Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX Timo Maki/PHM 11.2.1985 Sijainti 1:400 000
Tutkimuksen tavoite 1. Analysointi 2. Tulosten käsittely 2. Geologiset yleispiirteet 2. Vulkaniitit 4. Muuttumisvyöhyke 5. Makroskooppisesti "terveiden" kivien koostumus 8. Happamat vulkaniitit 8. Emäksiset vulkaniitit 11. Muuttuneiden kivien koostumus ja alkuperä 14. Tremoliittikarret, juonet 14. Serisiittikvartsiitit, kordieriitti- 16. kiillegneissit, fylliittikivet Alkuainejakaumat profiileissa 2550, 22. 2700 ja 2900 päätelmät 36.
1. Tutkimuksen tavoite 2. Naytteenotto Tutkimus liittyy osana laajempaan kokonaisselvitykseen Pyhasalmen malmista ja sen ymparistön geologiasta. Muina osina selvitykseen kuuluvat rakennegeologia (T Koistinen, J Aarnisalo) ja moreenigeokemia ja -stratigrafia (K Nenonen, GTK). Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, minkälainen litogeokemiallinen aureoli ympäröi Pyhasalmen malmia. Saatu tieto muodostaisi pohjan vastaaville tutkimuksille ymparistön kohteissa. Samalla selvitettiin joustavia menetelmiä litogeokemialliselle tutkimukselle. Tärkeäksi osaksi muodostui malmin sivukivien litologian,rakenteiden ja stratigrafian tutkiminen. Naytteet kerättiin pääosin maanpintakairauksista (11 reikää) seka kolmesta kaivosreiastä. Kairausprofiilit valittiin siten, että saataisiin mahdollisimman paljon naytteita seka muuttumisvyöhykkeelta että muuttumisvyöhykkeen ulkopuolelta. Näytteenottoa täydennettiin paljastumanäytteillä, joita otettiin yhteensä n. 120 kpl. Kaikenkaikkiaan naytteita oli n. 1 400 kpl. Maanpintakairareiat on merkitty kuvaan 1 (siwu 3). Naytteenotto on kattava malmin itäpuolella sekä muuttumisvyöhykkeen että muuttumattomien kivien osalta. Malmin länsipuolella kairareiät eivät ulotu tarpeeksi kauaksi muuttumisvyöhykkeen ulkopuolelle ja naytemaarat lansipuolen muuttumattomista kivistä jaiväk pieniksi. Lansipuolen aineiston täydentämiseksi otettiin profiilinaytteita paljastumista lepikon ympäristöstä ja kaivosperästä + 210-tasolta. Muuttuneiden kivien osalta näytemateriaali on riittävä myös länsipuolelta. Pohjoisesta on näytteit3 ainoastaan muuttumisvyöhykkeesta ja kvartsimaasalpaporfyyrista. Pohjoisessa tutkimus nivoutuu yhteen Kettuperän tutkimuksen kanssa. Vähiten naytteita on malmin etelapaasta, koska siellä pegmatiittien määrä on niin suuri,ettei hyvää näyteprofiilia voinut laatia. Kokonaisuutena näytteenottoverkkoa voi pitää riittävän kattavana ja naytemaaraa vahintainkin riittävänä. Naytteet otettiin kairasydamistä siten, että metrin välein poimitut n. 10 cm pituiset palat yhdistettiin enintään 5 metrin kokonaisnaytteeksi. Kivilajikontakteja noudatettiin tarkasti. Keskimaaraiseksi naytepituudeksi tuli 3 m. Pa1jastumi;sta näytteet otettiin geologikairalla.
3.1. Analysointi 3.2. Tulosten käsittely 4. Geologiset yleispiirteet Näytteet analysoitiin normaalin rutiinin mukaan Olarin laboratoriossa. Alussa näytteet halkaistiin ja vain toinen puoli analysoitiin. Tästä luovuttiin ja jatkossa näytteet murskattiin kokonaan ja ainoastaan karkea murske ja jauhe säilytettiin. Ennen murskausta näytteistä tehtiin ominaisvakiomääritykset lähinnä geofysiikan tutkimuksia varten. XRF:lla analysoitiin SiO Ti02, A1203, FeO, MnO, MgO, CaO, Na20, K 0, Ba, Sr, 2;. Cr, As -Ja P. AAS:llä (typpihappoliuotusf analysoitiin Zn, Cu, Ni, Co, Pb, Ag, Mn, Fe ja Cd seka osasta naytteista Au ja Mo. Kokeilumielessä tehtiin joitakin C1, Br, Ga ja Sn-analyysejä XRF:lla. S analysoitiin SC 32:lla. Vertailun vuoksi analysoitiin 10 kp1:een sarja happamia vulkaniitteja standardia numero 72 vastaan (HVULK, Lamujärvi). Huomattavimmat erot rutiinianalyyseihin verrattuna olivat SiO-- 2 ja CaO-pitoisuuksissa. Rutiinianalyyseis sa SiO -pitoisuudet olivat hieman alempia. Alhaisissa C~O-pi~oisuuksissa (alle 0,1 % ) nousut olivat jopa dekadin luokkaa verrattuna rutiinianalyyseihin. Muiden alkuaineiden kohdalla erot olivat varsin pieniä. VTT:n reaktorilaboratoriossa teetettiin yhteensä 20 REEanalyysia INAA-menetelmällä. Näytteenoton yhteydessä kairareiat raportoitiin ja kivilajit koodattiin. Koodauksessa otettiin huomioon kivilajien mineralogiset erityispiirteet ja rakenteet. Liitteessä 1 on luettelo käytetyistä koodeista. ATK:lle viedyista analyysitiedoista piirratettiin analyysidiagrammeja, kolmiodiagrammeja ja x, y-diagrammeja seka laskettiin tilastollisia tunnuslukuja. Kivilajien tunnistamisen varmentamiseksi tehtiin runsaasti ohuthieitä. Varsinaisia petrologisia tai mineralogisia tutkimuksia ei tehty. Varsinaisen litogeokemiallisen työn yhteydessä kartoitettiin malmin lähiympäristö uudelleen, koska malmin itaja kaakkoispuolella oli paljastuma-alueita, joita ei oltu aiemmin kartoitettu. Samalla "modernisoitiin" kivilajinimistöja paremmin nykykasitykseen sopiviksi. Kuvassa 1 on geologinen kartta Pyhasalmen lahiymparistösta nykyisen tiedon mukaan. Liitteissa 2, 3 ja 4 ovat geologiset kartat profiileista x = 2900, 2700 ja 2550. Seka pintakartta että profiilit vaatisivat vielä runsaasti varsinkin rakennegeologisia täsmennyksiä.
Kuva 1. Geologinen kartta HAPAN VULKANI ITTI EMAKSINEN VULKANIITTI EVLILK VLK PEGMATI ITTI SERISI ITTIKVARTSI ITTI KORDIERIITTIKIILLEGNEISSI ANTOFYLLIITTIKIVET KARSI MALMI & BREKSIA J JUONI ZZZ TEKTONINEN BREKSIA E EPIDOOTTI L LAAVA F FLOGOPI ITTI TUFFI KL KLORIITTI IF LAPI LLI TUFFI TLK TALKKI KMP KVARTSIMAASALPAPORFYYRI. -4 KAIRAREIKA KP KVARTSIPORFYYRI 1 : 4 000
4.1. Vulkaniitit Dominoivana piirteenä kartoissa on isokliininen synforrni, jonka akselitaso kulkee malmin itapuolitse ja jonka 0 0 akseli painuu etelään 50-60 kulmassa. Muutturnisvyöhykkeen ulkopuolella kivilajit toistuvat seka rakenteeltaan että koostumukseltaan melko samanlaisina akselitason kumminkin puolin. Muuttumisvyöhykkeen sisälla on vallitsevana piirteena aikaisempi poimutusvaihe (-vaiheet?), jossa myös malmi on poimutettu tiukan isokliinisesti. Tämä poimutusvaihe on ollut ilmeisesti luonteeltaan intrafoliaalista, ja sen vaikutus on keskittynyt malmiin ja sitä ymparöiviin muuttuneisiin kiviin. Edellisen mallin perusteella saadaan kuvan 2 mukainen miiuttumattomia kivia koskeva stratigrafia. s-o-aoa e(1) :-.---- zw-... -._ -.-._,-.-.-. ---- ---- -1-.-......:...,.--2...'..-.... asema?) -- - -------- --- - --- HTU, KVPF, EIVULK BET; + SER ---- KP A. - - - -------- -- z Mut. vyöhyke + malmi (tarkka EVULK BRT, ELA; + ATF - - -- * IHVULK BRT, KVPF 4 =LA-*= L = = EL4, EVULK BRT, EJ 7 t, KP s HVULK BRT, KVPF ~r + 2 Kuva 2, Stratigraf ia Vulkaanisen sarjan pohjaa ei tunneta. Alimmaisena tunnetussa sarjassa on hapan tuffibreksia (kartan ulkopuolella, hakkuuaukon SE-kulma), johon liittyy myös kvartsiporfyyreja. Lansipuolella tätä kerrosta vastaisi kvartsiporfyyrit Pielavedentien W-puolella. Happaman tuffibreksian päällä on emäksinen tuffibreksia (kuva 1, liite 5). Länsipuolella kerrostumaa vastaa raut; tien leikkauksen vulkaniitit ja itäpuolella hakkuuaukon breksiat (kartan SE-kulma). Kumpaankin liittyy laavamaisia ja juonimaisia osia. Kummallekin on tyypillistä fragmenttien heterogeenisyys. Happamien fragmenttien lisäksi on runsaasti intermediäärisiä kummingtoniittipitoisia fragmentteja. Tämän kerrostuman ad päällä vasten happamia vulkaniitteja on paikoin granmttipitoisia karsityyppisiä saostumia. EVULK-kerrostuman paksuus on korkeintaan sata metriä.
4.2. Muuttumisvyöhyke Emaksista tuffibreksiaa seuraa heterogeeninen sarja happamia tuffibreksioita, tuffeja ja kvartsiporfyyrejä. Kerrostuma on 100-200 m paksu. Y1,äosastaan kerrostuma on paikoin heikosti muuttunut (kuvat 2 ja 3, liite 5). Kartassa laajat HVULK-alueet malmin itä- ja lansipuolilla. Happamien kerrosten päällä on toinen ohut kerros (n. 20 m) emaksisiä vulkaniitteja (tuffeja, tuffibreksioita, laavoja). Tuffibreksioissa fragmentit ovat pääosin kvartsiporfyyreja (kuva 4, liite 5). Länsipuolella kerros ei ole paljastuneena, mutta se on tavattu kairarei'istä ja kaivosperista. Itäpuolella kerms on paljastuneena mm. pumppaamolla. Länsipuolella tämä vulkaniittikerros on paikoin muuttunut pintaosistaan kordieriitti-antofylliittikiviksi. Emäksisten vulkaniittien ja varsinaisen muuttumisvyöhykkeen välissä on pääosin happamista tuffeista ja kvartsiporfyyreista koostunut kerros, jonka paksuus on enintään 20 m. Sekä länsi- että itäpuolilla kerrostuman kivet ovat osittain muuttuneet ja paikoin niitä leikkaa stringertyyppiset pyriittijuonistot (PYO-40, PYO-84). Seka muuttuneita että muuttumattomia kivia leikkaa (?) malmin pohjoispaässa kvartsimaasälpaporfyyri, joka eroaa kemialliselta koostumukseltaan alueen muista porfyyreista. Oletus, että se olisi muita kivia nuorempi,perustuu sen selvästi muuttumattomaan koostumukseen ja teraviin kontakteihin muuttuneisiin kiviin nähden. Vulkaniittien bimodaalisuus on silminpistavää, varsinaiset intermediäariset vulkaniitit puuttuvat täysin. Intermediäärisia juonia tavataan tosin melko runsaasti. Intermediaarisina tuffeina raportoidut kivet ovat ilmeisesti juonia tai sedimenttisiä valikerroksia. Malmin kaakkoiskarjessä on suuri leikkaava pegmatiittigraniitti, jonka luonnetta ja suhdetta muihin kiviin ei ole tutkittu tarkemmin. hl~orio Edellä esitetty kartta ja stratigrafia ovat vielä "raakoja" ja niihin tulee suhtautua kriittisesti. Se etteivät itä- ja länsipuolen kivet erotu selvasti toisistaan, ei riita todistamaan, että ne kaikki olisivat malmikerroksen alla. Poimutus on ollut varmasti monimutkaisempaa kuin nyt ymmärretään. Malmin ympärillä olevat muuttuneet kivet voidaan jakaa pääosin kolmeen mineralogialtaan erilaiseen tyyppiin: malmin ympärillä olevat serisiittikvartsiitit, E-puolen kordieriittikiillegneissit (kuva 5, liite 5) ja antofylliittikivet (kuva 6, liite 5), joita on seka serisiittikvartsiittien sisällä että muuttumisvyöhykkeen reunoilla
vasten emäksisiä vulkaniitteja. Tremoliittipitoiset kivet muodostavat oman ryhmänsä, Niitä on kapeina kerroksina paikoin malmin kattokontaktissa liepeen jatkeella (prof. 2700) ja jalkapuolella serisiittikvartsiittien keskellä (prof. 2900). Tremoliittipitoisia kiviä tavataan myös sulkeumina malmista, mutta ne eroavat koostumukseltaan malmin ulkopuolella olevista karsista. Serisiittikvartsiitit ympäröivät melko symmetrisesti malmia joka puolella ja serisiittivyöhykkeen paksuus vaihtelee pinnassa keskiosan 50 m:stä ja S-pään 20 m:iin. E-puolella SERKVT ovat homogeenisempia ja yhtenaisempiä kuin W-puolella. Itäpuolen laaja kordieriittikiillegneissivyöhyke koostuu pääosin lapillituffirakenteisista kivistä, joita ei tavata malmin W-puolelta lainkaan. Vyöhykkeen paksuus johtuu kertautumisesta. Sekä länsi- että itäpuolella on serisiittikvartsiittien sisällä ja reunoilla KRD-pitoisia serisiittikvartsiitteja (dalmatianiitit). Antofylliittikiviä on suhteellisen vähän. Yhtenäisin vyöhyke on malmin länsipuolella serisiittikvartsiittien keskellä. Toinen laajempi antofylliittikivivyöhyke on malmin koillispuolella (ks. profiili 2900). Sen jatkeita pohjoiseen ei tunneta. Se, että Pyhäsalmen malmi on muuttuneiden kivien sisällä, voidaan mielestäni selittää ainakin kahdella tavalla. A. Malmi on poimutettu tiukan isokliinisesti ja akselitaso kulkee malmin sisällä, jolloin päällä olevat kivet ovat nyt malmin sisällä. B. Myös malmin päällä on ollut primäärisesti muuttuneita kiviä. Malli A on perinteisesti hyväksytty Pyhäsalmessa. Sitä puoltavat malmin sulkeumina olevat kalkkikivet ja karret, joita ei ole tavattu malmin ulkopuolelta. Sulkeumakarret (tai KA-leptiitit) ovat paikoin isokliinisesti poimutettu (ks. pintakartta). Tässä yhteydessä analysoitujen HVULK-sulkeumien koostumus muistuttaa N-pään kvartsimaasälpäporfyyrejä ja ne saattavat edustaa tähän liittyviä juonia. Myös malmin metallijakaumassa on merkkejä isokliinisesta poimutuksesta. Muuttumisvyöhykkeen metallijakaumat viittaavat useampaan kuin yhteen poimuun. F -rakenteen tarkempi identifioiminen muuttumisvyöhyk- 1 keen sisällä vaatii vielä lisätutkimuksia. B-mallin mukaiselle systeemille on vaikea löytää todisteita. Ainoastaan lapillituffirakenteiset kordieriittikiillegneissit malmin itäpuolella saattaisivat olla serisiittikvartsiittien ja malmin päällä (ks. prof. 2700, liite 3). Mallin A perusteella voi muuttumisvyöhykkeestä ja malmista esittää kuvan 3 mukaisen rakenteen. Koska muuttumisvyöhyke on luonteeltaan leikkaava ja sen lävistämät kivet ja niiden primäarirakenteet (= muuttumisalttius) ja kerrospaksuudet vaihtelevat, ei muuttumisvyöhyke ole samanlainen joka puolella. Toisaalta itse muuttumisprosessikaan ei liene ollut yhtä aktiivinen joka puolella.
Kuva 3. Muuttumisvyöhykkeen ja malmin rakenne, ks. teksti Alimmillaan muuttumisvyöhyke näyttäisi ulottuvan ylempään happamaan tuffibreksiaan. Näissä muuttuminen näkyy paikoitellen heikkona serisiittiytymisenä ja rikkikiisu ja/tai magneettikiisupirotteena. Muuttumisen laajuutta ei tarkkaan tiedetä, mutta se on mahdollisesti jopa satoja metrejä (Lepikon alue). Taman paalla oleva emaksinen tuffihreksia ja laava on osittain muuttunut kordieriittiantofylliittikiveksi. Muuttuminen on riippunut kiven primäärirakenteesta. Karkea breksiarakenteinen pintaosa on ollut alttiimpi muuttumiselle. Emaksisen tuffibreksian paalla on hapan tuffi-kvartsiporfyyrikerros, joka on jo selvästi serisiittiytynyt ja johon liittyy stringer-tyyppisiä pyriittijuonistoja. Taman jälkeen alkaa varsinainen muuttumisvyöhyke, jonka yksityiskohtainen rakenne on vielä epäselvä. Pääosin se koostuu serisiittikvartsiiteista, joissa on paikoin runsaasti kordieriittia. Kordieriittipitoisten kerrosten asema on vaikea määrätä voimakkaan poimutuksen takia, mutta niitä on sekä serisiittikvartsiittien reunoilla että keskellä. Myös aivan malmin kontakteissa on joskus kapeita kordieriittipitoisia kerroksia. Serisiittikvartsiitteihin liittyy sekä malmin katto- että jalkapuolelle (pääosin kattopuolelle) stringer-tyyppisiä pyriittimineralisaatioita ja kapeita, kompakteja pyriittimalmihorisontteja. Stringerit ovat pääasiallisesti puhtaita pyriittistringereitä, mutta on myös löydetty kuparikiisuja sinkkivalkepitoisia stringereita (kuva 7, liite 5). Serisiittikvartsiittien keskellä malmin nykyisellä kattopuolella on yhtenäinen noin 5-15 m paksu osin breksiarakenteinen ja osin massiivinen kordieriitti-antofylliittikivikerros. Tämä kerros vastaa kemismiltaan emaksistä tuffibreksiaa ja se edustanee tällaisen kerroksen taydellista muuttumista. Kerroksen asema stratigrafiassa on epäselvä. Vastaavan tyyppisiä osin hreksiarakenteisia osin massiivisia kordieriittiantofylliittikiviä on avolouhoksella malmin E-puolella suorassa kontaktissa (tektoonisessa?) vasten heikosti muuttuneita happamia vulkaniitteja. Breksiarakenteiselle tyypille on ominaista
melko terveet HVULK-fragmentit, joissa on suuria antofylliittikiteitä. Kuvassa 8 (liite 5) on kordieriittirikas karkea breksia (alunperin ETU BRT), johon liittyy stringer-tyyppinen pyriittiverkosto ja jonka päällä (?) on serisiittikvartsiitteja. Kairareiässä PYO-38 (prof. 2550, liite 4) on aivan malmin nykyisessä jalkakontaktissa ja osittain malmin sisällä talkki-, kloriitti- ja antofylliittipitoinen kivi, jonka kemiallinen koostumus on poikkeuksellinen. Vastaavia talkkirikkaita kivia on tavattu muualtakin malmin katto- ja jalkakontakteista. Malmin metallijakauma on tunnetusti kompleksinen. Mutta siinäkin pääpiirteenä on, että kupari on reunolla ja sinkki keskellä, mikä viittaa isokliiniseen poimutukseen. Poimutusmallin mukaan sulkeumina olevat karret, kalkkikivet ja mahdollisesti myös kvartsimaasälpäporfyyrit olisivat malmin päällä. Koko edellä esitetty muuttumisvyöhykkeen stratigrafia on hypoteettinen ja siihen on poimittu palasia eri puolilta. Kuitenkin stratigrafia on niin tärkeä asia, että sitä pitää vielä tutkia enemmän. Ovatko kalkkikivet ja karret johtohorisontteja? 5. Makroskooppisesti terveiden kivien koostumus 5.1. Happamat vulkaniitit Taulukossa 1 on koottuna erilaisten happamien vulkaniittien koostumuksia. Näytteet ovat rei'istä PYO-84, 54 ja 43 (x =2700) ja PYO-27, 19 (x = 2900) sekä paljastumista malmin SE- ja W-puolilta. Pääalkuainekoostumuksissa erot eri tyyppisten happamien vulkaniittien välillä ovat pienet. Yleisesti ottaen voidaan sanoa, että makroskooppisesti muuttumattomien kivien kemiallinen koostumus on myös muuttumaton. Ainoastaan i tapuolella alle 200 m: n päässä malmista olevissa karkeissa tuffibreksioissa ja tuffeissa on näkyvissä selvää muuttumista kivien K20/Na 2 0-suhteessa (näytteet 15 ja 17). Kaikkien näytteiden MgO-pitoisuus on alhainen. Pohjoispään kvartsimaasälpäporfyyrien (7 ja 8) TiO -pitoisuus on korkea muihin verrattuna (itse asiassa K$MSPF: in TiO 2 -pitoisuus on normaali ja muiden normaalia alempi verrattuna yleensä HVULK:in). Vaikka KVMSPF on muuttuneiden kivien keskellä, on sen Na 2 0-pitoisuus korkea ja tästä yhdessä terävien kontaktisuhteiden myötä on päätelty, että se olisi muuttuneita kivia nuorempi.
.... Taulukko 1. 7. 8. 0. 10. I I 13. 14. 15. 16. 17.!n. -._.. -2.. 2 '....- - -- -... 73,7(1 7',02 74.2') 76.57 76,7 76, 14 74,111 76.79 77.32 75.64 7~,8.! ï5,3 0, 2') II, 2 0, 1 1 0, 10 0, 15 II, 13 0, 17 0, 1 1 0, Ofj (1, O'! (~, 1.: 0, : 3 8 322 4 I I, I I 11.76 12,OL 11.67 ll,ll4 12.84 I2,''tj I!,fi 2.85 2.71 2,33 2,ll 2.51 2,51 2,47 2,27 2,G3 2,20 2,70 2,-,: 0.09 0,07 0,07 0.05 0,06 0.06 0.06 0,05 0,05 0.07 0.06 U,!lh 0.67 0,17 0.20 0,37 0,54 0,33 0.01 0.30 0,64 0,20 0.69 c,:. 1,Jl 0,YO 1,48 2.01 2.80 1.82 1.70 1,55 1,6l 1.63 2.31 1,:b 4.98 5.35 4,76 3.00 3.05 3.40 3,58 4.36 2,25 4.27 2,90 4,. 1.02 1,54 1.61 2.03 1.18 1.75 1.72 1,19 2.46 2,49 2.77 1. 1; 0,02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0,Ol 0,Ol 0,Ol 0,Ol 0.01 0,c: 0.21 0.30 0.01 o,16 0.08 0.05 0.04 0.07 0.75 0.03 o,u6 0.n:: 2.32 1.65 1,29 1,41 1.62 1,50 3 1.39 2.00 1.32 1 8 1.4'. 0.01 0.01 0,Ol 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 o,l!: 36 27 12 17 14 19 13 20 38 12 16 18 408 162 53 72 82 56 84 55 55 52 63 52-3 1 6 6 - - - 17 4 4 3 13 12 10 6 5 7 2 9 7 8 6 13 28 34 15 7 18 13 6 9 2 7 9 16 0.8 1,0 0,l 0,2 - - 0,5 0,2-0.3 0,4 0.6 2,5 < 1.5 < 1.5 < 1,5 2 < 1,5 < 1.5 < 1.5 < 1,5 < 1.5 < 1.5 < 1.5 152 98 136 130 75 144 99 132 82 117 120 135 751 659 652 742 610 579 545 666 582 842 1036 608 178 163 183 191 148 185 162 189 161 185 173!70 120 120 120 150 367 150 200 130 180 120 120 13C i. KWF, 400 rn 1är.t-n mlmista (1 kpl) 11. I W, mssaminen, 200 m länteen mlmista (1 kpl) 2. KVPF, 200 rn " m3lmin N-kärjestä (1 kpl) 12. t W, EP-pit., PYO-84, 300 m itään mlmista (6 kpl ) 3. KVPF, 300 m kaax<mn ralxin S-kärjestä (1 kpl) 13. HWW<, GW\-pit., t210, 100-150 m länteen mlmista (5 kpl) 4. KVPF, PYO-84, 400 rn itään mlrnista (21 kpl) 14. KIU, W-pit., PYO-84, 300 m itään mlmista (7 kpl) 5. hvf, PYC-54, 200 ni " (6 kpl) 15. KIU, " ", PYO-54, 200m" (6 kpl) 6. KVPF, I'YO-43, 1.00 m " (5 kpl) 16. W, DRT, PYC-84, 350m " (5 kpl) 7. KMPF, PYC-19, 25 rn" (4 kpl) 17. W, DRT. PYC-43, 100 m " (4 kpl) 8. WSPF, PYC-27, 80 ni " (5 kpl) 18. HMIIX, punertava, PYC-84, 400 m itään m~linista (3 kpl) 9. HWLK, m~ssanninen, PYC-84, 400 m itwn ini1:iiista 10. w, ", PY*31, 100 rn " Gcometrisi;i kcskiiir-\,oja FeO ') X' = Totoaii = Typpihappo1 iukoincn FE Muuttumattomien happamien vulkaniittien hivenainepitoisuudet näyttävät asettuvan keskimäärin seuraavasti (malmin E-puolella!) Zn 40-60 ppm Cu 10-20 " Ni 1-5 " Co 5-10 " Pb 5-15 " Ag < 1 " Cd < 2 " Ba 500-700" Selvästi anomaalisina erottuvat N-pään kvartsimaasälpäporfyyrit, lähes kaikki W-puolen HVULK:t (!) ja alle 200 m:n päässä malmista olevat HVULK:t malmin E-puolella. W-puolen anomaalisuudella saattaisi olla merkitystä stratigrafian kannalta. Toisaalta on otettava huomioon, että W-puolen näytemateriaali on varsin suppea. Primäärirakenteilla ei näyttäisi olevan merkitystä anomaalisuuteen. Keskiarvoanalyysien perusteella voi tehdä seuraavia päätelmiä:
- Muuttuminen näkyy makroskooppisesti "terveissä" kivissä n. 200 m:n päähän malmin E-puolella, W-puolella alle 100 m:n päähän (??), kiven rakenne vaikuttaa muuttumisen intensiteettiin. - Anomaaliset hivenalkuainepitoisuudet (Zn, Cu, Pb, Ba, S) ulottuvat n. 200 m:n päähän malmin E-puolelle, W-puolella jopa 400 m:n päähän (?), rakenteella ei näytä olevan merkitystä. - N-pään KVMSPF ei ole muuttunut, mutta siinä on korkeat Zn-, Cu- ja Pb-pitoisuudet ja se on erinomainen esimerkki siitä, kuinka makroskooppisesti terve kivi voi olla melkein kompaktin malmin kontaktissa. - Kokonaiskoostumukseltaan Pyhäsalmen happamat vulkaniitit ovat samantyyppisiä, ne ovat SiO -rikkaita, Na 0-valtaisia ja TiO -köyhiä ja siten gelposti identi.$ioitavissa. 2 Kuvan 2 Si02 - Zr/TiO -diagrammissa happamat vulkaniitit 2 asettuvat selvästi ryoliittikenttään. KVMSPF:t muodostavat oman TiO -rikkaamman ryhmänsä. An-Ab-Or-kolmios- 2 sa (kuva 3) happamat vulkaniitit ovat kvartsi-keratofyyri (= Na-ryo1iitti)-kentässä ja osittain ryodasiitti- ja dasiittikentissä. ryodas da s +ela * hvulk,htu.etu 0 kvpf Oej o kvmspt x urpft Kuva 2. Si02-~r/~i02-diagrammi (Winchester, J.A. ja Floyd, P.A., 1976)
A b 0 kv-portyyri 0 kvms-porfyyri. hvulk,htu 0 r 5.2. Emäksiset vulkaniitit Kuva 3. An-Ab-Or-kolmio (0. Connor, 1965) Emäksisten vulkaniittien osuus kasitellysta aineistosta on alle 20 %. Taulukkoon 2 on koottu erilaisten emäksisten vulkaniittien koostumuksia (osa geometrisia keskiarvo ja). Näytteet ovat rei' istä PYO-54 ja 84 sekä + 21 0- tasolta malmin W-puolelta ja lisäksi on 3 paljastumanäytettä malmin W- ja S-puolelta. Arvioitaessa emäksisten vulkaniittien muuttumista on vaikea löytää "terve" vertailupohja. Nayte numero 14 saattaisi edustaa suht. tervettä koostumusta. Se on puolipinnalliseksi tulkitusta gabro-koostumuksellisesta kivestä, joka liittyy malmin länsipuolen emäksisiin vulkaniitteihin. Tähän verrattuna malmin itäpuolen emaksisten vulkaniittien (n:o 5-71 K 2 0-pitoisuudet ovat korkeita. Myös itäpuolen juonet (n:o 9-12) ovat yllättävän K20-rikkaita. Sen sijaan lansipuolella KZO-pitoisuudet ovat lähempänä normaalia. Myös Na 0-pitoisuudet ovat yllättävän korkeita. ~~o-~itoisuuaet ovat suhteellisen tasaisia. Nayte numero 13 on intermediäärisestä uraliittiporfyriitistä malmin SE-puolelta.
Taulukko 2. 1 1 i I. L.. 4. 5. 6. 7. 510. y 48,9 50,8 47.2 49, 1 49,l 50.8 48.6?'i0f: 0,48 0.47 0,57 0.43 0.59 0.48 0.60 Al 0 14.1 14,8 14.45 15.91 14,36 14,33 i2.86 ~cd(2) 10,5 9,48 lo,72 8,54 10,40 11.19 10,42 FinO 0.20 0,lU 0.23 0.19 0,18 0,21 0,18?QO 5,18 4.55 6.50 5.58 4,52 5.39 5.52 CaO 8,94 6.32 8.89 12.00 8.26 8,88 7,55 1 0 3,95 5,22 2.89 2,98 2.48 2,79 2.80 R 6 0.25 0.67 0,73 0,35 0,92 1.28 1.21 p2 0.08 0.12 0.04 0,06 0.06 0.04 0,05 S 0.25 0.24 0,0? 1,34 - - FckX) 0.92 2.30 1.36 2.51 2.42 3,07 2,51 ;si 0,01 0,Ol 0.01 0,Ol 0,Ol 0,Ol 0,Ol u i 2 0 3 loi 15 105 35 52 19 Zn 28 55 37 21 60 54 46 13 34 15 53 8 18 21 rs 14 21 13 37 21 26 27 G 22 8 32 12 22 10-1.6 0.7 0.1-1 no 2 2 5 5 5 2 2 SH 100 207 252 245 228 248, 3 337 813 1206 143 507 50: 596 j?-r 36 36 59 57 76 62 79 l - l 185 200 190 110 150 170 l 1 1. EiA, r.ii.3lr:ikl<.,us! 1 i<[>l) i 2. Ui!, :J:el;i\.~ulc.!iiie!i 1ciUaus ( I kpl ) 1 5. +?lu-coso, 80-100 rn 1ari:wn nalmista (4 kpl) / 4. DIN-I, PY653, 40 ni " 1 5. LVULK, PYO-84, 300 in i täcin " ( 12 kpl)! 6. 5JJI.K. i'y0-54, 20C iii " (7 kpl) ; 7. EN, PYC-83, 200ni " (6 kpl) 47.5 50,9 52.7 51,4 50.8 0,43 0,64 0.59 0.49 0,53 57.4 49.2 0.39 0,33 14,67 13,15 13.57 12.89 14,lO 13.7 14.3 9.66 10,98 12.05 8.29 10,26 5.20 8,67 0.19 0.23 0,25 0,20 0,24 0.12 0.16 5.31 4.72 4,53 7.02 5,37 4,03 6,12 8.51 7,34 9.06 8.15 9,39 5.36 ll,4 3,40 3,51 2.37 3.15 3.04 3,36 2.88 0.59 1.31 1.09 1.08 1,30 1,36 0,37 0.04 0,07 0,06 0.08 0.08 0.15 0.04 0.26 - - - 0,05 0,Ol 1,63 2.84 2.86 1,93 2,75 2,15 0.48 0.01 0,Ol 0,Ol 0,Ol 0.01 0.01 0,Ol 104 14 6 6 7 18 121 21 66 67 54 86 68 I I 19 11 10 46 26 73 5 23 26 23 23 20 20 6 14 12 36 14 30 18 8 0.5 0.5-0,2 - - - 1.5 2 2 1,5 1.5 2 2 225 198 168 308 243 374 224 836 584 583 571 739 755 482 62 70 63 91 74 129 50 150 140 170 530 270 371 383 8. EIUDRT, PYO-84, 200 m itddn nulinista ( 12 kpl~ 9. EJ, PYO-84 300 ni " (7 kpl) 10. EJ, PYC-54, 200 m " (4 kpl) 11. URPFT, PYO-84, 300 m " (6 kpl) 12. URPFr, PYC-54, 200 m " (3 kpl) 13. IJ, 150 m kaakkmn mlmin S-kärjcstä (1 kpl) 14. GB, (puolipinnallinen?), asuntoalue, 500 m phjoist~n n~ilmist;i Metallipitoisuuksien anomaalisuus tai normaalisuus on sekin vaikeasti arvioitavissa. Jos esim. 100 ppm Cupitoisuus on normaali alueen emäksisille vulkaniiteille, on silloin merkittävintä, että itäpuolen emäksisissä vulkaniiteissa., ja myös juonissa Cu-pitoisuus on erittäin alhainen ja siten selvästi anomaalinen! Länsipuolen emäksisessä laavassa, n 300 m malmista, on normaali tai jopa kohonnut Cu-pitoisuus. Verrattuna länsipuolen gabroon on lähes kaikkien vulkaniittien ja juonten Ni-, Co-, Zn- ja Pb-pitoisuudet kohonneita. Emäksisten vulkaniittien osalta naytemateriaali on liian suppea ja heterogeeninen. Tarkempi tutkimus vaatisi laajemman materiaalin. Kuvan 2 diagrammissa taulukon 2 analyysit asettuvat alkaalisten (= kalkkialkaalisten? ) basalttien kenttään. AFM-kolmiossa (kuva 4) näytteet asettuvat osin tholeiittiseen osin kalkkialkaaliseen kenttään ilman selvää jakoa paikan tai tyypin mukaan.
Kuva 4. AFM-kolmio (Irving ja Baragar, 1971) 0 = näyte 14. Kuvien 5 ja 6 TiO - Zr-diagrammin ja Ti-Zr-Sr-kolmion 2 mukaan Pyhäsalmen emäksiset vulkaniitit kuuluvat saaristokaarityyppisiin kalkkialkaalibasaltteihin. Ti- ja Zrpitoisuudet ovat tässä työssä osoittautuneet melko pysyviksi ja siten niihin perustuvia luokituksia voinee pitää luotettavampina. Ti-Zr-diagrammissa on erillinen Ti- ja Zr-rikkaampi, selvasti muista erottuva ryhmä, joka ei näytä liittyvän selvasti mihinkään luokkaan. Ryhmän koostumus viittaisi ~ohonkin merellisempään (OFB) ja mahdollisesti primitiivisempään tyyppiin. Nämä analyysit ovat reiasta PYS-7 n. 1,5 km länteen malmista. Kuva 5. Ti-Zr-diagrammi (Pearce ja Cann, 1973) KA-THkatkoviiva (Garcia, 1978). K-köyhät tholeiitit, kentat A ja B. KA-basaltit, kentat C ja B. OFB, kentat D ja B
Kuva 6. Ti-Zr-Sr-kolmio (Pearce ja Cann, 19731, A = K-köyhät tholeiitit, B = kalkkialkaaliset basaltit, C = OFB. 6. Muuttuneiden kivien koostumus ja alkupera Muuttuneiden kivien asemaa ja muuttumisvyöhykkeen rakennetta on käsitelty jo aiemmin, enkä puutu siihen tässä yhteydessä sen enempää. Muuttuneiden kivien mineralogia on erittäin komaeksinen ja se vaatii aivan oman tutkimuksensa. Taulukkoon 3 on koottu OH-tutkimuksessa tavatut mineraalit. Taulukko 3. SERKVT KRDKGN ATFK TLKKRDK TREKA KV MU (SER) BT/FLO -t PL +- OP 2 KRD 2 KMS(M1KR) i SIL 2 GRA 2 RU(T1) 2 EP 2 TUR 2 AR ZR KV BT/FLO KRD PL + - MU(SER) _+ ~SIL -- t T OP r - 5 TUR - t t -+RU(TI) -.? AP - c.t - + - KV BT/FLO ATF PL KRD K LD KUM OP RU(T1) AP ANH KRB KRD KV TLK PL KLO TRE FLO BT ATF 1 OP? KV i KRS 5 OP -'TI(RU) f EP f AP 5 BA 5 ZEO 6.1. Tremoliittikarret, juonet Muuttuneiden kivien pääluokitus on taulukon 3 mukainen, Kord.ieriittikiil.legneissien ja serisiittikvartsiit-. -. tien -kontaktit%. ovat.usein vaihettuvia. :..Näiden. I I. päätyyppien lisäksi muuttumisvyöhykkeen sisällä on runsaasti muuttuneita emaksisiä juonia ja erilaisia BT-rikkaita kiviä, joiden alkupera on epsselvä. Esirn. anhydriittipitoiset intermediaärisina tuffeina raportoidut
kivet kuuluvat tähän ryhmään. Naiden BT-rikkaiden kivien paksuus on korkeintaan muutamia motreja ja niitä tavataan seka malmin katto- että jalkapuolella. Taulukko 4. SiO 51,lO T ~ O ~ 0.52 Al 6 17.50 ~fd(21 10.50 W 0,37 &@ 5.88 CaO 9,13 Na 0 0,52 K 6 1,61 p2 0.05 1. "Ini' ANH, 15 m malmin itäpuolella, PYO-40 ( 1 kpl) 2. "Ini" ANH, 40 rn " länsipuolella, PYO-43 ( 1 kpl 3. El, 80 rn itäpuolella, PYO-40 (1 kpl) 4. WFT, 85 m, " " " (Ikpl) 5. 'irei(a, malmin liepeen jatkwlla, PYO-54 (4 kpl) 6. TIm, n 40 rn jaikap~olelia, PYC-27 (3 kpl) 7. IIviJLK, THE, valittxsti rmlmin Mk~ttokontaktis;a", I'YO-23 ( I k!l) 8. 'i'reka sulkeuma malrniss2, PYO-38 9. " 9, 9, 10. INIILK FOR sulkeuma mdmissa. FiO-36 Taulukossa 4 on analyysit sekä muuttuneista juonista että anhydriittipitoisista tuffeista, joiden koostumus ei näytä juurikaan p~ikkeavan uraliittiporfyriittien koostumuksesta. Samaan talukkoon on koottu ns. tremoliittikarsien koostumuksia sekä malmin katto-, jalka- että liepeenpuolelta (analyysit 5-7). Naiden karsien koostumukset ovat6.varsin samanlaisia ja kaikille on tyypillistä korkeat Ba-pitoisuudet. Aivan malmin nykyisessä kattokontaktissa (PYO-23, malmin N-kärki) olevan karren MgOpitoisuus on muita alempi ja sen Cu- ja Zn-pitoisuudet ovat muita korkeampia (voi olla sekundääristä).
Em. ryhmän Ti02- ja Zr-pitoisuudet viittaavat HVULK-alkuperään. Vaikka malmissa sulkeumina olevat ns. karsileptiittisulkeumat muistuttavat makroskooppisesti malmin ulkopuolella olevia karsia, on niiden koostumuksissa selviä eroja. Sulkemien i8,9) Cr-iA120j-, TiO ja Zr-pitoisuudet ovat huomattavasti korkeampia ja ~i6~-~itoisuudet selvästi alempia kuin ulkopuolen karsissa. Siten ne eivät kuulu samaan ryhmään. Sen sijaan sulkeumakarsien Ba-pitoisuudet ovat myös korkeita. Sulkeumien korkeat Cu-, Zn-, Pb- ja Ag-pitoisuudet ovat ainakin makroskooppisten havaintojen perusteella sekundäärisiä. Taulukon 4 näyte 10 vastaa koostumukseltaan pohjoisp,?iän kvartsimaasälpäporfyyria edustaen ilmeisesti malmin sisällä budinoitunutta juonta. 6.2. Serisiittikvartsiitit, kordieriittikiillegneissit, antofylliittikivet Pääalkuaineet Jotta muuttumista voitaisiin tutkia tarkemmin tulee muuttuneiden kivien alkuperä olla tiedossa. Monimutkaisen rakenteen takia suora vertailu on vaikeaa. Analysoiduista alkuaineista Ti, Zr ja Al ovat osoittautuneet pysyvimmiksi. Kvartsimaasälpäporfyyrien, happamien vulkaniittien serisiittikvartsiittien ja kordieriittigneissien TiO - Zr-suhteet ovat kuvassa 7 (pisteet edustavat rei'ittiisista suppeista yksiköistä laskettuja geometrisia keskiarvoja). S~risiittikvartsiitit ja kordieriittikiillegneissit ovat lahtöisin happamista vulkaniiteista, vaikkakin muuttuneissa kivissä TiO 2 -pitoisuudet ovat hieman korkeampia ja Zr-pitoisuudet vastaavasti hieman alempia kuin muuttumattornissa kivissa. Hajapisteet edustavat heikosti muuttuneita kiviä. ~ordieriittikiillegneisseissä on yksi poikkeava näyte, joka on lähtöisin emäksisistä vulkaniiteista (tuffibreksioista), kuten kuvasta 8 voi huomata.
t HVULK SERKVT! TIii t KRDKGN Kuva 7. TiO -Zr-diagrammi, KVMSPF, HVULK, SERKVT, 2 KRDKGN m 8 U). g '3 w- i13 8 6) N 1 3 ~102 EVULK - l.3 Kuva 8.! TIl32 ATFK 1 m- - 1 2 i l - Q 8 7 - Q 03 CU - I I 1 I I C - i3 4 0 ti u...~. ~.. Z F! - - - 8 - - - -. Ti02-~r-diagrammi, EVULK ja ATFK ZR,, a) 1 I I 1 I 8, (3 4 8 8 0 120 160 I! 1
TiO -Zr-diagrammin (kuva 8) mukaan suurin osa antofylfiittikivistä on lähtöisin emäksisistä vulkaniiteista. Kolmen näytteen (taulukossa 5 n:o 1 1 ja 12 sekä yksi nä'yte läheltä n:o 12). TiO.... 2 -Zr-suhteet ovat selvasti poikkeavia ja alkuperaltaan ne näyttäisivät olevan happamia vulkaniitteja. Zr-rikkaammat näytteet edustavat talkki- ja kloriittipitoisia kivia malmin jalkakontaktissa (PYO-38). Kolmas näyte on kattopuolen kloriitti- ja kordieriittipitoisesta breksiasta, noin 100 m malmista (PYO-38). Tähän liittyy myös stringer-tyyppistä pyriittikuparikiisuverkostoa. Pyhäsalmessa on alkuperältään kahdentyyppisiä MgO-rikkaita kivia. Toiset, antofylliitti- ja kordieriittivaltaiset, ovat lähtöisin emäksisistä vulkaniiteista ja toiset, kloriitti ja/tai talkkivaltaiset ovat lähtöisin happamista vulkaniiteista. Tällä on merkitystä p~hdittaessa liittyykö MgO-muuttuminen malminmuodostukseen vai onko se alueellista meren pohjassa tapahtuvaa "kloriit tiutumista". Yleensä MgO-rikkaissa kivissä kloriittien Mg-Fe-suhde kasvaa kohti malmia, mikä saattaisi johtua kaksivaiheisesta muuttumisesta. "Normaali" laaja-alainen muuttuminen lisättynä suppeammalla malmin lähellä tapahtuneella muuttumisella. Jos hapan vulkaniitti on muutettu esim. kloriitti- tai talkkikiveksi, olisi se merkki jostakin voimakkaammasta toiminnasta, johon liittyisi myös malminmuodostusta. Asia vaatii vielä lisätutkimuksia varsinkin mineralilogisella tasolla. Taulukko 5. SiO 0 T ~ O ~ Al 6 ~d(2) MnO w cao N3-0 1. MRRX, SEX, SK-Strirqer, PYO-84 (4 kpl) 2. SERKVP, Strirqerin "alla", PYO-84 (5 kpl) 3. SERKVT, kattopoli, PYO-40 (10 kpl) 4. SERKW, jalkapioli, PYO-40 (12 kpl) 5. SERKVT, kattowoli ensim. 10 m mlmista, WO-40 (2 kpl) 6. SERKW, jalkapli ",,,,.,, -43 (6 kpl) 7. SERKVT, ATFX-vyöhyfien W-pmli, PYO-40 (6 kpl) 8. KRDKGN, kattopioli, PYO-40 (0-90 ml, (18 kpl) 9. KRDSIKN, jalkapli, S-:n sisällä, PYO-40 (4 kpl) 10. KRM(GN, kattopioli, PYO-43 alku (9 kpl) 11. KRDKLOK, kattopoli, PYO-38 alku (8 kpl) 12. KRDTLXK,rrralmin jalkakontakti, PYO-38 ( 1 kpl) 13. KRDATFGN, kattopioli, PYO-45 (6 kpl) 14. KRDATFGN, jalka?uoli, PYO-2 (8 kpl) 15. mtfx, c210 tasolla, uloinpana jalkapuolella vasten muttum3ttvnia NLK:ja (4 kpl)
Taulukkoon 5 on koottu keskiarvoanalyyseja (geometrisia) muuttuneista kivista. Analyysit 1-7 ovat serisiittikvartsiiteista profiilista x = 2700. 8-10 ovat kordieriittipitoisista kivista samasta profiilista. 11-15 ovat erityyppisiä MgO-rikkaita kiviä. Vertailemalla happamien vulkaniittien ja serisiittikvartsiittien paaalkuainekoostumuksia keskenaan paastaan muuttumisen suhteen taulukon 6 mukaisiin tuloksiin. -- - Taulukko 6. Pitoisuusmuutokset (%) olettaen muuttuminen isovolymetriseksi (g/l). MnO CaO Na20 K2 Hivenet CaO- ja Na 0-pitoisuudet ovat laskeneet voimakkaasti, FeO (totaa?i)-, MgO-, K 0-, Al 0-2 2 ja TiO -pitoisuuksissa on lievää kohoamista, samoin kohoaa 3 hivengen (=S, Ba, Zn) osuus. Kordieriittikiillegneisseissa MgO-pitoisuuden nousu on selvempi. Mahdollisia tilavuusmuutoksia ei ole otettu huomioon ja jo varsin pieni tilavuuden lasku muuttumisen yhteydessä (20 % = TiO muutos, jos TiO -pitoi- 2 suus pysyy vakiona) tasapainotgaa tilanteen muiden kuin Na20:n, Ca0:n FeO(x):n ja Mg0:n (ei KRDKGNzssä) kohdalla. Serisiittikvartciittien muuttumista kuvaa parhaiten K O/ Na20-suhde. Kuvan 9 diagrammi osoittaa muuttumisen o?leen samanlaista seka katto- että jalkapuolella. Myös MgO-pitoisuudet todistavat samaa. Samalla diagrammi viittaisi siihen, ettei tilavuusmuutosta ole tapahtunut, koska muuttumi saste (K O/Na OJ ei vaikuta serisiittikvartsiittien TiOdZr. suhteeseen. 2 ~li Si-pitoisuus olisi muuttuneissa kivissa todellisuudessa kasvanut. Kordieriittikiillegneissien K20/Na20-suhteissa sen sijaan on katto- ja jalkapuolella eroja. Osa jalkapuolen kordieriittikiillegneisseista on K-rikkaita. Varsinkin serisiittikvartsiittien muuttumis-
asteen perusteella voisi olettaa, että katto- ja jalkapuolet ovat samaa "kerrosta". Kordieriittikiillegneissier kohdalla ei ole kysymys samasta kerroksesta. Kattopsolella on p2aosin puhtaita kordieriittikiillegneisseja (lapillituffit) ja jalkapuolella kordieriittisillimaniittigneisseja ja kordieriittiserisiittikvartsiitteja. MgO-rikkaiden kivien kohdalla vertailu on vaikeampaa, koska muuttuneissa kivissä on usein kyse alunperin karkeista pyroklastisista kivista, joissa emaksisella - T Il:lL ZF' SERKVT, K T IJ:,~. ZF' SERKVT. J l KHDKGN, T 1 E K Kuva 9. Ti02/Zr - K O/Na 0 ja Ti02/Zr-MgO-diagrammit serisiit- 2 2 tikvartsiiteille ja kordieriittikiillegneisseille. K = katto, J = jalka (geom. keskiarvoja eri rei'ista).
Hivenalkuaineet pohjalla on ollut happamia fragmentteja. Esim. analyysi 14 (taulukko 5) on tällaisesta fragmenttisesta kivestä, jossa on vielä selvasti nähtävissä HVULK-fragmentteja. Verr,attaessa TiO -rikkaiden antofylliittikivien koostumuksia emäksisiin vulkaniitteihin 2 havaitaan selvät muutokset MgO-ja CaO-pitoisuuksissa. Na 0- ja K 0-pitoisuuksissa muutokset ovat pienempiä. ~a~tteessi 15 on K 0- pitoisuus korkea ja Na 0-pitoisuus alhainen. Se edustaa 2 hieman poikkeavaa tyyp(siä, mikä näkyy myös hivenainepitoisuuksissa. Ti02-köyhissa kloriitti- ja talkkipitoisissa kivissä MgO-pitoisuus on noussut erittäin voimakkaasti verrattuna happamiin vulkaniitteihin. Na20- ja CaOpitoisuudet ovat selvasti laskeneet. Taulukon 5 keskiarvokoostumuksista selviää ne hivenalkuaineet, jotka ovat anomaalisia verrattuna vastaaviin muuttumattomiin kiviin. Serisiittikvartsiiteissa S-, Fe-, Zn-, Cu-, Pb.-, Ag-, Baja Cd-pitoisuudet ovat nousseet selvästi, Co- ja Nipitoisuuksissa on enempi vaihtelua. Samat alkuaineet ovat anomaalisia myös kordieriittikiillegneisseissa, mutta taso on huomattavasti alempi ja vaihtelevampi. Sr-pitoisuus on laskenut selvästi kaikissa muuttuneissa kivissä. TiO -rikkaissa antofylliittikivissä (13, 14) anomaali- 2 suus on vaikeampi arvioida, muuttumattomista löytyy yhtä korkeita pitoisuuksia. Keskimääräisesti ottaen antofylliittikivet ovat vain hieman Zn-, Cu-, S-, Ba-, Co-, Pb- ja Ag-rikkaampia kuin emäksiset vulkaniitit. Näyte 15 on selvasti anomaalinen kaikkien em. alkuaineiden suhteen. HVULK-alkuperää olevat MgO-pitoiset kivet (11 ja 12) ovat voimakkaasti anomaalisia S-, Fe-, Zn-, Cu-, Pb-, Ba- ja Ag:n suhteen. Yleisesti ottaen ne alkuaineet, jotka ovat korkeina pitoisuuksina malrnissa heijastuvat myös muuttuneisiin kiviin. Kordieriittikiillegneisseissä ja antofylliittikivissä on selviä tyyppikohtaisia eroja. PyO-40:n (n:o 8) kordie- - riittikiillegneissi, joka vastannee lapillituffirakenteisia kiviä avolouhoksen itäpuolen paljastumissa, on heikosti anomaalinen vain Zn:n ja Ba:n suhteen. Sen sijaan serisiittikvartsiittien sisällä olevat kordieriittikiillegneissit, jotka ovat usein sillimaniittipitoisia ovat selvemmin anomaalisia kaikkien hiventen suhtteen. MgO-rikkaista kivistä ne, joissa K20/Na 0-suhde on selvästi positiivinen, ovat anomaalisia. del joissa suhde on negatiivinen, ovat hivenainepitoisuuksiltaan lähellä normaaleja emäksisia vulkaniitteja.
7. Alkuainejakaumat profiileissa 2550, 2700 ja 2900 Zn-, Cu-, S-, Sa-, Fe-, Pb-, Ag-, MnO- ja P-pitoisuusdiagrammit ovat liitteissa 6-17. Ti02/Zr02-, A120 / TiO -suhteet ja SiO -pitoisuusdiagrammit ovat liltzeissä 18-20. Liitteissä 31-26 ovat K Oi Na 0-, 2 MgO- ja CaO- 2 pitoisuusdiagrammit. Kunkin alkuaineen yksityiskohtainen käsittely ei mahdu tähän raporttiin ja olen seuraavaan koonnut vain tärkeimmät havainnot. Korostan jo tassa, että nykyinen aureoli kuvaa voimakkaasti deformoitunutta aureolia ja yleisten päätelmien teko on varsin vaikeaa. TACILUKKO. SEltlSI 1'1'7'1 KirAit'i.S ti'i"i'1 ( K = KATri'O, <J = JA1,KA) (PA inorl'i<l"l'ti GEOM. );l X) rei'issa 23. 19, 27, 2 ja 40 oleva erillinensmkvt ATFK:en jalkapuolella xx) reiassa 84 on kerroksen mahdollinen jatke Zn (liitteet 6, 7, 8) - Zn kohoaa E-puolella yli 50 ppm:n kynnyksen n. 200 m ennen varsinaista muuttumisvyöhyketta (PYO-84, liite 7). - W-puolella Zn jaa anomaaliselle tasolle reikien lopussa.
- N-pään KVMSPF: ssä Zn nousee kohti malmia (PYO-19,-27, liite 6 ) - Muuttumisvyöhykkeessa kattopuolella laajoja Zn-anomalioita, jalkapuolella kapeita (esim. 40, 38, 45). - Malmin ympärillä on Zn-köyhä vyöhyke. - Muuttumisvyöhykkeen kattopuoli on kaikissa profiileissa Zn-rikkaampi kuin jalkapuoli (taulukko 7). - Malmin pituussuunnassa ei ole selvää trendiä. - Kattopuolella Zn-pitoisuudet ovat korkeimmat profiilien keskiosassa (reiät 27, 40 ja 47). - Jalkapuolella ei vertikaalisuunnassa ole selviä eroja. Cu (liitteet 6, 7, 8) - - Muuttumisvyöhykkeen ulkopuolella yksittäisiä, pistem3isiä anom3lioita. - Voimakkaimmat anomaliat keskittyvät lähelle malmia. - Py0-38:ssa on selvä Cu-stringer kattopuolen breksiavyöhykkeessä (100 m malmista itään!) - Malmin pituussunnassa ei ole selvää trendiä, profiili x = 2700 on Cu-rikkain. - S-pää on Cu- ja Zn-köyhä (taulukko 71, S-pään osalta tulos on epävarma, koska rei'issä R-136 ja R-140 oli runsaasti sydänhukkaa. - Kattopuolella profiilissa x = 2700 Cu-pitoisuudet nousevat kohti profiilin yläosaa. S (liitteet 9, 10, 11) - - S-pitoisuus on anomaalinen jo 100 m ennen muuttumisvyöhykettä (PYO-84, liite 10). - Kohoaa muuttumisvyöhykkeissä, maksimit serisiittikvartsiiteissa. - Kohoaa konsentrisesti kohti malmia (27, 2, 40, 47, 113). - Erillinen SERKVT-vyöhyke (prof. 2900 ja 2700 jalkapuolen ATF-vyöhykkeen "takana") on S-köyhä. - Malmin pituussuunnassa serisiittikvartsiittien S- pitoisuus on vakio. (S-päässä tiedot puutteellisia). - Vertikaalisuunnassa erot ovat pieniä lukuunottamatta reikää PYO-84, jossa alhainen S-pitoisuus. Ba (liitteet 9, 10, 11) - - Kohoaa E-puolella reiässä PYO-84 (liite 10) n. 100 m ennen muuttumisvyöhykettä. Breksiarakenteisissa kivissä jo aiemmin. - Muuttumisvyöhykkeen sisällä runsaasti vaihtelua. - Keskittyy muuttumisvyöhykkeen reunoihin kuten Zn, kattopuolella laajempia anomaliavyöhykkeita kuin jalkapuolella. - Katto- ja jalkapuolella keskimäärin yhtä paljon Ba:a. - Suhteessa Zn:iin jalkapuoli Ba-rikkaampi. - Erillinen SERKVT-vyöhyke on Ba-rikas.
- Pituussuunnassa ei selviä eroja lukuunottamatta erillistä SERKVT:a, jossa Ba-pitoisuus nousee kohti pohjoista. - Profiilissa x = 2700 Ba-pitoisuudet laskevat liepeelle päin lukuunottamatta reikää PYO-84, jossa on korkeampi Ba- ja myös Zn-pitoisuus kuin reiassa PYO-54. S ja Cu ovat keskittyneet melko konsentrisesti lähelle malmia ja Zn ja Ba kauemmaksi malmista (kuvat 10, 1 1 ja 12). Asetelman primäärisyytta on vaikea todistaa. Kattopuolella reiän PYO-47 laaja Zn-vyöhyke johtuu Zn-pyriitti-stringerista. Jalkapuolella serisiittikvartsiitit ja niihin liittyvät Zn-anomaliat ovat kapeina vyöhykkeina. Ne ovat myös suhteessa Ba-rikkaampia. Varsinkin erillisessa serisiittikvartsiitissa Ba-pitoisuudet ovat korkeita ja S-pitoisuudet alhaisia. Eli jalkapuolen serisiittikvartsiiteissa on piirteitä, jotka viittaavat distaalisempaan asemaan. Malmin kontakteissa on kuparikiisumobiloitumia, jotka voivat aiheuttaa sekundäarisiä Cu-aureoleja. Laajimmat ja selvimmät Cu-anomaliat ovat malmin kattopuolella (mm. 38:n stringer). Rikki muodostaa selviman konsentrisen. aureolin. Varsinkin kattopuolella S-pitoisuus kasvaa kauniisti kohti malmia. Jalkapuolella S-pitoisuus kasvaa nykäyksittain kohti malmia. Pääosa tavatuista pyriittistringereistä on nykyisellä kattopuolella. Pelkällä symmetrisellä isokliinisella poimutuksella ei voida selittää aureolin rakennetta (alla Zn + Ba, paalla S + Cu + malmi). Aureoli on ollut jo primaarisesti heterogeeninen, Zn-stringer toisaalla, Cu-stringer toisaalla ja kauempana distaalisemmat Zn- ja Ba-valtaiset mineralisaatiot. Poimuttamalla tällainen aureoli vähintäin kahdessa voimakkaassa deformaatiossa saadaanvarsin kompleksinen systeemi, jossa selvien "trendien" löytyminen 1 on mahdotonta. Joka tapauksessa stringereiden esiintyminen pääosin malmin nykyisellä kattopuolella ja jalkapuolen osittain distaalinen luonne viittaavat siihen, että malmin tulokanavat ovat nykyisellä kattopuolella. Muuttuneiden kivien esiintyminen nykyisellä jalkapuolella selittyy helpoimin tiukalla intrafdiaalisella poimutuksella, jossa on tapahtunut pitkiä N-S-suuntaisia liukumia.
Pb (liitteet 12, 13, 14) - - Pääpiirteissään lyijy seuraa selvästi sinkkiä. - Malmin kontakteissa on sekundäärisiä Pb-mobiloitumia. - Jalkapuolen erillinen SERKVT on Pb-rikas. - Profiileissa x = 2550 ja 2700 Pb on korkeimmillaan kattopuolen yläosassa. - PYO-54:ssa ja PYO-84:ssa malmivyöhykkeen jatke näkyy korkeina Pb-pitoisuuksina. - PYO-84 alussa Pb (ja heikosti S) on kohonnut (viittaako tämä reiän takana alkavaan muuttumisvyöhykkeeseen? ). Ag (liitteet 12, 13, 14) - - Anomaaliset Ag-pitoisuudet keskittyvät muuttumisvyöhykkeeseen (ks. liitteet 12, 13 ja 14). - Rei'ittäiset erot huomattavia. - Seuraa yleensä Pb:ä. - Rei'issä 54 ja 84.(x = 2700) malmihorisontti anomaalinen. Ni, Co - Absoluuttisissa Ni- ja Co-pitoisuuksissa ei ole selviä "trende ja". - Erillinen SERKVT on poikkeuksellisen Ni-rikas (enempi Fek-> distaalisuus? ). - Au Tehtyjen analyysien perusteella kulta keskittyy pääosin muuttumisvyöhykkeeseen. Muuttumisvyöhykkeen ulkopuolella on satunnaisia anomaalisia pisteitä. Myös muuttuneissa kivissä Au esiintyy pistemaisesti eikä selvia vyöhykkeitä voida hahmottaa. Paikoin on tavattu jopa malmiluokkaa olevia pitoisuuksia. Reiässä PYO-84 on erikoinen Au-vyöhyke välillä 328-365 m. Au-pitoisuus on 0,1-0,2 ppm kivilajista riippumatta. Vyöhyke on heikosti serisiittiytynyt ja karsiutunut. Vastaavaa vyöhykettä ei ole tavattu muualla. MnO (liitteet 15, 16, 17) - Mn-pitoisuus riippuu kivilajista. Emäksisissä vulkaniiteissa on enempi Mn:a kuin happamissa vulkaniiteissa. Vastaavasti ATF-kivissä on korkeampi Mn-pitoisuus kuin sorisiittikvartsiiteissa. Mn:n jakautuminen vaikuttaa melko monimutkaiselta. Aivan malmin ympärillä on Mn-köyhä vyöhyke (Fe:n osuus kasvaa). Muuttumsivyöhykkeen reunat ovat Mn-rikkaita (HVULK vrs. SERKVT, EVULK vrs. ATFK, ks. liitteet 15, 16, 17 reiät 2, 40 ja 47). Eniten Mn:a on reiän PYO-54 lopussa olevassa karressa. PYO-84 koko muuttumisvyöhyke on suhteellisen Mn-rikas (distaalinen?). Profiilissa x = 2900 jalkapuolen ATF-kivissä Mn-pitoisuus kasvaa profiilissa ylöspain (myös MgO-pitoisuus kasvaa vastaavasti).
PYO 54 1 kj E;II::I~ Yleisestiottaen Mn-pitoisuus on kohonnut muuttumisvyöhykkeen reunoilla ja pitoisuus laskee lahella malmia. Tämä on sopusoinnussa yleisen käsityksen kanssa. Norm3alisti Mn on kohonnut malmin alla (lukuunottamatta Ferikkaita osia) ja sen lateraalisella jatkeella. Kattopuolen Mn-rikkaat vyöhykkeet edustavat tyypillistä malmin alla olevaa Mn-rikastumaa. Osa jalkapuolen Mn-rikkaista kerroksista voisi edustaa Fateraalisia jatkeita, esim. PYO-54 DI-karsi. Vastaava Mn-rikas ekshalaatti on Pielaveden tien leikkauksessa emäksisen vulkaniitin ja happaman vulkaniitin kontaktissa. Asia vaatii lisäselvityksiä. P (liitteet 15, 16, 17) - Fosfori-pitoisuus on selvästi kivilajikohtainen. Muuttumisvyöhykkeessä P-pitoisuus käyttäytyy pääpiirteissään kuten Mn. P-pit~isuus laskee lahella malmia (S-pitoisuus nousee), mutta on kauempana kohonnut (vrt. SERKVT ja HVULK rei'issä PYO-43, -47, liitteet 16 ja 17). Absoluuttiset P-pitoisuudet ovat happamissa vulkaniiteissa ja serisiittikvartsiiteissa erittäin alhaisia. Mutta P- pitoisuuksien kasvu muuttumisvyöhykkeen reunoilla eli kauempana malmin alla näyttäisi melko selvältä. Onko fosforia uutettu alla olleista happamista vulkaniiteista ja saostettu malmin alla oleviin kiviin? Lähellä malmia pyriittivyöhykkeessä fosfori ei ole pystynyt saostumaan. Myös fosfori ansaitsee vielä lisätutkimusta. Ti02/Zr02, A1203/Ti02, Si02 (liitteet 18, 19, 20) Kuten kappaleessa 6 mainittiin voidaan TiO /ZrO - ja myös Al 0 /TiO -suhteilla määrätä muuttunezden givien alkupera. ~roz emäksisten ja happamien vulkaniittien välillä ovat niin suuria, ettei erehtymisen vaaraa ole. Pieni TiO -lisäys muuttumisen yhteydessä todettiin jo aiemmin ozevan todellista. Kuvassa 13 on normalisoitu SiO -diagrammi reiästä PYO-54 2 ja se osoittaa, ettei ainakaan serisiittikvartsiiteissa ole tapahtunut Si02-lisäystä. I I I l I I I I I 1 I I I I I I I 10. SYVYYS 3 60 120 180 24 0 300 360 I Kuva,13. ~ormali'soidiit SiO2-pitoisuudet reiassa-54. (mut. vyöhyke erotettu katkoviijvoilla 1.
Happamien vulkaniittien muuttumisaste nakyy parhaiten kiven K 0- ja Na 0-pitoisuuksissa. Profiilissa x = 2900 ndyy selvästi 2 kvartsimaasälpäporfyyr in muuttumattomuus ja terävät kontaktit muuttuneisiin nähden. Muuttumisvyöhykkeen ulkopuolella K20-pitoisuuksien kasvu nakyy jo 200-300 m:n päässä (esim. reikä-84). Myös reikien 54 ja 47 makroskooppisesti terveet kivet ovat kemismiltään muuttuneita. Malmin ympärillä olevat kivet ovat yleensä voimakkaimmin muuttuneita. Joissakin rei'issä (esim. PYO-27 ja -40) K20,(Na 2 0-suhde kasvaa kattopuolella kohti malmia. Jalkapuolella ei ole yhtä selvää trendiä. MgO-rikkaissa kivissä flogopiitin ilmestyminen nakyy K20-pitoisuuden kohoamisena (esim. PYO-45). Tässä reiässä myös Zn kohoaa flogopiitin myötä. Profiilissa x = 2900 jalkapuolen antofylliittikivien K20-pitoisuus kasvaa ylöspäin (kohti malmia??). MgO (liitteet 24, 25, 26) - MgO-pitoisuus ei ole kohonnut muuttumisvyöhykkeen ulkopuolella. Kattopuolen kordieriittipitoisissa kivissä MgO-pitoisuus vaihtelee 3-6 %:iin (PYO-43:ssa yli 6 % MgO, alkuperä EVULK). Kattopuolen serisiittikvartsiiteissa on usein alussa KRD-pitoinen vyöhyke, jossa MgO-pitoisuus kohoaa 3 %:iin. Kohti malmia mentäessä MgO-pitoisuus laskee. Tosin aivan malmin kontakteissa on joskus MgO-pitoinen vyöhyke (PYO-43, -40, -2). Kattopuolen MgOvyöhykkeet ovat usein laajempia kuin jalkapuolella. Jalkapuolen vyöhykkeet ovat teräviä ja kapeita, mikä johtuu kivilajien voimakkaasta vaihtelusta. Reiässä PYO-38 (liite 26) nakyy selvästi jalkakontaktin TLK- ja KLO-pitoiset vyöhykkeet, joissa MgO pitoisuus nousee yli 20 %:in. Jalkapuolen antofylliittikivissä (x = 2900, x = 2700) absoluuttiset MgO-pitoisuudet kohoavat kohti profiilien yläosaa. MgO/FeO-suhteen arvioimista vaikeuttaa sulfiideihin liittyvä rauta ja tutkimukset tulisikin tehdä mineralogisella tasolla. CaO (liitteet 24, 25, 26) Normaalisti CaO-pitoisuudet laskevat jyrkästi muuttumisvyöhykkeessä. Muuttumisvyöhykkeen sisällä on kuitenkin kivilajeja, joissa on poikkeuksellisen runsaasti Ca:a (karret). Vastaavasti malmissa on harmeena karbonaatteja.
Eli toisaalta Ca:a on otettu pois ja toisaalla sitä on runsaasti. Ca:n uuttaminen muuttumisvyöhykkeessa ja saostaminen esim. malmiin ja malmin päälle voisi olla selitys Ca:n käyttäytymiseen muuttumisprosessissa. Profiilin x = 2900 jalkapuolen antofylliittikivissä CaOpitoisuudet laskevat ylöspain mentäessä. MgO/CaO-suhde kasvaa ylöspäin (2,3 -> 3 -> 5,4). Eli MgO/CaO-suhde kuvaa tavallaan antofylliittikivien muuttumisastetta. Rakenteellisten vaikeuksien takia ei vielä voi suoraa väittää, että suhde kasvaa kohti malmia. - Sr Sr-pitoisuus on selvästi sidottu Ca-pitoisuuksiin ja se laskee voimakkaasti muuttumisen yhteydessä. Korkeimm2t Sr-pitoisuudet ovat emaksisissä vulkaniiteissa ja karsissa. Liiteen 27 Ca-Sr-diagrammi osoittaa selvasti Ca:n ja Sr:n yhteyden. REE-analyysejä tehtiin yhteensä 20 kpl. Naytteet analysoi tiininaa-menetelmällä VTT:n laboratoriossa. Osa naytteista on Kettuperän ja Lippikylän aiheista, joita ei kasitellä tässä raportissa. Lisänä on mukana kaksi malmin sulkeumaa (KVPF ja PLPFT). Työn tarkoituksena oli tutkia alustavasti Pyhäsalmen malmin happamien vulkaniittien ja mahdollisesti samaa alkuperää olevien serisiittikvartsiittien REE-koostumusta. Esimerkkinä työssä ovat olleet lähinnä kanadalaiset tutkimukset arkeeisista massiivisista sulfidimalmeista (Campbell et al, 1984; Graf, J., 1977). Koska malmin sivukivien rakenne on monimutkainen ja monin tavoin epäselvä, ei suoraa ekvivalenttista muuttumatonmuuttunut vertailua voi tehdä. Naytteet onkin valittu edustamaan mahdollisimman tyypillisiä kivilajeja. Muuttumattomia kiviä edustaa malmin E-puolen kvartsiporfyyrit (C ja Dl kuva 14) ja happamat tuffit (El. Vertailunäytteinä toimivat Pyykkikallion happamat vulkaniitit (n. 3 km SE malmista, A ja B). Muuttuneita edustavat PYO-40:n serisiittikvartsiitit, joista näyte 1 on 40 m malmin nykyiseltä kattopuolelta, näytteet 2 ja 3 n. 10 ja 25 m malmin jalkapuolelta. Näyte 4 edustaa kvartsiporfyyriä, joka on voimakkaasti serisiittiytynyt (n. 100 m malmin jalkapuolella ). Campbell et al (1984) mukaan kanadalaisissa esimerkeissä on melko selvasti havaittavissa LREE-ja osin MREE-ryhmän pitoisuuksien alenemista muuttuneissa kivissa verrattuna muuttumattomiin. Samoin koko REE-jakauman taso on laskenut. Negatiivinen Eu-anomalia on nähtävissä seka muuttumattomissa että muuttuneissa vastineissa, tosin muuttuneissa yleensä voimakkaampana kuin muuttumattomissa.
Kuva 14. REE-diagrammit Pyhasalmen happamista vulkaniiteista (a) serisiittikvartsiiteista (b) ja kahdesta sulkeumasta (c).
Kuvassa 14 a, b ja c on esitetty kondriitti-normalisoidut REE-käyrät, jotka on normalisoitu Masuda et al (1973) mukaan. Verrattaessa käyrästöja voidaan havaita, ettei muuttuneissa kivissä ole tapahtunut yleistä tason laskua. Näkyvissä olevat erot johtunevat kivilajien erilaisuudesta. Samoin kivilajieroista johtuviksi voi selittää negatiiviset Eu-anomaliat osassa muuttumattomia kiviä. Näytteissä C ja Dm varsin vahan plagioklaasia. Voimakkaasti muuttuneissa kivissä (näytteet 2 ja 3) on negatiivinen+eu-anomalia selvä. Taulukyissa 8 ja 9 näkyvissä Eu/Eu -suhteissa terveiden Eu/Eu on 0,8 vrs. 0,5 ja 0,6 muuttuneissa eli jos näytteitä pidetään samanlähtöisinä on Eu:n vähentymistä tapahtunut. Näytteissä 1 ja 4 ei ole negatiivista Eu-anomaliaa, mikä johtunee (?) kivien primäärisistä koostumuksista. Näyte 4 on serisiittiytynytkvartsiporfyyri, jossa on jäljellä vahan plagioklaasi-hajarakeita. Näyte 1 vastaa varsin hyvin tervettä näytettä El joka on tyypillistä hapanta tuffia. Taulukossa 8 ja 9 on koottuna analyysit'käsitellyistä näytteistä (paitsi sulkeumista), REE-suhteet sekä alkuaine /zirkoni-suhteet. Pyykkikallion happamien vulkaniittien La/Sm- ja La/Yb-suhteet ovat alemmat kuin kaivoksen kivissä. Voimakkaimmin muuttuneiden kivien (2 ja 3) La/Sm-, Tb/Yb- ja La/Yb-suhteet ovat järjestään lievästi korkeampia kuin kaivoksen lähiympäristön happamissa vulkaniiteissa (C, D, E). Myös La/Zr- ja Ce/Zr-suhteista näkyy LREE-ryhmän rikastuminen muuttuneissa kivissä. Ilmeisesti kuitenkin em. erot johtuvat kivilajien primäärisistä eroista. Näin suppean aineiston perusteella ei voi muuta esittääkään. LREE-ryhmän kohoaminen muuttuneissa kivissä olisi poikkeuksellista ja päinvastoin kuin yleisesti otaksutaan. Kvartsiporfyyrisulkeuman (kuva 14 C) REE-jakauma on samanlainen kuin ympäristön kvartsiporfyyreissä muuten, mutta HREE-pää on alempana. Sulkeuman Tb/Yb on 1,2 ja La/Yb 8,4 eli selvästi korkeampia kuin muissa näytteissä. Myös Lippikylän happamissa vulkaniiteissa La/Yb ja Tb/Yb ovat korkeita eli niissä ei ole vastaavaa HREE-rikastumaa kuin kaivoksen ymparistön ja Pyykkikallion vulkaniiteissa. Plagioklaasiporfyriittisu1keuman REE-käyrä on muuten melko samanlainen kuin kvartsiporfyyrisulkeuman käyrä, mutta siinä näkyy selvästi korkeammat Sm- ja Eupitoisuudet. Nämä johtuvat plagioklaasiporfyriitin suuremmista sarvivälkeen ja plagioklaasin määristä. Vaikkakin näytteitä oli varsin vahan ja suoria ekvivalenttisia vertailuja ei voi tehdä muuttuneiden ja muuttumattomien kivien välillä, voi kuitenkin esittää joitakin päätelmiä. - Yleistä REE-tason laskua ei ole tapahtunut muuttumisen yhteydessä.
TAULUKKO 8, 34 A. PAAALKUAINEET Si02 % Ti02 A1203 ZFeO MnO MgO C ao Na20 K20 P205 s Na % sr PPm Z r La - C e Nd Sm E u Tb Y b Lu Th u B. HIVENALKUAI C. HIVENALKUAI N a S r La Ce S m Eu Tb Y b u Th ) Laskettu kondrii tti-normalisoiduista arvoista. 2, EU' interpoloitu normalisoitujen Sm ja Tb arvojen avulla. 3, Painotettu 100 x alkuaine 1 Z.r muille paitsi Na: lle. Näyte A 54-1-TVM-83 hapan tiivis vulkaniitti n. 3,5 km SE malmista Näyte B 39-1-TVM-83 hapan tuffibreksia n. 2,5 km SE malmista Näy te C 187-1-TVM-83 kvartsiporfyyri n. 300 m SE malmista Näyte D PYO-84 163.00 kvartsiporfyyri n. 400 m E malmista Näyte E PYO-54 1,15.00 hapan tuf f i n. 200 m E malmista
I TAULUKKO 9. 1. 8336053 ----- A. PAAALKUAINE~ZT --- Si022 % Ti02 A1203 TFeO MnO MgO CaO Na20 K2 P2 5 S 73,6 0,19 14,5 2.6 0,03 1,53 0,22 0,60 3,63 0,02 3,17 2. 8336074. ----- 68,l 0,21 16,8 5.1 0,Ol 1,05 0,lO 0,18 4,14 0,05 4,24 82kO7j ----- 83:6;zL------ - - 68,9 0,16 12,6 8.4 0,03 2,29 0,28 0,35 2,42 0,02 8,06 74,; 0,lO 12,8 3.5 0,Ol 0,21 0,05 0,27 3,83 0,02 4913 B. HIVENALKUAINEET Na % Sr PPm Z r La C e N d Sm Eu Tb 'ib Lu Th u - 0,44 51 126 19,2 34 17,3 491 1,11 0,61 3,2 0,46 394 192 0,13 25 126 2 6 5 1 25 595 0,83 0,71 391 0,36 3,9 479 0,25 17 8 1 16,6 34 16,O 3,5 0,40 0,53 296 0,23 295 4,4 0,20 17 155 2 2 43 21 590 1,41 0,69 491 0,48 392 396 (~al~rn) nl) (~b(~b) n 1) (Lal~b) nl) 2 EU 1 EU+ 299 0,8 490 0,9 299 1,O 595 0,5 299 0,9 492-0,6 2,7 0,7 395 0,9 C. HIVENALKUA~INE~Z~ 3) Na Sr La C e Sm E u Tb Y b U Th 35 40 15 27 3 0,88 0,48 295 0,95 2,7 10 20 20 40 4 0,66 0,56 2,5 399 391 3 1 21 20 42 493 0,49 0,65 3,2 5,4 3,l 13 11 14 28 3,2 0,91 0,45 2,6.2,3 2,l Laskettu kondriittinormalisoidusta arvoista. 2, Eut interpoloitu normalisoiduista Sm- ja Tb-arvoista. 3, Painotettu 100 x alkuainelzr muille paitsi Na:lle. Näyte 1. P~O-40 ( 150.00 serisiittikvartsiitti Näy te 2. PYO-40 205.00 serisiittikvartsiitti Näy te 3. PYO-40 1 220.00 serisiittikrmrtslit$i, kordieriittipitoinen Näyte 4. PYO-40)300.00 kvartsiporfyyri, serisiitti-pitoinen
- Negatiivinen Eu-anomalia on voimakkaampi muuttuneissa kivissä. - Sekä muuttuneissa että terveissä on samanlaista sisäistä vaihtelua. - Pyykkikallion happamissa vulkaniiteissa on alhaisempi LREE-taso kuin kaivoksen happamissa vulkaniiteissa (?) - Pyykkikallion ja kaivoksen happamat vulkaniitit ja muuttuneet kivet eroavat REE-koostumukseltaan (HREE kohonnut) malmin sulkeumista (ainskin osasta) sekä Lippikylän happamista vulkaniiteista (ainakin osasta). Kuitenkin on korostettava, että em. arviot perustuvat varsin suppealle aineistolle ja niihin on suhtauduttava varoen. Jatkossa kannattaisi tutkia esim. GTK:n kanssa yhteistyössä, voidaanko REE-menetelmällä löytää malmianomaaliset happamat vulkani it it. Tai pystytäänkö muuttuneiden kivien sisältä löytämään anomaalisia tyyppejä, jotka liittyisivät malmin muodostukseen. 9. Päätelmät Pyhäsalmen malmi liittyy vulkaanisiin kiviin. Pääosa vulkaniiteista on karkeita, happamia pyroklasteja. Kvartsi- ja kvartsimaasälpäp,=>rfyyrit ovat yleisiä. Karkeat, breksiarakenteiset vulkaniitit viittaavat mshdollisesti suureen kalderarakenteeseen. Emäksisten vulkaniittien osuus on alhainen. Emäksiset vulkaniitit ovat pääosin rakopurkaustyyppisiä breksioita ja juonia. Luonteeltaan vulkanismi on ollut bimodaalista. Intermediäärisiä vulkaniitteja ei ole. 1 Nykyistä melko pystyasentoista rakennetta kontrolloi isokliininen F -poimutus. F -poimutus on ollut luonteeltaan intrafoliaalista 2 ja sen 1 vaikutus on keskittynyt muuttuneisiin kiviin ja malmiin. Siihen on liittynyt voimakkaita N-S-suuntaisia liukumia, joiden merkitys on suuri varsinkin malmin W-puolella. Malmin sisällä olevat sulkeumat ovat stratigrafiassa malmin päällä. E-puolella rakenteet ovat rauhallisempia. Stringerit ovat äaosin malmin E-puolella. E-puolella muuttuminen ulottuu -I?- auemmaksi kuin W-puolella. W-puolen happamat vulkaniitit ovat Zn-rikkaampk - kuin E - P U ~ / Em. seikat viittaavat siihen, että malmin tulokanavat ovat olleet E-puolella ja että ainakin osa (!) W-puolen kivista on stratigrafiassa malmihorisontin päällä. Ilmeisesti rakenne ei ole niin yksinkertainen kuin kuvassa 2 on esitetty. Happamat vulkaniitit ovat Si02-rikkaita, Na20-valtaisia ja TiO -köyhiä. Luokitusten mukaan ne ovat Na-ryoliitte ja. 2~mäksiset vulkaniitit kuuluvat saaristokaarityyppisiin kalkkialkaalibasaltteihin.
Happamien vulkaniittien REE-koostumus eroaa Lippikylan (1,5km W:een) happamista vulkaniiteista. Pyhäsalmen happamille vulkaniiteille on tyypillistä HREE-ryhmän rikastuminen. SERKVT:en REE-koostumus vastaa ympäristön HVULK:en REE-koostumusta. Muuttuneiden kivien alkuperä voidaan määritellä TiO /Zrsuhteen perusteella. SERKVJT:t ja pääosa KRDKGN:sta 2 ovat lähtöisin HVULK:sta. MgO-rikkaista kivista KRD- ja ATF-valtaiset ovat lahtöisin EVULK:sta. KLO- ja TLKvaltaiset ovat lahtöisin HVULK:sta. HVULK:en muuttuminen näkyy E-puolella K20/Na 0-suhteen kasvuna ainakin 200 m:n paahan muuttumisvyöhykkeen 2 ulkopuolelle. Karkearakenteiset HVULK:t ovat muuttuneet helpommin. Muuttumisvyöhykkeen sisällä malmin välitön ympäristö on muuttunut voimakkaimmin. Nykyisellä kattopuolella SERKVT:en K20/Na20-suhde kasvaa kohti mzliiia. -...-.. _ - MgO-rikkaissa kivissa muuttumisastetta kuvaa parhaiten MgO/CaO-suhde. Rakenteellisten seikkojen vuoksi ei selviä trendejä voi vetää. HVULK:sta muuttuneet MgOrikkaat kivet ovatkriittisempia kuin "normaalit" ATFkivet. "Normaaleista" ATF-kivista ne, joissa on korkea K20/Na 2 0-suhde ovat kriittisempiä kuin ne, joissa suhde on alhainen. Hivenalkuaineet, jotka ovat korkeina pitoisuuksina malmissa, heijastuvat selvimmin malmin ulkopuolelle. S, Fe, Zn, Ba, Cu, Pb, Ag ja Cd muodostavat aureolin malmin ymparille. Zn ja Ba ovat aureolin ulkoreunoilla ja S ja Cu ovat aureolin keskellä lähellä malmia. Zn heijastuu yli 200 m:n,ba ja S n. 100 m:n paahan muuttumisvyöhykkeesta. Pb ja Ag ovat anomaalisina pitoisuuksina pääosin vain muuttumisvyöhykkeessa. Cd seuraa Zn:a. Mn- ja P-pitoisuudet ovat korkeita malmin alla. Pyriittirikkaassa vyöhykke?ssä Mn- ja P-pitoisuudet laskevat. Mn-rikkaat ekshalaat'it malmin W-puolella saattavat olla malmihorisontin jatkeella. Pyhäsalmen malmin ymparille syntynyt litogeokemiallinen aureoli on ollut jo primsärisesti heterogeeninen. Zn on toisaalla stringereissa, toisaalla distaalina kerroksina. Cu, Pb ja Ag ovat paikoin sekundäarisinä mobiloitumina. Toisaalta aureolia on poimutettu voimakkaasti ainakin kahdessa deformaatiossa. Rakenteelliset seikat tekevät kohteesta yksilöllisen. Ainoastaan S-pitoisuus ja KZO/Na20-suhteet kasvavat selvemmin kohti malmia.
Menetelmistä - Näytteenotossa (kairasydämistä) tulee kiinnittää huomio tarkkaan raportointiin. Naytteiden tulee olla "puhtaita". Pyrittävä keskittymään muutamaan kivilajiin. Mitä homogeenisempi materiaali on, sitä helpompi se on käsitellä. Homogeenisissa kivissä yli viidenkin metrin näytteet ovat hyväksyttäviä. Jatkotutkimuksia - Normaali XRF- ja AAS-analysointi riittää varsin pitkälle. Alueellisissa tutkimuksissa myös REE-analyysit ovat mahdollisia. - HP-pöytätietokoneen käyttömahdollisuuksia tulisi lisätä. Varsinkin koodi- tai kivilajipoiminta pitäisi saada automaattiseksi. - Aureolin ja rakenteen tarkempi tulkinta, stratigrafian selvitys. - Mineralogiset tutkimukset (Mg-rikkaat mineraalit, työ jo aloitettu, Turun yliopisto). - Voitaisiinko tilastollisilla menetelmillä laajentaa aureolia. - Pyhäsalmi on uniikki, vertailu muihin. Timo Mäki JAKELU OKME/Kla OKME/Olari OKP KTR
LI ITELUETTELO Liite 1 11 2 II 3 II 4 II 5 II 6 II 7 Koodiluettelo Profiili x = 2900, geologia Profiili x = 2700, geologia Profiili x = 2550, geologia Valokuvat kivilajeista Zn, Cu x = 2900 II " x = 2700 11 8 II " x = 2550 11 9 11 10 11 11 II 12 II 13 Pb, Ag x = 2900 11 " x = 2700 11 14 II 15 II 16 11 17 11 18 11 19 11 20 11 2 1 II 22 11 23 11 24 MgO, CaO x = 2900 11 25 11 26 II 27 CaO, Sr PYO-45
Liite 1 KOODAUS 0KP:N LITOGEOKEMIALLISESSA TUTKIMUKSESSA Kivilajit: HVULK HTU HTUF EVULK ETU ETUF EAGL DIAFB EJ URPFT PLPFT IVULK 1 TU 1 TUF KRDKGN KRDSERGN KRDSIRGN KRDGN KRDMUGN KRDSERL SERL SERKVT MUGN ATFGN ATFK ATFKGN KRDATFK FL(ZIATFK KRDFL(ZIK FL(ZIL KL(ZIKLK KRDTLKK TREGN TREKA TREBTK TREBTGN DIKA KGN KLK GRFL GRFT PG KVJ MA, MA, KOMP PR = HV = HT = HF Mineraalit: BT = 01 G RA = 02 KRD = 03 SER SIL ATF EP AF DI ANH = 10 KRB = 11 TUR = 12 ZEO = 13 KMS = 14 KVMSPF = 15 KA (kaifsiutunut 1 = 1 6 GR (graniittiutu- = 1 7 nut, punertava 1 KLO = 18 GRF = 19 SK = 20 ZNS = 21 CUK = 22 PBS = 23 SS = AK FEK = AK FEM = AP B A = KA = FA Rakenteet: = FK POR = 30 = FL AGL = 31 = KO BRT = 32 = KT SGN = 33 = TG LBP = 34 = TK SULK = 35 = TB =,TB = DK
POIKKILEIKKAUS X 2-900
\ "> QJ \ w '0. t 4, h A Liite 4 OUTOKUMPU OY PYHASALMI POIKKIL EIKKAUS x 2550