Outokumpu Oy Malminetsinta VUONOKSEN SERPENTINIITEISTA Reikien Oku-239 ja -419 mikroskooppinen kuvaus, sulfidifaasin ja silikaattien nikkeli Vuonoksen serpentiniitin mineralogista tutkimusta varten on reiasta Oku-239 otettu syv. 72.10-178.60 m 30 ja reiasta Oku- 419 syv. 20.30-147.40 m 38 tyyppinaytetta. Näytteitä on otettu jokaisesta analyysivälistä ainakin yksi (n. 2-5 m välein). Naista kaikista naytepaloista on tehty ohuthieet, pintahieet ja kiillotetut ohuthieet, joista seuraavassa tutkimusten tulokset. Reikä Oku-239 on ns. sisaserpentiniittia ja reikä Oku-419 reunaserpentiniittia. Liitteina hieluettelot (la, lb), joista ilmenee naytteenottosyvyys, kivilaji, päämineraalien lukumäärä, mineraalit paljousjarjestyksessa, malmimineraalien tarkempi erittely seka Ni-S -pitoisuudet ja naista laskettu sulfidifaasin Ni (alkuperäiset analyysitulokset, S osaksi vasta nyt analysoitu). Mikroanalysaattorin tuloksista on vastaavasti luettelot, samoin hiekohtaisesti luetteloituna (2a, 2b). Ohuthieiden... mikroskoogeinen ----------- kuvaus Nyt tutkitut serpentiniitit ovat tavanomaisia Oku-tyyppisiä krysotiiliserpentiniittejä, joukossa lisäksi muutama talkkiliuske ja dolomiitti. Serpentiinimineraaleja lienee useitakin, paamineraalina kuitenkin krysotiili(t). Lisäksi lähes säännöllisesti on lizardiitiksi nimitettya serpentiinimineraalia, ehkä muitakin, joita nikroskoopissa on kuitenkin vaikea identifioida (ei kuitenkaan antigoriittia). Tavallisesti toisena silikaattina serpentiinin ohella on kloriittia (klinokloori-sheridaniitti), joskus melko runsaasti, jolloin kiveä on nimitetty kloriitti-serpentiniitiksi. Opakkeja on yleensä melko runsaasti, naista kuvaus erikseen. Muina mineraaleina on talkkia (paikoin talkkiliusketta), samoin karbonaattia, joka sekin välistä paamineraalina, muodostaen tällöin dolomiittia.
Harvemmin tavataan serpentiniytymatönta tremoliittia ja oliviinia, näitä dolomiittivyöhykkeiden yhteydessä ts. serpentiniittilinssien kontakteissa. Oliviini- ja amfiboli-(antofylliitti-tremoliitti)pseudomor oosit ovat yleisiä, joskaan niitä ei aina voi kivessa havaita. Mahdollisesti osa lizardiitista on pyrokseenipseudomorfooseja. Serpentiniittien väri vaihtelee lahes mustasta vaalean(sini)vihreaan. Krysotiili on mikroskoopissa yleensa lahes väritönta ts. heikosti vihertavaa, mutta kaikkia vaihettumismuotoja oliviinipitoisen serpentiniitin vihreänkeltaiseen xylotiili-bowlingiittiin (Winchell) tavataan. Lizardiitti, joka makroskooppisesti on variltaan maidonsinista tai vaaleanvihertavaa, on hieessa väritöntä ja yleensa vapaata opak-pölystä. Serpentiniittien tummuuteen vaikuttaa, ei niinkään opakkien maara, vaan tapa, miten neesiintyvat. Silloin kun kivessa on aivan hienoa opak-pölyä (jonka vain ohuthieesta voi todeta), varjaa se kiven tummaksi. Jos opakit ovat malmimikroskoopissa havaittavina rakeina, eikä pölyä ole, ovat kivet vaaleita, vaikka opakkien määrä olisikin kohtalainen. Voi sanoa, että kaikissa serpentiniiteissa (= krysotiilissa) on ainakin hiukan pölya, vain esim. talkkiliuskeet ovat tästä vapaita. Tummuuden perusteella yksinomaan ei siten voi määritellä serpentiniittia ns. sisa- tai reunaserpentiniitiksi, parempi lienee raja vetää rikkipitoisuuden perusteella. Loppupaatelmana ohuthieiden mikroskopoinnista voidaan todeta, että molemmissa tutkituissa rei'issa ovat kivilajivaihtelut samankaltaisia: vaaleita serpentiniitteja, joiden opakit ovat pääasiassa rakeisina serpentiinin ollessa muutenkin vaaleaa tai vihertavaa ja toisena äarityyppinä lahes musta, pölyrikas kivi, jonka serpentiini saattaa olla vaaleaa, mutta usein enemmän tai vähemmän vihreää. Oliviini-tremoliittipitoinen vyöhyke tavataan molemmissa rei'issa (samaa vyöhykettä?) ja tähän liittyy myös karbonaattirikkaampi osue. Jos kivien rikkipitoisuutta pidetään jaoituksen perustana, havaitaan, että myös ns. reunaserpentiniittia edustavassa reiassa (Oku-419) on reiän loppuosa (syv. 70.65 m lähtien) ns. sisaserpentiniittia (S alle 0.5 %).
Serpentiniitin malmimineraaleista (E. Hänninen) Tutkittu materiaali voidaan jakaa kolmeen eri tyyppiin sulfidien esiintymisen perusteella. Reunaserpentiniitin S-rikkaita tyyppejä ovat toisaalta magneettikiisuvaltainen (valokuva) ja toisaalta mackinawiittivaltainen tavara (valokuva). Sisäserpentiniitin yleinen tyyppi on taas s-köyhä, pentlandiittivaltainen tavara (valokuva), jossa on usein mackinawiittia vähän, mutta magneettikiisua päaaiassa vain relikteinä. Näytteen S-pitoisuus on todettu melko luontevaksi kontrolliksi reuna- ja sisäserpentiniitin välillä (raja n. 0.5 % S), mutta myös keskimaarainen sulfidifaasin Ni näille kolmelle eri tyypille on kullekin luonteenomainen. Magneettikiisuvaltaisella se on n. 5.3 %, mackinawiittivaltaisella n. 8.0 % ja pentlandiittivaltaisella n. 23.2 %. Näiden kolmen eri tyypin rajoja ei kuitenkaan voida määritellä mitenkään jyrkiksi, vaan esiintyy välimuotoja, joissa on edustettuina tasavertaisina kaikki eri faasit. Nämä ovat yleensa S-köyhiä, joten ne on luettava sisäserpentiniittiin. Tutkittu aineisto on pääosaltaan S-köyhää. Reunaserpentiniitiksi voi laskea ainoastaan sen osan, jota reikä Oku-419 syvyydesta 20.30 syvyyteen 70.65 lavistaa. Reiän loppu syvyyteen 139.25 on pentlandiittivaltaista, jossa sitten kivilaji vaihtuu dolomiitiksi ja Ni-pitoisuus laskee. Reikä 239 lavistaa syvyydesta 72.10 syvyyteen 169.05 sisäserpentiniittiä, jossa on vain paikoitellen ohuita, karsiin ja dolomiitteihin liittyviä S-rikkaampia linssejä. Myös serpentiniitin reunoilla on ohuita, S-rikkaampia kerroksia (kvartsiitin kontakteissa). Pentlandiitin raekoko, joka on yksityiskohtaisemmin selvitetty liitteessä l., on melko pieni, yleensa kuitenkin yli 20 p:a. Liian hienoa (n. 1 p:n luokkaa) pentlandiittipirotetta esiintyy paikoitellen melko runsaastikin (valokuva) ja se on sisäserpentiniitissä, missä keskimaarainen raekoko on jonkin verran pienempi kuin reunaserpentiniztissä. Sitä paitsi reunaserpentiniitin pentlandiitti esiintyy usein yhdessä magneettikiisun kanssa, mikä nostaa sulfidista raekokoa. Itsenäisen mackinawiitin raekoko on suurin piirtein pentlandiitin luokkaa, joskin esiintyy hiukan myös hienoa, nauhamaista mackinawiittia harmeessa.
Em. sulfidien lisaksi esiintyy erityisesti serpentiniitissa kauttaaltaan magnetiitti- ja kromiittipirotetta. Magnetiitti esiintyy harmeessa ohuina luiroina, pienehköinä rakeina ja pentlandiittia kapseloivina nauhoina. Dolomiiteissa ja karsissa ei magnetiittia esiinny. Kromiittia tavataan usein suurehkoinakin rakeina, jotka ovat korrodoituneet reikäisiksi. Joskus näissä rei'issa tavataan pentlandiittisulkeumia. Grafiitti esiintyy nauhamaisena muodostuman reunoilla karsissa ja dolomiiteissa. Serpentiniitista sitä ei juuri tapaa. Sisaserpentiniitissa on paikoitellen tochiliniittia (Fe-valleriitti) ohuina nauhoina. Lisäksi on tavattu satunnaisesti sekundaarista rikkikiisua ja arseenimineraaleista niccoliittia, gersdorffiittia ja maucheriittia. Ser~entiinien --- ------------------- Geoscan-aigg Hieista on pyritty ajamaan n. 10 Sp-raetta (kaikista hieista tamä ei ole onnistunut). Kaikki nämä tulokset on luetteloitu näyte- kohtaisesti, minkä lisaksi on vielä laskettu ajojen keskiarvot (liitteet 2a, 2b). Analyysipisteet on valittu hieista tasaisin välein. On vain tar- kistettu, että ajetaan todella serpentiinia ja että analyysipis- teen lähellä ei ole ainakaan havaittavissa Ni-sulfideja. Kuten listoista havaitaan, on hajonta hyvin suuri. Mistä tämä todella aiheutuu, siihen ei tässä vaiheessa osata ottaa kantaa. Kuten jo ohuthiekuvauksen yhteydessä mainittiin, on serpentiini- mineraaleja ilmeisesti useita, todennäköisesti myös ajallisesti eri-ikäisiä. Monissa näytteissä (esim. 0ku239/149.45 m ja /164.80 m) on osa rakeista hyvin Ni-köyhiä, mutta verraten jyrkkarajaises- ti osa Ni-rikkaita. Kun muistetaan, ettei vain oliviini ole ser- pentiniytynyt, vaan myös amfibolit (antofyliitti-tremoliitti) ja mahdolliset pyrokseenit (enstatiitti-augiitti), niin on tältä poh- jalta ymmärrettävissä, että esim. amfibolipseudomorfoosin serpen- tiini on Ni-köyhempää kuin oliviinin. Lizardiitiksi nimitetty vaa- lea, pigmentitön serpentiini vaikuttaa usein nuoremmalta kuin kry- sotiili, siinä ei ole havaittavaa opak-pölyä ja Ni-pitoisuus täl- laisessa on tasaisen alhainen. Sen sijaan, kun tarkastellaan kry- sotiilien Ni-pitoisuutta, todetaan sen vaihtelevan hyppayksittain samankin pseudomorfoosin puitteissa. Mitään Ni-pitoisuuden vyöhy-
kemäistä jakaantumista ei tässä verkkomaisessa rakenteessa ole kuitenkaan todettu. Tällöin tulee lähelle ajatus, että näissä on äärettömän pieniä Ni-sulfidirakeita, joita ei nyt käytössä olevilla laitteilla pystytä tutkimaan. Verrattaessa sitten kahta reikää keskenään, näkyy, että ns. silika-attisen nikkelin maara on keskimäärin suurempi sisaserpentiniitissä kuin S-rikkaammassa kivessä. Hieman yllättävä seikka on se, että reiän Oku-419 loppuosa on sisäserpentiniittiä, vaikka se kairausprofiilin mukaan on sangen lähellä kvartsiitti-karsialuetta ja siten sp-linssin reunaosaa. Kun hajonta Geoscan-tuloksissa on suuri, ei laskettu analyysitulosten keskiarvo sano paljoakaan. Liitteenä 3 on kuitenkin diagrammi, jossa on käytetty tätä keskiarvoa ja verrattu sitä hieen jätepalasta tehtyyn S-määritykseen. Mitään selvää systeemiä ei diagrammiin tule. Varsinkin reiässä Oku-239 nikkelipitoisuus vaihtelee 100-1400 ppm ilman, etta rikkipitoisuudessa tapahtuisi merkittävää muutosta. Reiän Oku-419 tuloksista sen sijaan voidaan nahda, että S-pitoisuuden kasvaessa serpentiinin Ni-pitoisuus laskee, ts. että reunaserpentiniitin serpentiinissä ei ole nikkeliä (oli se sitten missa muodossa hyvänsä) yhtä runsaasti kuin rikkiköyhemmässä serpentiniitissä. Lienee vailla käytännöllistä merkitystä, miten S-köyhän serpentiniitin nikkeli oikein on serpentiinissä. Kysymystä tuskin voidaan nyt käytettävissä olevilla laitteilla selvittääkään. Puhtaasti tietämisen kannalta olisi kuitenkin mielenkiintoista selvittää, missa maarin ja miten vaihdellen nikkeli sisältyy eri serpentiinimineraalien hiloihin ja missa maarin se on hienona sulfidipölynä. Liitteitä 6 kpl Tapiola 27.7.1972, JW Maija Huhma @ AHi, UP (OKME) VP, EoR (OK)