet ovat alle 1 mm. Kairausvälin raot sisältävät myös kloriittia. Kairauspituusväli 730-789 m: Ehjä kivi Kairauspituusväli 789-809,51 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Jakson kivilaji on poikkeuksellisen ehyt. Kaisiitti esiintyy tyypillisimmin 0,2-0,5 mm:n paksuisina laikkumaisina katteina. Poikkeuksellisesti kairauspituudella 794,52 m kalsiittitäytteellä on paksuutta 1 mm. Kairauspituudella 789,48 m kaisiitti esiintyy kahtena generaationa. Savimineraalitäytteet koostuvat lähes yksinomaan illiitistä ja kaoliniitista tai näiden muodostamista seoksista. Vahvuutta niillä on 0, 1-1 mm. Rautakiisut esiintyvät omamuotoisina kiteinä täytepaksuuden ollessa 0,1 mm.
47 4 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR12 Kairanreiän OL-KR12 lähtöpiste sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen keskiosassa (kuva 1-1). Lähtöpisteen koordinaatit ovat = 92571,68, Y = 25571,76 ja Z = 8,80. Kairanreiän lähtösuunta on 90,0 ja lähtökaltevuus 69,7. Kairauksessa näyte on otettu talteen pituusväliltä 40,20-795,34 m eli tutkitun kairasydämen kokonaispituus on 755,14 m. 4.1 Petrografia Kairanreikä OL-KR12lävistää Olkiluodon kohteelle tyypilliseen tapaan kiillemineraaleja runsaasti sisältäviä migmatiitteja ja erilaisia granitoideja. Kiillegneissimigmatiittien leukosomin määräosuus on varsin suuri, useissajaksoissajopa 50% seoskiven kokonaistilavuudesta. Leukosomi esiintyy leveähköinä, usein muutaman senttimetrin levyisinä juonina, joihin ei sisälly kvartsin ja maasälpien lisäksi juurikaan muita mineraaleja. Kiillegneissimigmatiittien paleosomi on selvästi suuntautunutta ja usein vielä sisäisesti raitaista siten, että muutamia millimetrejä leveät tummat ja vaaleat raidat ovat silmämääräisestikin selvästi erottuvia. Vaaleat raidat ovat leukosomin tapaan pääosin felsisistä mineraaleista koostuvia, joskin niihin voi sisältyä myös pieniä määriä biotiittia. Tummat raidat sisältävät kivien biotiitin lähes kokonaisuudessaan. Paleosomin tummiin raitoihin sisältyy usein myös mustia, läpimitaltaan 3-8 mm:n kokoisia porfyroblasteja, jotka muodostuvat usein piniittisestä kordieriitista, mutta saattavat muodostua myös muista mineraaleista. Paleosomi voi olla koostumukseltaan myös mafinen, jolloin sen tummien raitojen tai kokokivenkeskeisin tumma mineraali on yleisimmin sarvivälke. Tonaliiteiksi kutsuttuja, varsin homogeenisia mutta usein pilsteisiä kivilajeja tavataan yhtenä, lähes sata metriä pitkänä ja varsin yhtenäisenä jaksona kairauspituusvälillä 400-500 m. Kyseinen gneissimuunnos sisältää harvakseltaan muutamien senttimetrien levyisiä pegmatiittijuonia. Satunnaisesti tässä kivilajijaksossa on heikommin suuntautuneita jaksoja, jotka muistuttavat tekstuuriltaan varsin paljon syväkiviä, mutta kokonaisuudessaan kivilajiyksikkö on kuitenkin selvästi deformoitunut ja gneissimäinen. Pegmatiitteja tavataan kaikilla syvyystasoilla korkeintaan 15-20 metriä leveinä juonina, joiden materiaalit ovat karkearakeisia, punertavia tai harmahtavia leukokraattisia granitoideja. Lisäksi tavataan tasarakeisia, graniiteiksi nimettyjä, mutta kuitenkin selvästi suuntautuneita kivilajeja muutamissa jaksoissa. Yksityiskohtaisempi sanallinen ki vilaj ikuvaus on esitetty taulukossa 4-1 ja yksinkertaistettu kivilajipylväs kuvassa 4-1.
48 0 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KI SV GR SY 1 : 1 ; 1.... 100 200 300 400 x~ ~ ~ -~ ~ ~~i~. ~~.. il l t>(xxx~......... F=...,...... F:=r 1 - ~-- -~--- r iil t :.... :..! 1. 1 i...... 1...................... i -~--- l............. ~--- - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -. 1 ::::; l.. il l- -~---.........,... 1... = 1 : -~---!. -~---...! 1...!... tll tll 1,.................... -~--- -~---... 1 -'-! ~ 1 1 1 500 RKO = rakoluku (kpl/m) VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti KI = rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti SY= syöpymä 600 700... - -- ---------------1 -------------------------.... 1 1-...... 1 :.:: ;;;;::: : + l::l:.i:..:.::: :::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::::::::1::::::::~:::::::!:::::::~::::::::::::::::: f==!...... 1...!1... 1... 1:::== ~~--- -t:~~--- 1 1... -~ - :... ~ j! 1 1.. 1..... ~ Suonigneissi 1 ~ ~ ~ ~ 1 Kiillegneissimigmatiitti Amfiboliitti/ emäksinen paleosomi Tonaliitti ~ Graniitti/pegmatiitti Kuva 4-1. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajit ja rakomineraalit
49 Taulukko 4-1. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajit Syv. (m) Kuvaus Alkuosan maa- ja soijakairaus. 40,20 57,00 75,75 78,00 133,20 143,20 153,10 154,10 186,00 187,70 192,05 193,80 194,55 PEGMATITTTIGRANITTTI, joka on piirteiltään porfyyrinen ja loppuosassa runsaasti kiillegneissisulkeumia sisältävä. Paikoin pegmatiitti sisältää pyöreäpiirteisiä, suuria hajarakeita. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, johon sisältyy runsaasti erilaisia leikkaavia juonimateriaaleja. Juonimateriaalit ovat osin tasa- tai keskirakeisia, harmaita ja punaisia graniitteja ja osin karkearakeisia, pegmatiittimaisia kivilajeja. Paleosomin määräosuus on tyypillisesti varsin pieni. Mustia, läpimitaltaan 3-8 mm:n kokoisia porfyroblasteja sisältyy paleosomiin vaihtelevasti. MIGMATITTTI, jossa neosomia on vain 5-10 %, ja paleosomi vaikuttaa emäksiseltä, runsaasti tummia mineraaleja sisältävältä. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa neosomi muodostuu yleensä punasävyisestä, leukokraattisesta pegmatiittimaisesta materiaalista. Leukosomin määrä on 10-30 %, ja se muodostaa tavallisesti 1-20 cm, joskus jopa 0,5 m leveitä juonia. Osin paleosomi on suonigneissimäinenja pituusvälillä 108,00-109,50 m paleosomi on amfiboliittinen. Punainen, leukokraattinen PEGMATITTTI, joka on keski- tai karkearakeinen. KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa on kapeita, tonaliittimaisia gneissij aksojaja punaista leukosomia 10-20% kiven tilavuudesta. Leukokraattinen PEGMATIITTI. KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jonka paleosomi vaihtelee satunnaisesti kvartsiittisesta kiillegneissimäiseen. Leukosomi on harmaata tai punaista, ja se muodostaa 0,5-10 cm leveitä juonia. Harmaa, karkearakeinen PEGMATllTTIGRANIITTI. KIILLEGNEISSI, jossa on muutamia kapeita pegmatiittijuonia. Jakson alussa paleosomi sisältää poikkeuksellisen paljon tummia mineraaleja kairauspituudelle 189,50 m saakka. Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI. KIILLEGNEISSI. Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI.
50 Taulukko 4-1. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus 197,00 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI, joka on jakson alkupäässä pegmatiittimainen, suuria maasälpähajarakeita sisältävä, mutta muuttuu jakson loppuosaan mentäessä tavanomaisemmaksi migmatiitiksi. Jakson lopussa, pituudelta 206,50 m alkaen paleosomi on amfiboliittinen. 208,10 Harmaa PEGMATITTTI, jossa on 10-30 cm leveitä kiillegneissikappaleita syvyydeltä 207,00 m eteenpäin. 225,30 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI,jossa leukosomin määrä on pieni, alle 10% ja se muodostuu pääasiassa kapeista, harrnaista juonista. 240,75 Harmaa PEGMATITTTI, jossa on muutamia kiillegneissisulkeumia ja paikoin granaattirakei ta. 244,00 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI,jossa leukosomia on tyypillisesti 10-40%, ja se muodostaa 1-40 cm leveitä juonia. Paikoin paleosomi on pilsteistä, tonaliittimaista. 268,30 GRANITTTI, keskirakeinen kivi, joka on osin, etenkin jakson loppuosassa, homogeeninen, punertava ja syväkivimäinen, mutta johon sisältyy raitaisia, gneissimäisiä jaksoja. Kivessä on satunnaisesti vaaleita, muutaman cm:n levyisiä pegmatiittijuonia. 281,35 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI, jonka leukosomi muodostuu 1-5 cm leveistä, silmäkkeisistäjuonista, ja sen määrä on tyypillisesti 10-20 %. 292,70 Punertava karkearakeinen PEGMATITTTI. 294,50 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leukosomin määrä on tyypillisesti 10-20 % ja paleosomiin sisältyy vyöhykkeitä, joissa mustia porfyroblasteja voi olla paikallisesti jopa 20-30% kiven tilavuudesta. 314,30 Punainen, _ karkearakeinen PEGMA TIITTI, jossa on kirjomaasälpäpitoisia vyöhykkeitä ja läpimitaltaan 10-15 cm:n kokoisia kiillegneissikappaleita. 316,25 KITLLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leukosomia on keskimäärin 10-20 % ja tavallisesti se muodostaa noin 5 cm leveitä juonia. Osin kivi on suonigneissimäinen ja sisältää noin senttimetrin levyisiä, silmäkkeisiä juonia. Väleillä 339,00-342,80 m, 345,50-346,50 m ja 354,40-358,50 m on leikkaavan pegmatiittimateriaalin osuus yli 50 %. 371,55 Pilsteinen, suuntautunut TONALITTTI tai kiillegneissi, jossa on satunnaisesti alle 5 cm leveitä pegmatiittijuonia.
51 Taulukko 4-1. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus 383,15 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leukosomin määrä vaihtelee 5-50 %:iin. Paleosomissa on paikoin runsaasti mustia porfyroblasteja. 406,65 TONALITTTI, joka on homogeeninen ja pilsteinen ja sisältää harvakseltaan kapeita, 1-5 cm leveitä pegmatiittijuonia. Satunnaisesti kivessä on vähemmän suuntautuneita ja epäselvemmin pilsteisiä kiillegneissiosueita. 495,40 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jonka paleosomi on varsin pienirakeista ja usein liuskemaista. Neosomin määrä on alle 5 %, ja juonet ovat kapeita, tyypillisesti alle 1 cm leveitä. 509,70 Harmaa, karkearakeinen PEGMATITTTI, johon sisältyy muutamia kiillegneissisulkeumia. 522,60 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa on runsaasti mustia porfyroblasteja ja leukosomia alle 50 %. 536,90 Harmaa, breksiapiirteinen PEGMATIITTI. 545,10 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa neosomia on alle 5 %. 557,10 Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI, jossa on korkeintaan 10-20 cm:n läpimittaisia kiillegneissisulkeumia. 567,10 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, jossa on harmaita, korkeintaan 10-30 cm leveitä pegmatiittijuonia ja homogeenisia, keskimääräistä vähemmän migmatisoituneita jaksoja satunnaisesti. Pituusvälillä 569-571 m paleosomi sisältää poikkeuksellisen runsaasti amfibolia. 578,30 Harmaa, karkearakeinen PEGMATITTTI. 581,30 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI, kuten edellä. 585,90 Harmaa, karkearakeinen PEGMATIITTI. 589,15 KIILLEGNEISSIMIGMATIITTI. 600,30 Harmaa karkearakeinen PEGMATIITTI, jossa on satunnaisesti kiillegneissikappaleita ja vihertävänsävyisiä epidoottiutuneita jaksoja. 616,40 Keskirakeinen, homogeeninen KIILLEGNEISSI, jossa on vain vähän leikkaavia pegmatiittijuonia. Jakson alkuosassa juonia ei ole juuri lainkaan. 621,00 Harmaa PEGMATIITTI.
52 Taulukko 4-1. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajit, jatko. Syv. (m) Kuvaus 622,50 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leikkaavaa juonimateriaalia on alle 5 %. Jaksoon sisältyy yksi leveä epidoottipitoinen pegmatiittijuoni. 624,90 Harmaa PEGMATITTTI. 625,85 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI 626,80 Harmaa PEGMATITTTI, joka on karkearakeinen ja paikoin epidoottipitoinen. 628,70 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leikkaavaa juonimaista materiaalia on alle 5 %,jajoka on kokonaisuudessaan varsin homogeeninenja liuskemainen. 634,30 Harmaa PEGMATITTTI, jossa on satunnaisesti pieniä kiillegneissisulkeumia ja joka on jakson alussa voimakkaasti epidoottiutunut. 644,50 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa on neosomijuonia alle 5 %. 650,35 Harmaa PEGMA TITTTI. 651,50 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI. 654,40 PEGMATITTTI, joka on osin harmaa ja osin vihertävä, epidoottipitoinen. 656,20 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, joka muuttuu jakson loppuosassa homogeeniseksi kiillegneissiksi tai sarvivälkepitoiseksi gneissiksi. 65 8, 15 Harmaa PEGMA TITTTI, jossa on paikoin runsaasti gneissisulkeumia, ja joka on paikoin voimakkaasti epidoottiutunut. 664,25 KIILLEGNEISSIMIGMATITTTI, jossa leukosomia on alle 10 %. Leveitä PEGMATITTTI-juonia voi sisältyä kiveen paikoin jopa 50 %. Pegmatiittijuonet ovat rikkonaisia, breksiarakenteisia ja jakson keskivaiheilla myös voimakkaasti epidoottiutuneita. 677,30 Harmaa, karkearakeinen PEGMA TITTTI. 679,75 SUONIGNEISSI, jossa on 1-3 cm leveitä, silmäkkeisiä juonia noin 20 % kiven tilavuudesta. Pituusvälillä 736-755 m on runsaammin homogeenisiä gneissijaksoja ja leveitä pegmatiittijuonia, ja kivi on kokonaisuudessaan poikkeuksellisen rikkonaista. Kairauspituudelta 759 m eteenpäin leukosomin osuus voi olla jopa yli 60 %ja tummat raidat ovat keskimääräistä karkearakeisempia. 795,34 Loppu
53 4.1.1 Modaalinen mineraalikoostumus ja tekstuuri Kairausnäytteestä OL-KR12 on valittu petrografisia tutkimuksia varten 13 näytettä joista 11 :sta on tehty myös kokokiven kemialliset analyysit. Petrografiseen tutkimukseen valituista metapeliiteistä näytteet OL.61, OL.65, OL.66, OL.67 ja OL.68 on kartoitettu kiillegneissimigmatiiteiksi ja näyte OL.69 vähemmän migmaattiseksi kiillegneissiksi. Näyte OL. 71 edustaa migmatiittirakenteensa osalta muista poikkeavaa suonigneissiä. Suuntautuneeksi graniitiksi on kartoitettu näytteen OL.64 edustama kiv-ilajiyksikkö ja OL.63 edustaa siihen sisältyvää gneissimäistäjaksoa. Näytteet OL.62 ja OL.70 edustavat graniittipegmatiittej a. Mineraalikoostumuksensa osalta kaikki metapeliittinäytteet ovat keskenään jokseenkin samankaltaisia, kiilteitä tai niiden metamorfisia vastineita 15-25 % sisältäviä, voimakkaasti suuntautuneita gneissejä (taulukko 4-2 ja 4-3). Kordieriittia tai sen muuttumistuloksia sekä sillimaniittia sisältyy useisiin näytteisiin. Näytteet OL.65 ja OL.68 ovat keskenään lähes identtisiä, keskirakeisia ja paleosomin osalta selvästi raitaisia muunnoksia. Biotiittia runsaasti sisältävät tummat raidat ovat molemmissa näytteissä alle 1,5 mm leveitä ja koostuvat raitaisuuden tasoon keskinkertaisesti suuntautuneista, 0,5-2 mm pitkistä biotiittisuomuista, piniittiytyneestä kordieriitista sekä kvartsista ja maasälvistä, joiden määrä vaihtelee tummissa raidoissa 30-50 %:iin Vaaleat raidat ovat korkeintaan 2-3 mm leveitä, ja niiden maasälvät sekä kvartsi esiintyvät satunnaisen muotoisina, usein pyöreäpiirteisinä ja läpimitaltaan 0,5-1 mm:n kokoisina rakeina. Sekä tummien että vaaleiden raitojen alueet ovat tekstuuriltaan granoblastisia, satunnaisen muotoisista ja usein pyöreäpiirteisistä rakeista koostuvia. Tummien mineraalien keskittyminen tekee kivet anisotrooppisiksi ja ohjaa kivien lohkeavuutta selvästi. Molemmissa näytteissä maasälvät ovat pinta-alaltaan 10-40 %:n osalta saussuriittisen massan samentamia ja bioliittisuomut satunnaisesti kloriittiutuneita. Kordieriitti on puolestaan kauttaaltaan piniittiytynyttä, hyvin pienirakeisen serisiitti - kloriittiseoksen korvaamaa massaa. Näyte OL.67 edustaa pienirakeisempaaja vähemmän muuttunuttakiillegneissityyppiä. Sen keskimääräinen raekoko on noin 0,5 mm. Kiven raitaisuus ei ole myöskään kehittynyt yhtä selväksi kuin edellä kuvatuissa migmatiiteissa, ja lisäksi lähes kaikki näytteen mineraalit ovat hyvin terveitä ja muuttumattomia. Ainoastaan kordieriitti on osittain piniittiytynyttä, mutta kokonaisuudessaan muuttunut massa edustaa vain 20-30 %:a kordieriitin kokonaismäärästä. Pienen raekoon ja alhaisen muuttumisasteen takia tämän näytteen kaltaiset
54 kivilajimuunnokset ovat mekaanisesti lujempiakuin runsaasti hydratoituneita, sekundäärisiä mineraaleja sisältävät vastineensa. Näytteet OL.61 ja OL.69 edustavat puolestaan poikkeuksellisen voimakkaasti muuttuneita gneissityyppejä. Kokonaisuudessaan näytteen OL.69 edustama kivilajiyksikkö on varsin vähän migmaattinen, ja jakso on kartoitettu kiillegneissiksi. Kiven tekstuurissa tämä on havaittavissa pienehkönä, keskimäärin 0,5 mm:n raekokona, kun voimakkaammin migmaattisen ympäristön gneissin keskimääräinen raekoko on migmatiiteille tyypillisesti 1 mm:n luokkaa. Retrograadiset muuttumistapahtumat ovat vaikuttaneet molemmissa näytteissä voimakkaasti lähes kaikkiin mineraaleihin. Ainoastaan kvartsirakeet ovat muuttumattomia ja tyypillisesti pyöreäpiirteisiä. Plagioklaasirakeet ovat vähintään kymmenien prosenttien osalta alastaan saussuriittisiajajonkin verran tavataan täysin läpikotaisesti saussuriittimassan samentamia rakeita. Kalimaasälpä on vähemmän muuttunutta, mutta sekin on aina jossain määrin serisiittipigmentin samentamaa. Bioliittisuomut ovat lähes kokonaisuudessaan kloriittimassan korvaamia, ja kordieriittirakeistakin vain murto-osa on säilynyt muuttumattomana. Suonigneissityyppisen migmatiitin (OL.71) keskimääräinen mineraalikoostumus poikkeaa muista metapeliiteistä pienemmän kiillemineraaliosuutensa takia, mikä aiheutuu kiveen syntyneiden karkearakeisten, leukokraattisten pegmatiittijuonten tai -suonten olemassaolosta. Kyseiset suonet muodostuvat suurista, keskimääräiseltä raekooltaan 3-5 mm:n kokoisista kvartsi- ja maasälpärakeista sekä hyvin pienestä määrästä muskoviittia. Leukosomijuonet ovat tyypillisesti 1-2 cm leveitä, ja osin niihin liittyy selvästi muuta juonta leveämpiä kvartsi-maasälpäsilmäkkeitä. Leveitten suonten lomaan jäävä paleosomi on vielä selvästi raitaista siten, että 3-4 mm leveät tummat ja vaaleat raidat erottuvat selvästi. Vaaleat raidat muodostuvat granoblastisesta massasta, jossa kvartsi, maasälvät sekä kordieriitti esiintyvät keskimäärin 2-3 mm:n läpimittaisina, täysin satunnaisen muotoisina rakeina. Tummissa raidoissa biotiitin suhteellinen määräosuus on suuri, usein yli 50 %, ja myös muut mafiset mineraalit ja opaakit ovat keskittyneet näiden tummien raitojen yhteyteen. Tummien mineraalien voimakas keskittyminen tummiin raitoihin ohjaa voimakkaasti kiven lohkeavuutta. Plagioklaasia ja kordieriittia lukuun ottamatta kiven mineraalit ovat lähes muuttumattomia ja terveitä. Plagioklaasi on tavallisesti 10-20 %:n osalta alastaan saussuriittista ja kordieriitti on samalta pinta-alaosuudelta piniittistä. Näyte OL.66 edustaa heikosti migmatiittiutunutta, varsin homogeenista jaksoa. Mikroskooppisesti migmatiitin paleosomi on tasalaatuinen ja verrattain huonosti suuntautunut kiillegneissi, jossa kaikki päämineraalit, kvartsi, maasälvät sekä kiilteet esiintyvät keskimäärin 0,5 mm:n läpimittaisina rakeina. Kokonaisuudessaan materiaali on varsin mono-
55 toninen, pienirakeinenja granoblastinen. Kaikki mineraalispesiekset esiintyvät vain vähän muuttuneina rakeina. Mineraalikoostumuksen osalta ainut merkittävä eroavaisuus tavanomaisimpiin kiillegneisseihin on näytteen korkeahko apatiittipitoisuus. Apatiittia esiintyy pieninä, läpimitaltaan alle 0,3 mm:n kokoisina rakeina tasaisesti koko kiveen jakaantuneena. Toista heikosti migmaattista gneissityyppiä edustaa näyte OL.69, mutta edellä kerrotuo mukaisesti se on voimakkaasti retrograadisesti muuttunut, biotiitin osalta esimerkiksi täysin kloriittiutunut kivilaji. Graniittista kivilajiyksikköä edustavat näytteet, OL.63 ja OL.64, ovat molemmat niin mesoskooppisilta kuin mikroskooppisilta piirteiltäänkin selvästi suuntautuneita, mutta näyte OL.63 edustaa pilsteistä ja raitaistakin gneissityyppiä, joka sijoittuu syväkivimäisempien granitoidien hallitsemaan ympäristöön. Tekstuuriltaan molemmat näytteet ovat varsin tasarakeisia, lähinnä granoblastisia kivilajeja, joiden maasälvät esiintyvät täysin satunaisen muotoisina, tavallisesti korkeintaan 2 mm:n läpimittaisina rakeina. K vartsirakeet ovat pyöreäpiirteisiä ja kooltaan tyypillisesti alle 1 mm:n kokoisia. Biotiitti on tai ainakin se on ollut ainut merkittävä tumma mineraali. Kiillesuomut ovat 0,5-2 mm pitkiä ja kohtalaisesti suuntautuneita. Kalimaasälpäpitoisuus on näytteessä OL.64 suurempi kuin näytteessä OL.63, mutta jälkimmäisen näytteen kiillepitoisuus on suurempi ja raitaisuus selvemmin erottuva. Sekundäärinen muuttuminen, biotiitin täydellinen kloriittiutuminen ja lähes täydellisesti kaikkia plagioklaasirakeita kattava saussuriittimassa ovat näytteelle OL.64 tyypillinen piirre. Näytteen OL.63 päämineraalit ovat vain pieneltä osin hydratoituneita, plagioklaasi saussuriittista noin 10 % osalta alastaan ja biotiittisuomut vähän reunoiltaan kloriittisia. Näytteen suurehkoa apatiittipitoisuutta voidaan pitää alueen granitoideille myös epätyypillisenä piirteenä. Pegmatiittiset kivilajit, OL.62 ja OL.70, ovat molemmat erittäin karkearakeisia, keskimääräiseltä raekooltaan 5-10 mm:n kokoisia ja leukokraattisia. Tekstuuriltaan ne ovat pegmatiiteille tyypilliseen tapaan allotriomorfisgranulaarisia eli täysin satunnaisen muotoisista rakeista koostuvia kivilajeja. Tummia mineraaleja niissä edustaa biotiitin jäänteenä pieni kloriittipitoisuus. Näytteiden plagioklaasit ovat myös varsin vahvasti saussuriittisia ja kalimaasälvät osittain serisiittisiä, mikä aiheuttanee niiden maasälpien harmahtavan värisävyn. Näytteeseen OL.70 sisältyy myös jonkin verran epidoottia, ja sitä ympäröivissä kivilajeissa on varsin runsaasti epidoottijuonia. Ominaispainoltaan ympäristöään raskaampia kivilajijaksoja edustavat näytteet OL.72 ja OL.73 ovat todennäköisesti molemmat olleet jossain vaiheessa amfiboliiteiksi luettavia metamorfisia kivilajeja, mutta nykymuodossaan näyte OL.72 on erittäin voimakkaasti hydratoitunut saussuriitti-kloriittikivi. Näyte koostuu pääosin pienirakeisesta saussuriitti-
56 Taulukko 4-2. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. AKGN = apatiittipitoinen kiillegneissi, GR = graniitti, KGM = kiillegneissimigmatiitti, KGN = kiillegnessi, PGGR = pegmatiittigraniitti, +=tunnistettu aksessorinen mineraali. Näyte OL.61 OL.62 OL.63 OL.64 OL.65 OL.66 OL.67 Syv. (m) 81,92 213,60 270,60 275,12 300,52 352,47 500,93 Kivilaji KGM PGGR KGN GR KGM AKGN KGM Kvartsi 32,4 27,4 25,8 31,8 14,8 36,0 33,2 Plagioklaasi 36,6 33,6 35,6 32,6 7,2 25,6 17,6 Kalimaasälpä 5,4 35,3 18,2 25,6 3,0 1,0 7,4 Biotiitti 5,0 0,1 16,8 0,0 23,6 34,2 21,6 Muskoviitti 0,4 1,2 1,6 0,2 1,2 0,0 1,2 Sarvivälke 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Kloriitti 9,8 2,2 0,4 7,6 3,8 0,0 0,2 Kordieriitti 10 0(3 ' 0,0 0,0 0,0 44,4( 3 0,0 16 o< 2 ' Saussuriitti + + + + + + + Muut ei opaakit 0,2 0,2 0,8 0,8 0,6 2,6 1,6 Apatiitti + + + + + + + S illimanii tti + Titaniitti + + + + Zirkoni + + + + + + + Opaakit yht. 0,2 + 0,8 1,4 1,4 0,6 1,2 Magnetiitti + Hematiitti + + Magneettikiisu + + + + + Rikkikiisu + + + + + + + Kuparikiisu + + + + Sinkkivälke + + + 0 = vähän muuttunut < 2 = keskiasteisesti piniittiytynyt < 3 = läpikotaisesti piniittiytynyt massasta, joka ympäröi satunnaisen muotoisina rakeina esiintyvää kvartsia ja maasälpiä. Epidootti, karbonaatti ja muskoviitti esiintyvät paikoin tunnistettavina rakeina, mutta yleensä ne sisältyvät mikrokiteiseen saussuriittimassaan. Näyte OL. 73 luokittuu puolestaan amfiboliitiksi, jossa sarvivälke esiintyy pieninä, keskimäärin 0,5 mm:n mittaisina rakeina. Anortiittiset plagioklaasirakeet ovat vielä tätäkin pienempiä ja osittain saussuriittimassan
57 Taulukko 4-3. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajien modaaliset mineraalikoostumukset. AFBT = amfiboliitti, KGM = kiillegneissimigmatiitti, SNGN = suonigneissi, PGGR = pegmatiittigraniitti, + = tunnistettu aksessorinen mineraali. Näyte OL.68 OL.69 OL.70 OL.71 OL.72 OL.73 Syv. (m) 574,65 617,85 634,92 789,91 76,15 569,75 Kivilaji KGM KGN PGGR SNGN AFBT AFBT Kvartsi 29,6 39,4 59,6 23,0 27,4 3,0 Plagioklaasi 18,4 20,6 15,8 6,6 16,0 16,6 Kalimaasälpä 6,8 8,0 14,2 32,2 3,4 0,0 Biotiitti 18,2 0,0 0,0 9,6 0,0 0,4 Muskoviitti 0,0 0,6 10,2 1,8 6,6 Sarvivälke 58,2 Kloriitti 1,4 19,6 0,2 0,2 2,8 2,4 Kordieriitti 24 8(3 9 6(3 25,6( 1 ' ' Saussuriitti + + + + 42,4 5,4 Muut ei opaak. 0,4 1,4 0,8 0,2 12,2 Apatiitti + + + + + + S illimanii tti + + Titaniitti + + + + + Zirkoni + + + + + + Opaakit 0,4 0,8 + 0,2 1,2 1,8 Magnetiitti + Hematiitti + + + Magneettikiisu + + + + + Rikkikiisu + + + + + Kuparikiisu + + Sinkkivälke + + 0 = vähän muuttunut < 2 = keskiasteisesti piniittiytynyt < 3 = läpikotaisesti piniittiytynyt samentamia. Apatiitinja titaniitin poikkeuksellisen suuri määrä on tälle näytteelle ominainen piirre. Apatiittirakeet ovat 0,2-0,3 mm:n kokoisia ja usein niissä on hyvin pienirakeinen, musta pigmentti rakeiden sydänosissa. Näytteen opaakkipitoisuus, eritoten magneettikiisun määrä, on varsin korkea, ja myös muita sulfidimineraaleja siihen sisältyy verrattain runsaasti.
58 4.1.2 Mineraalikemia Kairausnäytteen OL-KR12 mineraaleista on analysoitu 3 plagioklaasiraettaja 3 biotiittiraetta. Yksi analysoitavaksi valittu näyte on migmaattinen kiillegneissi, yksi apatiittia sisältävä kiillegneissi ja yksi pegmatiittigraniitti Analyysitulokset on esitetty taulukossa 4-4. Analysoidut plagioklaasikiteet ovat peräisin runsaasti apatiittia sisältävästä kiillegneissistä, suuntautuneesta, graniittiutuneeseen yksikköön sijoittuvasta kiillegneissistäja graniittipegmatiitista. Apatiittipitoisen kiillegneissin plagioklaasi on andesiinia anortiittipitoisuuden ollessa 38% eli selvästi suurempi kuin tavanomaisissa kiillegneisseissä. Koostumus vastaa pikemminkin emäksisissä amfiboliiteissa tavattujen plagioklaasien koostumuksia. Graniittisen jakson kiillegneissinäytteen plagioklaasi on oligoklaasia ja sen anortiittipitoisuus, 21,5 %, on sama kuin tavanomaisissa kiillegneisseissä Olkiluodon alueella. Pegmatiittisesta graniitista analysoitu plagioklaasi on samoin oligoklaasia, mutta sen anortiittipitoisuus on vain 15,6 %, mikä on puolestaan varsin tyypillinen lukema leukokraattisille pegmatiiteille. Biotiitti K(Mg,Fe )/OH,F)iAl,Fe )Si0 10 Voimakkaasti graniittiutuneeseen yksikköön liittyvästä kiillegneissistä analysoitu biotiitti on koostumukseltaan kiillegneisseille varsin tyypillistä keskinkertaisen Fe/(Fe+Mg) suhteen (noin 0,7) omaavaa ja heikosti muuttunutta kiillettä. Apatiittia runsaammin sisältävän näytteen (OL.66) biotiitti on hieman edellä mainittua flogopiittisempaa, eli sen Fe/(Fe+Mg)-suhde on hieman pienempi ja samoin Al IV-luku hieman pienempi kuin graniittisen näytteen biotiitissa. Kaavaan laskettujen kaliumkationien lukumäärä on noin 1,7 molemmissa analysoiduissa biotiiteissa, minkä perusteella voi olettaa, että ne eivät edusta täysin muuttumattomia rakeita. Pegmatiitista analysoitu muskoviitti on tehdyn analyysin perusteella koostumukseltaan lähes ideaalista. Erona muihin alueelta analysoituihin muskoviitteihin on OL-KR12:sta analysoidun muskoviittien korkeampi Fe/(Fe+Mg) suhde. Analysoidussa näytteessä se on 1 ja tehtyjen analyysien keskiarvona 0,55.
59 Taulukko 4-4. Kairausnäytteen OL-KR 12 mineraalien kemialliset koostumukset painoprosentteina. BIO= biotiitti, MUS = muskoviitti, PLG = plagioklaasi, AKGN = apatiittipitoinen kiillegneissi, KGN = kiillegneissi, PGGR = graniittipegmatiitti. Näyte OL.63 OL.66 OL.70 Näyte OL.63 OL.66 OL.70 Syv. (m) 270,6 352,47 634,92 Syv. (m) 270,6 352,47 634,92 Kivilaji KGN AKGN PGGR Kivilaji KGN AKGN PGGR Mineraali PLG PLG PLG Mineraali BIO BIO MUS Si02 61,53 58,12 63,47 Si02 33,6 35,1 46,3 Al20 3 22,0 24,9 21,1 Ti02 3,42 3,5 0,02 FeO -0,03 0,01 0,00 Al20 3 16,5 16,3 35,7 CaO 4,53 7,76 3,16 Cr20 3 0,01 0,00 0,00 Na20 8,99 6,87 9,63 FeO 22,8 20,5 0,61 K20 0,19 0,17 0,07 MnO 0,10 0,26 0,01 Total 97,2 97,8 97,1 MgO 6,45 8,82 0,09 Si 11,2 10,6 11,5 CaO 0,05 0,07 0,01 Al 4,72 5,35 4,49 Na20 0,08 0,12 0,56 Fe2 0,00 0,00 0,00 K20 7,90 7,91 9,19 Ca 0,88 1,52 0,61 V203 0,05 Na 3,18 2,43 3,38 Cr20 3 0,02 K 0,04 0,04 0,02 NiO 0,01 Cations 20,0 19,9 19,9 Total 92,6 94,5 92,6 Ab 77,4 61,0 84,3 CTotal 92,6 94,5 92,0 An 21,5 38,0 15,6 Si 5,70 5,77 6,58 Or 1,10 1,00 0,10 AIIV 2,30 2,23 1,42 AlVI 1,00 0,91 2,94 Ti 0,44 0,43 0,09 Fe3 0,67 Fe2 3,24 2,82 0,09 Cr 0,00 0,00 Mn 0,01 0,04 0,00 Mg 1,64 2,16 0,00 Ca 0,01 0,01 0,00 Na 0,03 0,04 0,09 K 1,71 1,66 1,95 Cations 16,1 16,1 13,8 Fe/FeMg 0,66 0,57 1,00 Mg/FeMg 0,34 0,43
60 4.2 Kokokiven kemia Kairausnäytteen OL-KR 12 kivilajeista on tehty 11 kokokivianalyysiä. Metapeliittisiä kivilajeja edustavat kiillegneissimigmatiiteiksi luokitellut näytteet OL.61, OL.65, OL.67, OL.68, kiillegneissinäyte OL.69, yksi migmatiittitekstuuriltaan suonigneissimäinen näyte (OL.71) sekä yksi poikkeuksellisen runsaasti apatiittia sisältävä kiillegneissimuunnos (OL.66). Graniittispiirteistä jaksoa edustaa kaksi näytettä, joista toinen on selvästi gneissimäinen (OL.63) ja toinen selvemmin syväkivimäinen (OL.64). Pegmatiittigraniiteja edustaa samoin kaksi näytettä (OL.62 ja OL.70). Analyysitulokset on esitetty taulukoissa 4-5 ja 4-6. Valitut näytteet edustavat koostumuksensa osalta varsin kattavasti Olkiluodon alueen metapeliittiseuruetta, jonka jäsenten Si0 2 -pitoisuudet vaihtelevat alle 60 %:sta runsaaseen 70 %:iin. Si0 2 -pitoisuuden nousun myötä keskimääräinen Ti0 2 -pitoisuus pienentyy jokseenkin lineaarisesti 0,85:stä 0,55 %:iin, Al 2 0 3 -pitoisuus 20:stä 14 %:iin, Fe 2 0 3 9:stä 4 o/o:iin, MgO 3,5:sta 2 o/o:iin ja K 2 0-pitoisuus 4,5:sta 2,5 o/o:iin. CaO-pitoisuus näyttää puolestaan hieman kohoavan, eli muutos tapahtuu 0,5:sta 1,5 %:iin ja samoin Na 2 0- pitoisuus kasvaa 1,5:sta 2,5 %:iin. Tästä reiästä analysoidut eri tavoin migmaattiset kiillegneissit noudattavat hyvin tarkasti edellä mainittua koostumusmallia (taulukko 4-5 ja 4-6). Hivenalkuainepitoisuuksiensa osalta metapeliitit ovat samoin keskenään lähes identtisiä ja useimpien analysoitujen hivenalkuaineiden pitoisuudet ovat varsin lähellä maankuoren yläosan keskikoostumusta. Cs-pitoisuudet poikkeavat siitä merkittävimmin ollen ainakin joissain näytteissä 15-26 ppm, eli selvästi keskipitoisuutta suurempia. Sr-pitoisuudet ovat vastaavasti maankuoren keskipitoisuutta pienempiä, vain hieman yli 100 ppm, mutta muiden elementtien pitoisuuksissa poikkeamat ovat pienempiä (taulukko 4-5 ja 4-6). Voimakkaasti muuttuneet, runsaasti hydrautuneita mineraaleja sisältävät gneissinäytteet, OL.61 ja OL.69 ovat lähes kaikkien pääalkuainepitoisuuksien osalta verrattavissa vähemmän muuttuneisiin vastineisiinsa. Ainoiksi poikkeamiksi voidaan tulkita korkeahko natrium- ja pienehkö kaliumpitoisuus. Hivenalkuainepitoisuuksissa muuttuminen näyttäisi vaikuttavan ainakinjoissain tapauksissa siten, että rubidium- ja bariumpitoisuudet pienentyvät ja cesiumpitoisuudet muuttuvat joko suuremmiksi tai pienemmiksi ilmeisestikin muuttumisprosessin luonteen ohjaamana. Apatiittia runsaasti sisältävä kiillegneissipaleosomi (OL.66) sisältää 57 % Si0 2 :ta eli vähemmän kuin tyypillisimmät kiilteitä runsaasti sisältävät migmatiitit. Näytteen titaanipi-
61 toisuus on samoin poikkeuksellisen suuri ja alumiinipitoisuus vastaavasti pieni (taulukko 4-5). Fosforipitoisuus on luonnollisesti suuri, P 2 0 5 :nä yli 1 %ja CaO-pitoisuus on lähes 4,5 %eli 4 prosenttiyksikköä enemmän kuin keskimääräisissä kiillegneisseissä. Fosforin ja titaanin lisäksi näytteen muut hivenalkuainepitoisuudet ovat jokseenkin samansuuruisia kuin tavanomaisissa kiillegneisseissäkin. Ainut selvästi havaittava eroavaisuus on nähtävissä suurehkona strontiumpitoisuutena, joka on lähes 1000 ppm kun se muissa näytetyypeissä on korkeintaan hieman yli 200 ppm. Graniittista jaksoa edustavat näytteet ovat mineraalikoostumuksensa perusteella graniittisia, biotiittia sisältäviä kiviä. Tekstuuriltaan kumpikaan tutkituista näytteistä ei kuitenkaan ole täysin tyypillinen syväkivi, vaan toinen on suuntautunut, gneissimäinen granitoidi (OL.64),ja toinen on varsin tyypillinen, joskin karkearakeinen gneissi (OL.63). Tältä osin ne muistuttavat alueen tonaliitteiksi ja tonaliittigneisseiksi kutsuttuja kivilajeja. Kemiallisesti molemmat näytteet ovat lähes identtisiä alueen metapeliittien kanssa (taulukko 4-5). Pääkomponenttien osalta, alkalipitoisuutta lukuun ottamatta, ei ole havaittavissa minkäänlaisia eroavaisuuksia verrattaessa niitä vastaavat Si0 2 -pitoisuudet omaaviin migmaattisiin kiillegneisseihin. Natriumin ja kaliumin yhteismäärä on kuitenkin suurempi kuin keskimääräisissä migmatiiteissa, mutta se ei kuitenkaan ole suurempi kuin eniten alkaleja sisältävissä migmatiiteissa. Tämän perusteella on mahdollista arvioida, että yksi mahdollisuus graniittisten kivilajien syntymiselle on metasomaattinen kaliumin ja natriumin määrään lisääntyminen. Vastaavat prosessit ovat tosin voineet vaikuttaa pienemmässä määrin myös tavanomaisiin, migmaattisiin kivilajeihin. Graniittisten kivilajien läheistä suhdetta metapeliitteihin tukevat selvästi myös hivenalkuainepitoisuudet, sillä minkään pitoisuuden tai elementtisuhteen osalla ei ole nähtävissä merkittäviä eroja näiden tekstuuriltaan erilaisten kivilajiryhmien edustajien välillä. Pegmatiittinäytteet (OL.62 ja OL.70) sisältävät alueen graniittipegmatiiteille tyypilliseen tapaan yli 70% Si0 2 :taja Al 2 0 3 -pitoisuus on korkea, 13-18 %. Alkalipitoisuudet ovat samoin suuria ja kalium/natrium suhde on korkea (taulukko 4-5 ja 4-6). Muita pääalkuaineita pegmatiitteihin sisältyy hyvin vähän, mikä näkyy niiden mineraalikoostumuksessa tummien mineraalien erittäin pienenä määränä ja korkeana kalimaasälpäpitoisuutena. Totaalialkali/piidioksidisuhteensa perusteella pegmatiitit ovat happamimpien ryoliittien kaltaisia, eli Si0 2 -pitoisuus on yli 72% ja alkalien yhteismäärä 6-9 %. Hivenalkuainepitoisuuksien osalta pegmatiitit eroavat niin graniiteista kuin migmatiiteistakin korkeiden Ba-, U- ja Y -pitoisuuksien sekä pienten Sr-, Th-, Zr ja Ti-pitoisuuksien ansiosta (taulukko 4-5 ja 4-6).
62 Taulukko 4-5. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajien kemiallisia koostumuksia. AKGM = apatiittipitoinen kiillegneissimigmatiitti, GR = graniitti, KGM = kiillegneissimigmatiitti, KGN = kiillegneissi, PGGR = pegmatiittigraniitti, negatiivinen arvo merkitsee analyysin määritysrajaa pienempää pitoisuutta. Näyte OL.61 OL.62 OL.63 OL.64 OL.65 OL.66 syv. (m) 81,92 213,60 270,60 275,12 300,52 352,47 Kivilaji KGM PGGR KGN GR KGM AKGM Si02% 67,7 75,5 65,8 71,1 58,1 57,0 Ti02% 0,52 0,11 0,72 0,42 0,81 1,62 Al20 3 % 15,1 13,2 16,2 14,7 19,9 16,4 Fe20 3 % 4,99 0,87 5,29 3,03 8,64 9,07 MnO o/o 0,06-0,01 0,06 0,02 0,05 0,11 MgO% 2,39 0,34 1,52 1,01 2,99 3,48 CaO% 1,21 0,47 2,44 1,06 0,58 4,43 N~O% 3,53 2,5 3,84 3,78 1,60 2,58 K20% 1,67 5,92 3,34 3,6 4,28 2,99 P20s% 0,14 0,19 0,37 0,17 0,09 1,08 Cr20 3 % 0,01-0,01-0,01-0,01 0,02-0,01 LOI% 2,8 0,9 0,4 1,1 2,9 1,3 Sum% 100,2 100,2 100,2 100,1 100,1 100,3 S% 0,02-0,01 0,04 0,01 0,11 0,19 Thppm 12 4,6 15,5 26,4 19,1 6,8 Rbppm 122 182 160 116 250 120 Yppm 24 32 31 27 30 34 Bappm 173 866 892 531 678 1130 Zrppm 169 32 419 340 185 246 Nbppm 21 10 32 18 21 25 Srppm 121 141 451 185 118 895 Csppm 26 4 10 9 18 12 Uppm 13,1 4,8 11 '1 12,9 6,7 6,2 Mnppm 420 60 410 127 325 801 Fppm 802 151 1380 327 1180 2250 Clppm 118-50 162 124 94 190 Brppm 2,2 1,2 3,9 1,5 1,5 1,4
63 Taulukko 4-6. Kairausnäytteen OL-KR12 kivilajien kemiallisia koostumuksia. KGM = kiillegneissimigmatiitti, KGN = kiillegneissi, PGGR = pegmatiittigraniitti, SNGN = suonigneissi, negatiivinen arvo merkitsee analyysin määritysrajaa pienempää pitoisuutta. Näyte OL.67 OL.68 OL.69 OL.70 OL.71 Syv. (m) 500,93 574,65 617,85 634,92 789,91 Kivilaji KGM KGM KGN PGGR SNGN Si02% 70,0 60,2 69,8 73,0 65,9 Ti02% 0,62 0,83 0,64 0,05 0,58 Al20 3 % 13,9 18,2 14,0 17,4 16,2 Fe20 3 % 5,45 7,77 5,43 0,42 6,31 MnO o/o 0,04 0,05 0,03-0,01 0,07 MgO% 2,42 3,23 2,26 0,15 2,83 CaO% 1,37 0,94 1,69 1,08 0,81 N~O% 2,46 2,36 3,28 2,6 1,98 K20% 2,49 3,71 1,1 3,93 3,87 P20s% 0,15 0,09 0,12 0,19 0,09 Cr20 3 % 0,03 0,02 0,02-0,01 0,02 LOI% 1,2 2,6 1,95 1,4 1,45 Sum% 100,2 100,1 100,4 100,3 100,3 S% 0,04-0,01 0,02 0,04 0,24 Thppm 11' 1 12,4 14,5 3,7 12,7 Rbppm 119 177 65 124 198 Yppm 25 30 23 11 32 Bappm 445 1040 345 319 673 Zrppm 184 195 184 24 142 Nbppm 15 18 13 9 21 Srppm 220 218 220 121 116 Csppm 12 15 2 10 12 Uppm 6,8 5 4,5 1,3 7,6 Mnppm 281 389 244 47 472 Fppm 843 889.646 209 1110 Clppm 92 82 117 125 122 Brppm 1,9 2,2 1,9 2,1 1,6
64 4.3 Rakomineraalit Kairausnäytteestä OL-KR 12 on tehty kaikkiaan 1515 rakohavaintoa ja valituista näytteistä 13 RD-määritystä. Tutkituista raoista tavattiin kalsiittia, Fe-sulfidimineraaleja, serisiittiä, kvartsia, albiittia, kaoliniittia, illiittiä sekä savimineraaliseosten muodostamia raontäytteitä. Yhdestä raosta on tunnistettu lyijyhohdetta ja molybdeenihohdetta useasta peräitäisestä raosta. Grafiittia on kaikkiaan 166:ssa raossa, erityisen runsaasti sitä on kairauspituusväleillä 70-90 m, 295-345 m, 582-584 m, 660-680 m sekä 730-795 m. Rakopintojen kvartsiutumista esiintyy satunnaisesti koko kairausnäytteessä, erityisesti syvyysvälillä 299-307 m. Serisiittiä sisältäviä rakopintoja on samoin satunnaisesti koko kairausnäytteen pituudelta, erityisesti väleillä 65-73 m, 80-85 m, 93-97 m, 144-145 m, 270-313 m, 536-565 m, 592-657 m sekä 687-714 m. Rakopintojen syöpymiä on tavattu ainoastaan 16:sta raosta. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 4-1 sekä liitteestä 4. Rakotäytteenä tavataan yleisimmin kalsiittia (1055 havaintoa), savimineraaleja (920 havaintoa) sekä Fe-kiisuja (685 havaintoa). Niukkatäytteisiä tai täytteettömiä rakoja sisältävää kairausnäytettä on kaikkiaan 110 m:n pituudelta. Metrimääräisesti yleisin rakomineraaliseurue on karbonaatti-savimineraali-fe-kiisu. Sen kattamia rakopintoja on kairauslävistyksessä kaikkiaan 218 metrin pituudella. Näytteestä OL-KR 12 kartoitetut rakomineraaliseurueet ja niiden runsaussuhteet on esitetty kuvassa 4-2. Kuva 4-2. Rakomineraaliseurueiden yhteenlasketut esiintymispituudet metreinä kairaus- Karbonaattiseurue Savivaltainen karbonaatti-savimineraali-fekiisuseurue Kaisiittivaltainen karbonaatti-fe-kiisuseurue Savimineraali-Fe-kiisuseurue Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Savimineraaliseurue Karbonaatti-savimineraaliseurue 50 100 150 200 250 näytteessä OL-KR12.
65 4.3.1 Rakomineraaliseurueet eri syvyysväleillä Kairauspituusväli 40,60-50 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Raoissa kaisiitti sekä kaoliniitti ja illiitti sekä muiden savimineraalien muodostamat seokset esiintyvät joko yhdessä tai erikseen. Raontäytteillä on paksuutta 0, 1-0,2 mm. Parissa raossa on karkeaa serisiittiä. Kairauspituusväli on vettä keskimääräistä paremmin johtavaa pituusvälin alusta aina pituudelle 48,69 m saakka. Rakomineraalitäytteiden esiintymisessä merkittävin piirre on kiisujen puuttuminen tästä vyöhykkeestä. Kairauspituusväli 50-63 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin tai muiden savimineraaliseosten muodostamia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0, 1-0,2 mm. Rautakiisut ovat pääsääntöisesti rikkikiisua, mutta muutamissa raoissa on tämän ohella myös magneettikiisua. Kiisut esiintyvät joko laikkumaisesti tai omamuotoisina kiteinä. Täytepaksuus on enimmillään 0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Kairauspituudella 58,70-60,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke, joka ei poikkea rakomineraaliensa osalta havaittavasti ympäristöstään. Ainoa esille tuleva seikka on kiisujen puuttuminen väliltä 58,60-58,80 m, mutta tämä piirre ei välttämättä ole nykyisestä vedenjohtavuudesta aiheutuva. Kairauspituusväli 63-90 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina, mutta kairauspituudella 81,66 m vahvuutta on 1 mm. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniittia ja/tai illiittiä tai harvemmin muista savimineraaliseoksista muodostuvia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät joko laikkumaisesti tai omamuotoisina kiteinä. Täytepaksuus on enimmillään 1 mm, tavallisimmin 0,1-0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia sekä grafiittia. Näiden lisäksi raoissa on kairauspituusväleillä 65-72 m sekä 81-85 m runsaasti serisiittiä. Viimeksi mainitun vyöhykkeen lähes kaikissa raoissa on syöpymiä. Kairauspituudella 80,69-84,69 m sekä 86,70-88,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtavat vyöhykkeet. Näistä ensimmäisen alueella raonreunat ovat serisiittiytyneitä,ja yksi ympäristöään paksumpi kaisiittitäyte on kohdassa 81,66 m. Kyseinen rako on kiisuton.
Kairauspituusväli 90-100m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue 66 Kaisiitti esiintyy joko laikkumaisena tai hilsemäisenä. Täytepaksuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät tyypillisimmin laikkumaisesti, ja vain harvemmin ne muodostavat omamuotoisia rakeita. Täytepaksuus on samaa luokkaa kalsiitin kanssa. Savimineraalitäytteet koostuvat tyypillisimmin savimineraaliseoksista muodostuneista täytteistä. Täytepaksuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,2 mm. Useat kairausvälin raot sisältävät kloriittia. Kairauspituusväleillä 90,7-92,7 m ja 94,7-96,7 m on vettä keskimääräistä paremmin johtavat vyöhykkeet. Ensimmäisessä vyöhykkeessä rakomineraaliseurue on kiisuton, ja jälkimmäinen on osittain täysin saveton ja kiisuton. Pituusvälillä 94,97-95,30 m raot sisältävät kalsiitin ohella erittäin niukasti rikkikiisua ja lisäksi pituusvälillä 94-97 m lähes kaikissa raoissa on serisiittiä. Kairauspituusväli 100-105m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Pituusvälillä vallitsevana rakotäytteenä ovat savimineraaliseoksista ja Fekiisuista koostuvat täytteet, joilla on paksuutta 0, 1 mm. Muutamissa pituusvälin raoissa on kloriittia. Kairauspituusväli 105-120m: Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1 mm:n paksuisina täytteinä, kuitenkin kairauspituudella 108 m on yksi 1 mm:n vahvuinen kaisiitti täyte. Fe-kiisut esiintyvät joko laikkuina tai omamuotoisina rakeina, joilla on vahvuutta 0,1 mm. K vartsiutumista esiintyy parissa raossa kairauspituudella 115 m. Kairauspituusväli 120-145m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin täytteissä kaisiitti esiintyy joko laikkuina tai ohuina, hilsemäisinä kiteytyminä. Täytepaksuus vaihtelee 0,1-0,5 millimetriin. Kairauspituudella 129m täytepaksuus on parissaraossa 1 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat tavallisimmin savimineraaliseoksista, ja toisinaan kaoliniitista. Täytevahvuudet ovat tyypillisesti 0, 1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät pieninä laikkuina. Muutamissa kairausvälin raoissa kloriittia ja serisiittiä esiintyy pituusvälillä 144,58-145,37 m. Jakson vettä keskimääräistä paremmin johtavat vyöhykkeet ovat väleillä 130,70-132,69 m ja 142,70-144,69 m. Ensimmäisestä jaksossa ei esiinny savimineraaleja ja toisessa pelkkä kaisiitti on hallitsevana raontäytteenä.
67 Kairauspituusväli 145-165m: Savimineraali-Fe-kiisuseurue Pituusvälillä vallitsevana raontäytteenä ovat savimineraaliseosten ja Fekiisujen muodostamat täytteet. Savimineraalitäytteet ovat paksuimmillaan 0,5 mm. Rautakiisut muodostavat tyypillisimmin laikkumaisia täytteitä, joiden paksuudet ovat 0, 1-0,5 mm. Muutamissa raoissa on kloriittia. Kairauspituusväli 165-190m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin täytteissä kaisiitti esiintyy joko laikkuina tai tasaisena katteena. Täytepaksuus vaihtelee 0,1-0,5 millimetriin. Savimineraalitäytteet koostuvat tavallisimmin savimineraaliseoksista, toisinaan kaoliniitin ja illiitin muodostamista seoksista. Täytevahvuudet ovat tyypillisesti 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät laikkuina tai harvemmin omamuotoisina kiteinä, joilla on mittaa enimmillään 0,5 mm. Muutamissa kairausvälin raoissa on kloriittia ja lisäksi yhdessä raossa grafiittia kairauspituudella 168,87 m. Kairauspituusväli 190-200m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 200-210m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kalsiittitäytteiden paksuudet vaihtelevat 0, 1-2,0 mm:iin. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin tai muiden savimineraaliseosten muodostamia. Vahvuutta niillä on 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät joko laikkumaisesti tai omamuotoisina kiteinä, ja täytepaksuus on enimmillään 0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia sekä pituusvälillä 204,45-204,65 m olevan rakovyöhykkeen kolmessa raossa grafiittia. Kairauspituusväli 210-230m: Karbonaatti-Fe-kiisuseurue Kaisiitti ja rautakiisut esiintyvät yleensä laikkumaisesti, mutta rautakiisuja tavataan satunnaisesti myös omamuotoisina rakeina. Täytepaksuudet ovat alle 0,5 mm. Useissa raoissa on kloriittiaja muutamassa raossa välillä 210-217m serisiittiä. Kairauspituusväli 230-245 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kaisiitti esiintyy joko laikkumaisena tai tasaisena katteena. Täytepaksuudet vaihtelevat välillä 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät tyypillisimmin laikkumaisesti, mutta joskus ne muodostavat myös omamuotoisia rakeita. Täytepaksuus on samaa luokkaa kalsiitin kanssa. Savimineraalitäytteet koostuvat tyypillisimmin savimineraaliseoksista, ja täytepaksuudet ovat 0,1-0,5 mm. Useat kairausvälin raot sisältävät kloriittia.
68 Kairauspituusväli 245-266m: Kaisiittivaltainen karbonaatti-fe-kiisuseurue Karbonaatti muodostaa paksuudeltaan alle 0,5 mm olevia täytteitä. Fe-kiisut esiintyvät laikkumaisesti tai harvoin omamuotoisina rakeina, joiden täytepaksuus on alle 0,5 mm. llliittiä esiintyy parissa raossa, ja suurin osa pituusvälin raoista on kloriittipintaisia. Kairauspituusväli 266-280m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0, 1-0,5 mm:n paksuisina katteina, mutta kairauspituudella 272m sillä on paksuutta 1 mm. Savimineraalitäytteet ovat pääasiassa kaoliniitista ja/tai illiitistä muodostuvia. Vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Serisiittiä esiintyy kairauspituudelta 272 m alkaen aina pituusvälin loppuun saakka. Rakopintojen syöpymistä on havaittu kohdassa 272 m. Kairauspituusväli 280-295 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Savimineraalitäytteet koostuvat kaoliniitista, ja katteilla on vahvuutta 0,1-0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät joko pesäkkeinä tai laikkuina, joiden paksuus on alle 0,2 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy kloriittia sekä muutamissa raoissa serisiittiä. Kairauspituusväli 295-345 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina, mutta kairauspituudella 310,32 m täytepaksuus on poikkeuksellisesti 1 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat tyypillisimmin kaoliniitistaja/tai illiitistä tai muista savimineraaliseoksista. Vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Rautakiisut ovat pääasiassa rikkikiisua, mutta useissa raoissa on myös magneettikiisua. Kiisut esiintyvät yleisimmin laikkumaisesti. Täytepaksuus vaihtelee välillä 0, 1-0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalla raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittiaja grafiittia. Serisiittiä liittyy lähes kaikkiin rakoihin väleillä 297-298 m sekä 307-313 m. Rakopinnan kvartsiutumisesta on havaintoja kairauspituuksilla 300m ja 307 m, joista jälkimmäisessä kohdassa rakopinnalla on myös syöpymiä. Kairauspituusväli 312,69-314,69 on vettä keskimääräistä paremmin johtava. Kyseisessä vyöhykkeessä tavataan samoja rakomineraaleja kuin ympäristössäkin, mutta lisäksi rakopintoja kattaa tummasävyinen pigmentti.
Kairauspituusväli 345-370m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue 69 Savimineraalitäytteet muodostuvat kaoliniitista, illiitistä tai harvemmin erilaisista savimineraaliseoksista. Paksuutta täytteillä on tyypillisesti alle 0,5 mm, mistä poikkeuksena ovat kairauspituudet 345, 365 ja 367 m, joista ensin mainitussa täytepaksuus on 1 mm ja jälkimmäisissä 5 mm. Kaisiitti ja rautakiisut esiintyvät tyypillisimmin laikkumaisesti. Niiden muodostamien täytteiden paksuudet ovat alle 0,5 mm. Useissa pituusvälin raoissa on kloriittia. Syöpymiä esiintyy kairauspituuksilla 354 ja 367 m olevilla rakopinoilla. Näissä molemmissa rakopinnat sisältävät kvartsia, joka voi muodostaa 1-3 mm:n kokoisia, itsenäisiä kiteitä. Kairauspituusvälillä 366,69-368,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Tämän vyöhykkeen välittömässä läheisyydessä esiintyy yllä mainittuja poikkeuksellisen paksuja savitäytteitä. Samoin kairauspituudelle 367 m sijoittuvalla rakopinnalla esiintyy omamuotoista kvartsia ja kyseiseen pintaan liittyy myös syöpymiä. Kairauspituusväli 370-385 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 385-395 m: Savivaltainen karbonaatti-savimineraali-fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa savimineraalitäytteet ovat kaoliniittia, illiittiä tai harvemmin muista savimineraaleista muodostuvia seoksia. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0,1-0,5 mm. Kalsiittia on ainoastaan muutamassa raossa, ja se muodostaa laikkumaisia, alle 0,5 mm paksuja katteita. Rautakiisut esiintyvät alle 0,5 mm paksuina laikkuinaja omamuotoisina, pieninä kiteinä. Kairauspituusväli 395-425 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm paksuisina laikkuina. Savimineraalitäytteet koostuvat seoksista, kaoliniitista tai illiitistä. Vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Rautakiisut esiintyvät yleisimmin omamuotoisina rakeina, joiden koko vaihtelee välillä 0,1-0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittiaja grafiittia. Kairauspituusväli 425-495 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 495-535 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevina ovat kaoliniitti, illiitti sekä kaoliniittiilliittiseokset, mutta paikoin savimineraalitäyte koostuu useampien savimineraalien muodostamista seoksista. Savimineraalitäytepaksuudet vaihtelevat 0, 1-0,5 millimetriin. Kalsiittia esiintyy ainoastaan satunnaisesti.
70 Kairauspituudella 504,69-506,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke, joka ei tule millään tavoin esille rakomineraalien esiintymisessä. Kairauspituusväli 535-600 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kaisiitti esiintyy joko laikkumaisena tai hilsemäisenä. Täytepaksuudet vaihtelevat välillä 0, 1-0,5 mm, mistä poikkeuksena ovat kairauspituudet 571,48 m, 571,67 m ja 575,95 m, joissa täytepaksuudet ovat 1 mm. Fe-kiisut esiintyvät joko laikkumaisesti tai ne muodostavat omamuotoisia rakeita. Täytepaksuus on enintään 0,5 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat savimineraaliseoksista, puhtaasta illiitistä tai kaoliniitista. Täytepaksuudet vaihtelevat tyypillisimmin 0,1-0,5 mm:iin. Poikkeuksellisesti kairauspituudella 555 m täytepaksuus on kahdessa raossa 2 mm. Useat kairausvälin raot sisältävät kloriittia. Kairauspituusvälillä 582,62-583,43 m on useassa perättäisessä raossa grafiittia. Serisiittiä esiintyy pituusväleille 536-540 m, 546-549 m, 554-556 m, 564-565 m sekä 592-600 m sijoittuvissa useissa perättäisissä raoissa. K vartsiutumista esiintyy kairauspituudella 541, 593 ja 596 m. Pituusvälit 554,70-556,69 m, 570,70-572,69 m sekä 580,70-582,69 m ovat vettä keskimääräistä paremmin johtavia. Ensimmäisessä vyöhykkeessä savitäytteiden paksuudet ovat poikkeuksellisesti 2 mm ja rakopinnoilla esiintyy serisiittiä. Toisessa vyöhykkeessä kalsiittikatteiden paksuus kahdessa raossa on ympäristöön nähden poikkeuksellisesti 1 mm. Viimeiseksi mainittu vyöhyke ei sen sijaan poikkea rakomineraalien esiintymisen suhteen ympäristöstään millään tavoin. Kairauspituusväli 600-645 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti alle 0,1 mm:n paksuisina, laikkumaisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat pääasiassa kaoliniitin ja/tai illiitin ja toisinaan myös muiden savimineraaliseosten muodostamia. Vahvuutta niillä on alle 0, 1 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Serisiitin esiintyminen on runsaampaa kairauspituuksilla 600-602 m, 637-640 m sekä 644 m. Kairauspituudella 632 m on kolmessa perättäisessä raossa grafiittia. Kairauspituusväli 645-660 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisuseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina katteina. Kairauspituudella 649,5 m katepaksuus on poikkeuksellisesti 1 mm. Savitäytteet koostuvat tyypillisimmin savimineraalien muodostamista seoksista. Vahvuutta niillä on 0, 1-0,2 mm. Rautakiisut esiintyvät joko omamuotoina rakeina tai laikkumaisesti. Täytepaksuus on alle 0,2 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy kloriittia sekä kairauspituusvälillä
71 649,5-657 m olevissa raoissa serisiittiä. Molybdeenihohdetta esiintyy useassa perättäisessä raossa pituusvälillä 652,45-653,8 m. Kairauspituudella 664,70-666,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Sen keskivaiheelia olevissa grafiittireunaisissa raoissa on magneetti- ja rikkikiisusta koostuva täyte. Kairauspituusväli 660-670 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu ±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy tyypillisesti 0, 1 mm paksuina hilsemäisinä tai laikkumaisina katteina. Savimineraalitäytteet ovat kaoliniitin ja/tai illiitin muodostamia tai koostuvat muista savimineraaliseoksista. Vahvuutta niillä on tavallisesti 0,1-0,2 mm. Rautakiisut koostuvat magneettikiisun ja rikkikiisun yhdessä muodostamista silauksista, ja kiisutäytteiden paksuus on keskimäärin 0, 1 mm. Kiisut puuttuvat pituusväleiltä 662-665 m ja 667-670 m. Kairauspituusvälin raoissa esiintyy satunnaisesti kloriittia. Grafiittia esiintyy lähes koko kairauspituusvälillä. Kairauspituusväli 670-695 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin täytteissä on kalsiittilaikkuja sekä hilsemäistä kalsiittia, joiden täytepaksuus on alle 0,5 mm. Savimineraalitäytteet koostuvat kaoliniitista ja illiitistä muodostuvista seoksista, joiden täytevahvuudet ovat alle 0,2 mm. Kaikissa kairausvälillä 670-684 m olevissa raoissa on kloriittia, ja lisäksi yhdessä raossa on grafiittia kairauspituudella 678,79 m. Kairauspituudella 687-692 m on useassa perättäisessä raossa serisiittiä. Kairauspituusväli 695-705 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 705-710 m: Savimineraaliseurue Kairauspituusvälin raoissa vallitsevina ovat kaoliniitti-, illiitti sekä kaoliniittiilliittiseokset. Savitäytepaksuudet vaihtelevat 0,1-0,2 millimetriin. Pituusvälillä 706-707 m olevassa vyöhykkeessä on useassa perättäisessä raossa serisiittiä, ja muutamassa pituusvälin raossa on kloriittia. Kairauspituusväli 710-720 m: Karbonaatti-savimineraaliseurue Kairauspituusvälin täytteissä kaisiitti esiintyy joko laikkuina tai tasaisena katteena, ja täytepaksuus on 0,1 mm. Savimineraaleina esiintyvät kaoliniitti ja illiitti sekä erilaiset savimineraaliseokset, joiden muodostamat täytevahvuudet ovat keskimäärin 0, 1 mm. Lähes kaikissa kairausvälillä olevissa raoissa on kloriittia, ja pituusvälillä 713-714 m raoissa on runsaasti serisiittiä. Lisäksi parissa pituusvälin raossa on magneettikiisua.
72 Kairauspituudella 712,69-714,69 m on vettä keskimääräistä paremmin johtava vyöhyke. Rakomineraalien osalta tämä vyöhyke poikkeaa ympäristöstään siten, että vyöhykkeelle sijoittuvilla rakopinnoilla on usein serisiittiä. Kairauspituudella 713,32 m sijaitsevassa raossa on 20 mm paksu savitäyte. Kairauspituusväli 720-725 m: Ehjä kivi 1 niukkatäytteinen - täytteetön vyöhyke Kairauspituusväli 725-730 m: Karbonaattiseurue Kaisiitti esiintyy joko laikkuina tai hilseilevänä, ja se muodostaa tyypillisesti alle 0,2 mm:n vahvuisia täytteitä. Poikkeuksellisesti kairauspituudella 729 m täytepaksuus on 2 mm. Useat pituusvälin raot ovat kloriittipintaisia. Kairauspituudelle 728,7-730,69 m on vettä keskimääräistä paremminjohtava vyöhyke. Yllä mainittu, ympäristöönsä nähden poikkeuksellisen paksu kaisiittitäyte sijoittuu tähän vyöhykkeeseen. Kairauspituusväli 730-795,27 m: Karbonaatti-savimineraali-Fe-kiisu±grafiittiseurue Kairauspituusvälin raoissa kaisiitti esiintyy pääsääntöisesti 0,1-0,5 mm:n paksuisina, laikkumaisina katteina, mutta pituusväleillä 738-740 m, 743-746 m, 750-753 m, 759 m ja 772 m kalsiittitäytteet ovat poikkeuksellisen vahvoja paksuuden vaihdellessa 1-3 millimetriin Savimineraalitäytteet koostuvat savimineraaliseoksista tai ovat kaoliniitin ja/tai illiitin muodostamia, ja vahvuutta niillä on alle 0,5 mm. Tavatut sulfidimineraalit ovat rikki- ja magneettikiisua, jotka muodostavat laikkuja tai joskus omamuotoisia rakeita. Niiden täytepaksuus on alle 0,5 mm. Koko kairauspituusvälin mitalta raoissa esiintyy kloriittiaja satunnaisesti grafiittia. Pituusvälit 736,70-738,69 m, 744,70-746,69 m sekä 772,00-774,00 m ovat vettä keskimääräistä paremmin johtavia, ja kaikkiin niihin sijoittuu ympäristöään paksumpia kalsiittitäytteitä.
73 5 YHTEENVETO Olkiluodon tutkimusalueen kivilajit voidaan jakaa mesoskooppisten ja mikroskooppisten ominaispiirteidensä perusteella viiteen päätyyppiin, jotka ovat: 1) migmaattiset kiillegneissit,joiden paleosomit voivat vaihdella kvartsiittisista, vähän kiilteitä sisältävistä muunnoksista runsaasti kiillemineraaleja sisältäviin metapeliitteihin ja migmatiittirakenne voi vaihdella tavanomaisesta, juonimaista neosomia sisältävästä migmatiitista suonigneissimäisiin muunnoksiin, 2) apatiittia runsaasti sisältävät migmatiittityypit, jotka voivat olla modaaliselta koostumukseltaan sekä kiillegneissejä että sarvivälkegneissejä, 3) amfiboliitit ja niistä muodostuneet migmatiitit, 4) tonaliitit, jotka eivät välttämättä ole syväkiviä, vaan pikemminkin raitaisia gneissejäja graniitit sekä 5) graniittipegmatiitit. Luokitusta voidaan tarkentaa tarvittaessa modaalisen mineraalikoostumuksen, kokokivenkemiallisen koostumuksen sekä tekstuurin perusteella. Edellä kuvattujen yleisimpien kivilajityyppien lisäksi on alueelta tavattu satunnaisesti muutamia, kapeita juonia, jotka on luokiteltu diabaaseiksi. Lisäksi on tavattu anortiittista plagioklaasia ja kvartsia sisältäviä gneissejä, joihin sisältyy mafisena mineraalina sarvivälkettä tai hedenbergiittistä klinopyrokseenia. Alueen migmatiiteissa neosomia on tyypillisesti alle 20 % kiven tilavuudesta, ja se esiintyy usein kapeina, mahdollisesti ainakin osin anatektisesti syntyneinä juonina tai suonina. Neosomimateriaali on tehtyjen määritysten perusteella koostumukseltaan graniittista, mutta kaikkien erilaisten neosomityyppien ja -materiaalien ominaisuuksia ei ole tutkittu yksityiskohtaisesti. On ilmeistä, että neosomit edustavat useita eri luonteisiaja eri ikäisiä kehitysvaiheita, eli neosomiensakin osalta Olkiluodon migmatiitit edustavat monivaiheisen kehityshistorian synnyttämiä kivilajeja. Vaikka migmatiitit muodostavat tosiasiassa vaihettumissarjan erilaisten päätejäsenten välillä, on ne nimetty raitaisiksi kiillegneisseiksi, kiillegneissimigmatiiteiksija suonigneisseiksi (Paulamäki 1989) lähinnä neosomimateriaalin esiintymistyylin ja määrän sekä paleosomin gneissiytymisasteen perusteella. Kiillegneissimigmatiiteissa leukosomi muodostaa levymäisiä, tasavahvoja ja tavallisesti korkeintaan 1 cm leveitä juonia, joiden määräjää tavallisesti alle 20 prosenttiin seoski ven koko tilavuudesta. Suonigneisseiksi sanotuissa migmatiittityypeissä leukosomijuonet ovat silmäkkeisiä, eli niihin liittyy 1-2 cm leveitä ja muutamia senttimetrejä pitkiä kvartsi-maasälpäkasaumia. Suonigneisseissä leukosomin määrä on tyypillisesti suurempi kuin muissa migmatiiteissa, ja sen määrä voi kohota jopa yli 50 %:iin kiven tilavuudesta. Migmaattisten kiillegneissien paleosomit sisältävät tavallisesti 10-30 % biotiittia, 20-45 % kvartsia, 10-25 % plagioklaasia ja alle 15 % kalimaasälpää. Lisäksi niihin sisältyy usein myös kordieriittia, sillimaniittia tai granaattia, jolloin porfyroblastien nimet voitaisiin lisätä kiven nimeen. Sillimaniitti ja granaatti ovat esiintyessään terveitä ja muuttumat-
74 tornia, mutta kordieriittia tavataan monenlaisina variaatioina läpikotaisesti piniittiytyneistä lähes muuttumattomiin rakeisiin saakka. Tekstuuriltaan paleosomimateriaalit ovat granoblastisia ja enemmän tai vähemmän selvästi raitaisia. Keskimääräinen raekoko voi vaihdellaheikosti migmaattisten muunnostenalle 0,5 mm:stärunsaasti neosomia sisältävien tyyppien 1-2 mm:iin. Raitaisuus on usein selvä ja paleosomin kaikki tummat mineraalit ovat keskittyneet 1-2 mm leveisiin tummiin raitoihin hieman leveämpien vaaleiden raitojen lomaan. Modaalisen mineraalikoostumuksen perusteella kiillegneissit voidaan erottaa kvartsiittisista muunnoksistaja useimmista sarvivälkepitoisista gneissi muunnoksista suhteellisen suuren kiillepitoisuutensa ja pienen plagioklaasipitoisuutensa ansiosta (kuva 5-1). Kiillegneissimigmatiittien paleosomeissa plagioklaasien anortiittipitoisuuksien keskiarvo on 20 %, ja kaikki analysoidut plagioklaasit luokittuvat oligoklaasiksi (kuva 5-2.A). Kaikki analysoidut biotiitit ovat samoin koostumukseltaan keskenään lähes identtisiä eli niiden Fe/(Fe+Mg)-suhteet ovat keskimäärin 0,6 ja Al IV-luvut keskiarvona 2,4 (kuva 5-2.C). Kokonaisuutena kiillegneissien biotiitit ovat Fe/(Mg+Fe )-suhteensa osalta vastaavia kuin muissakin Olkiluodon alueen yleisimmissä kivilajeissa. Kvartsiittiset paleosomit sisältävät tyypillisesti yli 40% kvartsia, 15-45 % plagioklaasia ja vain hyvin vähän kalimaasälpää. Biotiittia niihin sisältyy korkeintaan 15 %ja lisäksi joskus hieman sillimaniittia. Tekstuuriltaan kvartsiittipaleosomit ovat granoblastisia, tasaja pienirakeisia ja ulkoisilta piirteiltään homogeenisilta vaikuttavia kivilajeja. Neosomin osuus on kvartsiittityyppisissä migmatiiteissa selvästi pienempi kuin kiillepitoisimmista kivilajeista muodostuneissa migmatiiteissa. Joskus tavataan laajoja kvartsiittijaksoja, joissa neosomia ei esiinny lainkaan. Kiillegneissien ja kvartsiittigneissien erottaminen voidaan tehdä edellä kerrotun mukaisesti kvartsin, plagioklaasin ja kiilteiden keskinäisten määräsuhteiden perusteella (kuva 5-l.B) aiempaa käytäntöä (Gehör et al. 1996) soveltaen. Koska kvartsiitit ja enemmän kiilteitä sisältävät metapeliitit edustavat samojen sedimentaatioprosessien tuotteita, voidaan niiden muodostamaa metasedimenttikivisarjaa kutsua kokonaisuudessaan, materiaalin alkuperään kantaa ottamatta, peliitti-areniittisarjaksi. K vartsiittien joukossa tavatut, koostumukseltaan poikkeukselliset, amfibolipitoiset tyypit ovat syntyneet mitä ilmeisimmin karsiutumaha alunperin karbonaattia sisältäneestä sedimenttimateriaalista, ja tällaiset kvartsi-amfibolikivet voidaan ainakin alustavasti nimetä karsikvartsiiteiksi (kuva 5-1). Samoin pyrokseenipitoiset kvartsi-maasälpägneissit lienevät karsiutumaha syntyneitä. Peliitti-areniittisarjan kiillegneissien ja kvartsiittigneissien kemiallisia koostumuksia kuvaavia diagrammeja on esitetty kuvassa 5-3. Yksittäisen näytteen asema sarjassa kuvas-
75 A. Kvartsi 1) = graniitti 2) = granodioriitti 3) = tonaliitti 4) = kvartsisyeniitti 5) = kvartsidioriitti Alkalimaasälvät B. Kiilteet Plagioklaasi Kvartsi lf A Karsikvartsiitit Maasälvät A...,,.r--._..._, c. Amfiboli Kiillegneissimigmatiitti Apatiittipitoinen paleosomi Pegmatiitti K vartsiittinen paleosomi D Tonaliittilkiillegneissi + Graniitti/muu granitoidi Kuva 5-1. Modaalista koostumusta kuvaavia diagrammeja. A. Graniittisten ja tonaliittisten näytteiden QAP-suhteisiin perustuva luokitusdiagrammi. B. Paragneissipaleosomien kvartsi-maasälpä-kiillesuhteisiin perustuva luokitusdiagrarnmi. C. Paragneissipaleosomien kvartsi-maasälpä-sarvivälke-suhteisiin perustuva luokitusdiagrarnmi.
76 Or Ab An 1 1 1 Tremolite Trm 1 1 1 B. Eastonite Sideropbyllite 3~~--~--~--~~--~--~--~~--~ C. Actinolite Ac~ Hbl Magnesio-Hbl.Å Fe- Ferro- Actinolite 0 8.0 7.5 Act Hbl TSi Ferro-Hbl 1 7.0 6.5 2~~--~--~--L-~--~--~--L-~--~ 0 1 Pblogopite Fe/(Fe+Mg) Annite Kiillegneissimigmatiitti + Apatiittipitoinen paleosomi D Tonaliittilkiillegneissi Pegmatiitti K vartsiittinen paleosomi A Amfiboliitti 4 Sarvivälkegneissi- pyrokseenikivi + Graniitti/muu granitoidi Kuva 5-2. Mineraalien kemiallisiin koostumuksiin perustuvia luokitusdiagrammeja. A. plagioklaasi, B. amfiboli ja C. biotiitti.
77 tuu selvästi Si0 2 - ja Al 2 0 3 -pitoisuuksia kuvaavassa diagrammissa, ja selvimmin nimenomaan Al 2 0 3 -pitoisuudessa (kuva 5-3). Alkuperäiset sedimenttikerrostumat ovat muodostuneet eri suhteissa kerrostuneista savimateriaaleista ja hiekkafraktiosta. Sarjan happamimmat eli hiekkaisimmat jäsenet sisältävät Si0 2 :ta lähes 80 % ja pienimmillään Si0 2 - pitoisuus on alle 55 %. Al 2 0 3 -pitoisuus on lähes 20 % näytteissä, joissa Si0 2 :ta on 55 %, ja laskee jotakuinkin lineaarisesti noin 10 %:iin Si0 2 -pitoisuuden noustessa 80 %:iin (kuva 5-3). Kiillegneissien ja kvartsiittigneissien luontevana kemiallisena erotusperusteena voidaan pitää 13,5 %:n Al 2 0 3 -pitoisuutta (kuva 5-3). Tämän kivilajiryhmän jäsenissä Si0 2 -pitoisuuden kasvun myötä Fe 2 0 3 -pitoisuus pienentyy 10:stä 3 %:iin, MgO-pitoisuus 4:stä alle 2:eenja Ti0 2 -pitoisuus pienentyy hyvin loivasti noin 1 %:sta puoleen prosenttiin. CaO-pitoisuus on emäksisimmissä metapeliitteissä alle 1 % mutta nousee kvartsiittisissa, runsaimmin Si0 2 :ta sisältävissä muunnoksissa 3 %:iin (kuva 5-3). Alkalipitoisuudet vaihtelevat varsin säännöttömästi. Hivenalkuainepitoisuuksiltaan kaikki kiillegneissimuunnokset ovat keskenään lähes identtisiä ja myös likimain maankuoren yläosan keskikoostumusta vastaavia (kuva 5-5). K vartsiittisten paleosomien läheinen yhteys kiillegneisseihin on havaittavissa siitäkin, että kvartsiittien hivenalkuainepitoisuudet vastaavat joko pienimpiä tai suurimpia pitoisuustasoja kiillegneisseiksi luokiteltujen näytteiden joukossa. K vartsiittisten paleosomien Cs-, U-, Rb-, Ti-, Th-, Ba-, Nb- ja P-pitoisuudet ovat yhtä pieniä tai hieman pienempiä kuin vähiten näitä elementtejä sisältävissä kiillegneisseissä. Y- ja Zr-pitoisuudet ovat puolestaan yhtä suuria tai vähän suurempia kuin näitä elementtejä eniten sisältävissä kiillegneisseissä. K vartsiittisten muunnosten Zr/Ti-suhteet ovat tyypillisesti suurempia kuin kiilteitä enemmän sisältävistä paleosomityypeissä (kuva 5-4). Apatiittia runsaasti sisältävät paleosomit voivat luokittua modaalisen koostumuksensa perusteella kiillegneisseiksi tai sarvivälkegneisseiksi, mutta lisäksi apatiittia voi sisältyä karkearakeisempiin, tonaliiteiksi nimitettyihin gneissimuunnoksiin. Biotiitit ovat apatiittia runsaimmin sisältävissä näytteissä selvästi flogopiittisempiaja plagioklaasit usein anortiittisempiakuin muissa gneissityypeissä (kuva 5-2). Amfibolit luokittuvat poikkeukselliseksi aktinoliittiseksi sarvivälkkeeksi. Korkeiden P 2 0 5 -pitoisuuksien (kuva 5-4) lisäksi apatiittipitoiset näytteet sisältävät vähemmän Si0 2 :ta ja niiden alumiinipitoisuudet ovat usein anomaalisen pieniä verrattaessa koostumuksia tyypillisiin metapeliittisiin kivilajeihin. Kalsium- ja titaanipitoisuudet ovat puolestaan selvästi suurempia kuin metapeliittisissä gneisseissä (kuva 5-3). Kalsium/alumiinisuhteensa perusteella (kuva 5-4) apatiittipitoiset paleosomit erottuvat selvästi tavanomaisista metapeliiteistä. Korkean fosforipitoisuuden lisäksi ryhmän kiviin sisältyy myös poikkeuksellisen runsaasti uraania, strontiumia, titaania ja yttriumia (kuva 5-5).
78 Verrattaessa Olkiluodon alueen kiillegneissien koostumuksia tyypillisten paleoproterotsooisten peliittisten ja areniittisten liuskeiden (Huroniset muodostumat Kanadassa ja Hannersley Basin Australiassa, Taylor & McLennan 1985) koostumuksiin merkittävimmiksi kemiailisiksi eroavaisuuksiksi nousevat suhteellisen pienet Al 2 0 3 -pitoisuudet ja korkeahkot N azo-pitoisuudet. Peliittisten kivilajien Al 2 0 3 -pitoisuudet ovat tyypillisesti 25 %:n tasolla 60 % Si0 2 :ta sisältävissä metapeliiteissä, kun ne Olkiluodon kiillegneisseissä ovat lähes 10% pienempiä. 70% Si0 2 :ta sisältävissä grauvakoissa Al 2 0 3 -pitoisuus on 2-3% suurempi kuin vastaavissa Olkiluodon alueen kvartsiittigneisseissä. NazO-pitoisuudet ovat puolestaan 1-3 prosenttiyksikköä korkeampia Olkiluodon kiillegneisseissä kuin tyypillisissä metapeliiteissä. K 2 0-pitoisuudet ovat puolestaan Olkiluodon gneisseissä samansuuruisia tai jopa pienempiä kuin vertailumateriaaleina olleissa metapeliiteissä ja grauvakoissa. Muut pääalkuainepitoisuudet ovat puolestaan samoilla tasoilla kuin tyypillisissä paleoproterotsooisissa paragneisseissä. Olkiluodon migmaattisista kiillegneisseistä analysoidut hivenalkuainepitoisuudet ovat kokonaisuudessaan samoilla tasoilla kuin yleisimmissä paleoproterotsooisissa metapeliiteissäkin. Tämä on nähtävissä spider-diagrammien pienistä rikastumiskertoimista (kuva 5-5). Uraanipitoisuus on paleoproterotsooisissa metasedimenteissä luonteenomaisesti n. 3 ppm:n tasolla, mutta Olkiluodon migmatiiteissa se vaihtelee välillä 3-10 ppm. Th/Usuhde on paleoproterotsooisissa metapeliiteissä tyypillisesti korkea, mutta Olkiluodon migmatiiteissa se vaihtelee välillä 0-4. Amfiboliitit ovat modaaliselta koostumukseltaan mafisia tai joskus jopa ultramafisia. Ne sisältävät alle 10% kvartsia, 10-20% plagioklaasiaja 60-80% amfibolia. Tyypillisesti kivet ovat tekstuuriltaan keski- ja tasarakeisia sekä selvästi suuntautuneita. Usein niissä on vähemmän leikkaavaa graniittista juoniainesta kuin kiillegneissimigmatiiteissa ja kokonaisuudessaan amfiboliitit ovat kiillegneissejä vähemmän migmatisoituneita. Sarvivälkegneisseiksi nimettyihin kivilajeihin sisältyy aina runsaasti kvartsia, enimmillään sitä voi olla lähes 40 %. Plagioklaasipitoisuus on 20-40% ja sarvivälkettä kiviin sisältyy 10-40%. Pyrokseenikivet ovat koostumukseltaan muutoin samanlaisia, mutta sarvivälkkeen sijalla niissä on rautapitoinen klinopyrokseeni, hedenbergiitti. Joihinkin sarvivälkepitoisiin gneisseihin sisältyy lisäksi biotiittia, jonka määrä voi nousta yli 10 %:iin. Jotkut sarvivälkegneissit sisältävät myös poikkeuksellisen runsaasti apatiittia. Poikkeuksellisen fosforipitoisuutensa ansiosta niillä täytynee olla jonkinmoinen yhteys muihin apatiittia runsaasti sisältäviin kivilajiryhmiin.
79 Amfiboliittien plagioklaasit ovat selvästi anortiittisempia kuin muissa kivilajityypeissä. Plagioklaasit ovat koostumukseltaan vähintään andesiinisia, mutta myös bytowniitti- ja puhtaita anortiittifaaseja on analysoitu ryhmän kivistä (kuva 5-2). Sarvivälkegneissien plagioklaasit ovat yhtä poikkeusta lukuun ottamatta samanlaisia kuin amfiboliiteissakin. Poikkeuksellinen koostumus, puhdas albiitti on analysoitu voimakkaasti muuttuneesta, apatiittia runsaasti sisältävästä gneissityypistä. Pyrokseenipitoisen gneissin plagioklaasi on puolestaan lähes puhdasta anortiittia eli sen anortiittipitoisuus on yli 95 %. Amfiboliiteista analysoidut amfibolit ovat keskenään samankaltaisia magnesiosarvivälkkeitä ja biotiitit koostumukseltaan samanlaista kuin alueen kiillegneisseissäkin (kuva 5-2). Ainoastaan runsaimmin apatiittia sisältävien gneissien biotiitit ovat poikkeuksellisen flogopiittisia (kuva 5-2). Tyypillisimmät amfiboliitit ovat kemialliselta koostumukseltaan emäksisiä eli ne sisältävät Si0 2 :ta noin 50% (kuva 5-3). Pääalkuainepitoisuuksiin perustuvien luokitusdiagrammien (kuva 5-4) mukaan analysoidut amfiboliitit luokittuvat lähinnä basalteiksija ovat tholeiittisten tai kalkkialkalisten basalttisten vulkaniittien kaltaisia (kuva 5-6). Hivenalkuainesuhteittensa perusteella analysoidut näytteet vastaavat lähinnä kalkkialkalisia basaltteja tai saarikaaren basaltteja (kuva 5-6). Sarvivälkegneissit ja pyrokseenipitoiset kivilajit ovat kemialliselta koostumukseltaan intermediäärisiä. Nämä kivet eivät tosin edusta välttämättä mitään vulkaanisperäistä kivilajia vaan voivat olla sekasedimenttejä, joihin sisältyy sekä emäksistä tuhkaa että sedimenttistä materiaalia, mutta osaksi ne voivat olla myös karsiutumaila syntyneitä, puhtaasti sedimentogeenisia kivilajeja. Amfiboliittien hivenalkuainepitoisuudet poikkeavat puhtaista peliiteistä pienehköjen Rb-, Ba-, Nb- ja Th-pitoisuuksien ansiosta (kuva 5-5), mutta sarvivälkegneissien hivenalkuainepitoisuudet poikkeavat hämmästyttävän vähän amfiboliittisista kivilajeista. Pääalkuainepitoisuuksien osaltaemäksiset amfiboliititja sarvivälkegneissit poikkeavat peliittisistä kivilajeista lähes kaikkien komponenttien osalta selvästi (kuva 5-3). Syväkivimäiset graniitit ovat tekstuuriltaan keski- jatasarakeisia ja sisältävät vaihtelevia määriä biotiittiaja muskoviittia. Kivet ovat usein selvästi suuntautuneitajajoskus gneissimäisiäkin. Tonaliiteiksi on nimitetty alueelta tavattu ja, tekstuuriltaan vaihtelevan raitaisia ja usein gneissimäisiäkinja väriltään tyypillisesti harmaita kivilajeja. Nämä ovat yleispiirteiltään jossain määrin syväkivimäisiä, mutta kokonaisuutena kuitenkin mieluummin gneisseiksi luettavia kivilajeja. Tonaliittiryhmän kivilajit ovat QAP-suhteittensa perusteella tonaliittisia, granodioriittisia tai graniittisia ja graniitit nimensä mukaisesti graniittisia (kuva 5-1). Plagioklaasi on Si0 2 :ta runsaasti sisältävissä tonaliiteissa ja graniiteissa oligoklaasia ja emäksisemmissä, joskus sarvivälkettäkin sisältävissä muunnoksissa se voi
80 olla labradoriitistakin (kuva 5-2). Biotiitit ovatjokseenkin samankaltaisiakuin tyypillisissä kiillegneisseissä, joskin Fe/(Fe+Mg)-suhteet ovat tonaliittien biotiiteissa keskimäärin vähän suurempia kuin muissa gneissityypeissä (kuva 5-2). Pääalkuainepitoisuuksiltaan tonaliitit ovat keskimäärin vähän emäksisempiä kuin graniittiset kivilajit, mutta omiksi magmakivisarjoikseen niitä ei voi perustellusti ryhmittää. Niiden koostumukset eivät myöskään poikkea vastaavien kiillegneissien koostumuksista käytännössä mitenkään (kuva 5-3). Osittain tonaliittien koostumukset muistuttavat apatiittia sisältävien gneissien koostumuksia, ja onkin mahdollista, että "tonaliiteille" tyypillinen pilsteinen tekstuuri on voinut kehittyä yhtä lailla tavanomaisista metapeliittisistä lähtömateriaaleista kuin fosforia runsaammin sisältävistä lähtömateriaaleista syntyneisiin kivilajeihinkin. Hivenalkuainepitoisuuksien osalta ei ole mahdollista myöskään todeta merkittäviä eroja graniittisten ja tonaliittisten kivilajien välillä (kuva 5-5). Tonaliittisten kivilajien korkeahkot P- ja Zr-pitoisuudet ovat joskus vastaavia kuin apatiittia runsaasti sisältävissä gneisseissäkin, mutta useimpien graniittien ja tonaliittien hivenalkuainepitoisuudet ovat vastaavia kuin tavanomaisissa migmaattisissa kiillegneisseissäkin. Granitoidien A/CNKsuhteet vaihtelevat välillä 1,08-1,35 ja A/NK-suhteet välillä 1,2-2,5, eli tältä osin ne ovat peralumiinisia (kuva 5-6). Mg0/(Mg0+Fe 2 0 3 )-suhde on myös varsin pieni, välillä 0,15-0,3 kaikissa näytteissä. Hiven- ja pääalkuainepitoisuuksiin perustuvissa kemiallisissa luokituksissa granitoidit luokittuvat graniiteiksi tai granodioriiteiksi, ja ne vastaavat ryoliitteja, dasiitteja tai andesiitteja totaalialkali/piidioksidisuhteensa perusteella (kuva 5-4). Hivenalkuainesuhteittensa perusteella ne luokittuvat poikkeuksetta keskenään samantyyppisiksi vulkaanisen kaaren granitoideiksi (VAG, kuva 5-6). Pegmatiittigraniitit ovat karkearakeisia, hyvin vaaleita kivilajeja. Ne sisältävät muskoviittia, pieniä määriä biotiittia ja joskus lisäksi suuria granaattirakeita. Modaalisen koostumuksensa perusteella (kuva 5-1) pegmatiitit ovat tyypillisesti graniittisia. Yksi karkearakeinen pegmatiitti onluokittunut kvartsisyeniitiksi, mutta erittäin karkearakeisen kivilajin kyseessä ollen määritys ei välttämättä kerro kyseisen pegmatiitin todellista kokonaiskoostumusta. Pegmatiitit ovat kemiallisesti hyvin tavanomaisia (kuva 5-3) sisältäen yli 70 % Si0 2 :ta, 13-16 % Al 2 0 3 :a ja hyvin vähän titaania, rautaa, magnesiumia ja kalsiumia. Alkalipitoisuudet ovat sitä vastoin korkeita eli K 2 0-pitoisuus on tyypillisesti yli 4 % ja N~O-pitoisuus 2-4 %. Pääalkuainepitoisuuksiin perustuvan luokituksen perusteella ne ovat graniittisia (kuva 5-4). Kemiallisesti granaattipitoiset pegmatiitit poikkeavat granaatteja sisältämättömistä tyypeistä ainakin joissain tapauksissa korkeamman MnO-pitoisuutensa osalta.
81 Pegmatiittien Mg0/(Mg0+Fe 2 0 3 )-suhteet vaihtelevat varsin laajasti välillä 0-0,35, AJeNK -suhteet välillä 1,0-1, 7 ja A/NK -suhteet välillä 1,0-2,0, eli ne luokittuvat muiden granitoidien tavoin peralumiinisiksi (kuva 5-6). Hiven- ja pääalkuainepitoisuuksiin perustuvassa kemiallisessa luokituksessa pegmatiitit luokittuvat graniiteiksi tai runsaasti piidioksidia sisältäviksi ryoliiteiksi (kuva 5-4). Pegmatiittien hivenalkuainepitoisuudet poikkeavat alueen kivilajeista merkittävimmin maankuoren keskikoostumuksesta ja pegmatiittisten näytteiden väliset keskinäiset koostumuserot ovat kivilajiryhmistä suurimpia (kuva 5-5), mikä ilmentää niiden edustavan useita erilaisia magmaattisia tapahtumia. Hivenalkuainesuhteittensa perusteella pegmatiitit luokittuvat kuitenkin poikkeuksetta vulkaanisen kaaren granitoideiksi (V AG, kuva 5-6). Rikkipitoisuus on kiillegneisseissä, kvartsiittigneisseissä ja graniiteissa tyypillisesti hyvin pieni, alle 0,2 %. Emäksisissä amfiboliiteissa ja sarvivälkegneisseissä rikkipitoisuus on tavallisimmin yhtä pieni kuin tavanomaisissa kiillegneisseissäkin. Eräissä muuttuneissa ja Ieikkaavia suliidijuonia sisältävissä kiillegneissinäytteissä rikkipitoisuus on puolestaan muita korkeampi, ja yhdessä sillimaniittipitoisessa, piniittiytynyttä kordieriittia, kiisupirotetta ja juoniakin sisältävässä kiillegneississä rikkipitoisuus on yli 1,5 prosenttia (kuva 5-7). Korkein rikkipitoisuus, yli 3 % on analysoitu poikkeuksellisesta, karkearakeista kvartsia, täysin piniittiytynyttä kordieriittia ja suuria muskoviittirakeita sisältävästä kiillegneissinäytteestä. Kiisut esiintyvät siinä satunnaisen muotoisina pesäkkeinä ja kapeista juonista muodostuvina verkostoina. Tekstuuri ilmentää jossain vaiheessa tapahtunutta läpikotaista muuttumista, mihin tapahtumaan myös suliidimäärän lisääntyminen voi liittyä. Apatiittia runsaasti sisältävät paleosomit ovat myös keskimääräistä rikkipitoisempia (kuva 5-7). V altaosa analysoiduista näytteistä sisältää bromia alle 3 ppm, eikä mitään systemaattista eroa ole havaittavissa eri kivilajiryhmien välillä (kuva 5-7). ei-pitoisuudet ovat kiillegneissipaleosomeissa tyypillisesti alle 150 ppm:n tasolla, kvartsiittisissa paleosomeissa vähän pienempiä ja emäksisissä paleosomeissa tyypillisesti alle 50 ppm. Graniittien elpitoisuudet ovat kiillegneissien tavoin alle 150 ppm, mutta tonaliittisissa paleosomeissa ei-pitoisuudet ovat usein hieman suurempia, 100-200 ppm. Yhdessä apatiittia runsaasti sisältävässä näytteessä el-pitoisuus nousee jopa yli 400 ppm tasolle ja muutamissa tonaliittisissa gneissimuunnoksissa klooripitoisuus on muita suurempi, yli 200 ppm (kuva 5-7). Fluoripitoisuudet ovat analysoiduissa, apatiittia runsaasti sisältävissä näytetyypeissä alueen kivistä korkeimpia, yli 2000 ppm, jopa yli 6000 ppm. Fluoripitoisuuden ja iosioripitoisuuden välillä on varsin selvä korrelaatio. Emäksisissä amiiboliiteissa, migmaattisissa
82 ~ 6 ~ 18 16 14 12 ',.. 0,. ~. ' ~ ~ 0 ~ 3 N 0 ~ 4 2 8 6 0 ~ 4 2 '. ~ -~ 0 -;:a."i'v"'... r..:...r........ o 2000 s 0.. 0.. l=l ::E 1000... 0 ~ A u 15 ~ 0 c:d 10 5 o ~~ 15 ~ 8 10 ~ ~ 5 ~ 15 0 00 ::E 10 ~ ~ 5 50 60 Si0 2 % 70 Kiillegneissimigmatiitti Apatiittipitoinen paleosomi D Tonaliittilkiillegneissi Pegmatiitti + Diabaasi/tumma juonikivi K vartsiittinen paleosomi A Amfiboliitti 4 Sarvivälkegneissi- pyrokseenikivi + Graniitti/muu granitoidi Kuva 5-3. Olkiluodon tutkimusalueen kivilajien kemiallisia koostumuksia kuvaavia diagrammeja.
83 0 ~ 0 ::l 0 z =' 15 12 9 6 600 500 5 4oo N =- 3oo 3 100 ~ 0 0 <:: u e Q., Q., "" N 20 45 55 65 Si0 2 % c. 4 10 D ++ 0 40 50 60 70 80 Si0 2 % E. 500 400 300 200 100 2 3 4 Ti0 2 % 20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Ti0 2 % D. A A 0 ~ A A 0 10 <:: u D + o o 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Al 2 0 3 % F. 3 ~ 0 oon 2 p;' 0.1 0.2 0.3 0.4 Mg/(Fe+Mg) 20 Kiillegneissimigmatiitti Apatiittipitoinen paleosomi D Tonaliittilkiillegneissi Pegmatiitti + Diabaasi/tumma juonikivi K vartsiittinen paleosomi Amfiboliitti 4 Sarvivälkegneissi- pyrokseenikivi + Graniitti/muu granitoidi Kuva 5-4. Pääalkuainepitoisuuksiin ja hivenalkuainepitoisuuksiin perustuvia luokitusdiagrammeja (Aja B), sekä tutkittujen kairausnäytteiden alkuainesuhteita kuvaavia diagrammej a ( C, D, E ja F).
84 Cs U Rb Sr Ti Th Ba Y Nb Zr P K Cs U Rb Sr Ti Th Ba Y Nb Zr P K 10 10 1 1 0.1 0.1 10 10 1 1 0.1 0.1 10 1 0.1 Cs U Rb Sr Ti Th Ba Y Nb Zr P K Cs U Rb Sr Ti Th Ba Y Nb Zr P K Kiillegneissimigmatiitti + Apatiittipitoinen paleosomi o Tonaliittilkiillegneissi Pegmatiitti + Diabaasi/tumma juonikivi DJ K vartsiittinen paleosomi A Amfiboliitti Å Sarvivälkegneissi - pyrokseenikivi + Graniitti/muu granitoidi Kuva 5-5. Hivenalkuainepitoisuuksien rikastumiskertoimet suhteessa maankuoren yläosan keskikoostumukseen.