Pirkanmaan vyöhykkeen ja Hämeen vyöhykkeen välinen terraanirajatulkinta Pekka Sipilä, Jussi Mattila, Markku Tiainen

Espoon yksikkö 2/2011 14.12.2010 Espoo Pirkanmaan vyöhykkeen ja Hämeen vyöhykkeen välinen terraanirajatulkinta Pekka Sipilä, Jussi Mattila, Markku Tiainen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro 14.01.2011 Tekijät Pekka Sipilä, Markku Tiainen, Jussi Mattila Raportin laji Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Pirkanmaan vyöhykkeen ja Hämeen vyöhykkeen välinen terraanirajatulkinta Tiivistelmä Pirkanmaan vyöhykkeen ja Hämeen vyöhykkeen välille hahmotellun mahdollisen terraanirajan paikantamiseksi maastossa tehtiin rajan molemmin puolin kallioperäkartoitusta ja näytteenottoa. Vyöhykkeet eroavat selvästi toisistaan niin litologialtaan kuin myös metamorfoosiasteeltaan. Pirkanmaan ivyöhykkeellä psammiittiset raitaiset migmatiitit ovat vallitsevia ja vulkaniittien määrä on vähäinen. Grafiittipitoisia välikerroksia esiintyy yleisesti. Hämeen vyöhykkeellä vallitsevana ovat hyvin säilyneet mafiset, intermediääriset ja felsiset vulkaniitit, joiden primäärirakenteet ovat monin paikoin selvästi havaittavissa. Karkeasti ottaen raja on selvästi hahmoteltavissa, mutta maastokartoituksen perusteella rajaa ei paljastumamittakaavassa voitu osoittaa. Kalliogeokemian keinoin pieniä muutoksia rajaan voitiin kuitenkin tehdä, lähinnä mafisten ja intermediääristen vulkaniittien koostumuksen perusteella. Rajalla, sen molemmin puolin olevat mafiset vulkaniitit ovat koostumukseltaan pääosin Hämeen vyöhykkeen Häme ryhmän vastaavien kivien kaltaisia. On ilmeistä, että raja ei ole yksiselitteisen suoraviivainen, ja molemmin puolin on ikkunoina kiviä toiselta puolelta. Lisäksi on ilmeistä, että tarkastelun kohteena olleen rajalinjan itäosassa on osia kolmannestakin kivilajiyksiköstä. Alkuperältään peliittisten ja psammiittisten sedimenttien koostumuksessa ei ollut eroja rajan eri puolella. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Terraanit, geokemia, kallioperä, Pirkanmaan vyöhyke, Hämeen vyöhyke Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Etelä-Suomen lääni, Länsi-Suomen lääni, Hämeenlinna, Hattula, Kalvola, Kylmäkoski, Urjala, Punkalaidun, Loimaa, Huittinen, Köyliö Karttalehdet 1134, 2111, 2112, 2113, 2114, 2131, 2132/M331, M333, M411, M413 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Kokonaissivumäärä 27 Kieli Suomi Hinta Julkisuus Julkinen Yksikkö ja vastuualue ESY/211 Hanketunnus 2551005 Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys Pekka Sipilä Markku Tiainen Jussi Mattila

Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO 1 2 ALUEEN LITOLOGIA 2 3 TULOKSET 3 3.1 Kallioperäkartoitus 3 3.2 Kalliogeokemia 4 3.2.1 Terraanirajan länsiosa 4 3.2.2 Pirkanmaan migmatiittivyöhykkeen primitiiviset mafiset vulkaniitit 7 3.2.3 Mafiset vulkaniitit rajalla 8 3.2.4 Intermediääriset vulkaniitit rajalla 12 3.2.5 Sarkko Hauho 16 3.2.6 Kiillegneissit ja psammiitit rajan molemmin puolin 20 4 VERTAILU HÄME RYHMÄN MAFISIIN VULKANIITTEIHIN 24 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 26 6 KIRJALLISUUSLUETTELO 27

1 1 JOHDANTO DigiKP kallioperäkarttatietokantatyön yhteydessä tuli yhdeksi tehtäväksi selvittää Hämeen vyöhykkeen ja Pirkanmaan vyöhykkeen välille hahmotellun terraanirajan esiintymistä maastossa. Työn kohteena olleen rajan oli hahmotellut erikostutkija Mikko Nironen. Rajalle on olemassa myös muita tulkintoja, joista kuvassa 1 on esitetty Korsmanin ym. 1997 tulkinta Kalvolan ja Päijänteen väliltä, missä rajat poikkeavat selvimmin toistaan. Tässä työssa tarkasteltava alue ulottui lännestä Huittisista kohti itää aina Hämeenlinnaan ja Hauholle saakka (Kuva 1). Aiheeseen liittyen tehtiin paikalle keväällä 2009 ekskursio Mikko Nirosen johdolla, jolloin tutustuttiin kalliopaljastumiin rajan molemmin puolin. Kenttätyöt tehtiin kesällä 2009. Työhön osallistuivat geologit Jussi Mattila vastuualueena rajan länsiosat, Markku Tiainen rajan itäosissa ja erikoistutkija Pekka Sipilä rajan keskiosissa. Kartoituksessa pääpaino oli alueen vulkaniiteissa. Paljastumahavaintoja kertyi yhteensä 174 kpl ja niistä otettiin vasaranäytteitä yhteensä 200 kpl, joista analysoitiin pääalkuaineet XRF-menetelmällä ja hivenalkuaineet ICP-MS menetelmällä. Työssä hyödynnettiin myös GTK:n kalliogeokemian aineistoa, yhteensä 43 näytettä. Kuvassa 2 on esitetty näyteaineiston alueellinen jakauma. Tässä raportissa on käsitelty terraanirajan läheisyydessä olevaa aineistoa. Lopussa on myös vertaus myös Häme ryhmän vulkaniitteihin. Geokemian analyysitulokset käsiteltiin GCDkit2.3 ilmaisohjelmalla, jolla rajan molemmilta puolelta otettuja samaa kivilajia edustavia näytteitä verrattiin toisiinsa. Kaikista näytteistä tehtiin mikroskooppitutkimukset. Paljastumahavainnot ja mikroskooppitutkimusten tulokset taltioitiin Kapalo ohjelmalla kallioperähavaintotietokantaan. Raportin karttakuvissa on pohjana käytetty 1:100 000 kallioperäkarttoja, koska oletetun terraanirajan hahmotelma on niiden mukainen. Kuva 1. Tutkimusalue. Punainen raja Nirosen ja sininen raja Korsmanin ym 1997 mukaan.

2 Kuva 2. Näyteaineiston alueellinen jakauma. 2 ALUEEN LITOLOGIA Pirkanmaan vyöhyke ja Hämeen vyöhyke eroavat selvästi toisistaan niin litologialtaan kuin myös metamorfoosiasteeltaan. Rajan tuntumassa myös geofysiikaalisilla kartoilla on selvä eroavuus, varsinkin magneettisilla kartoilla (Kuva 3). Pirkanmaan vyöhykkeen poimuttuneiden kiisupitoisten migmatiittien aiheuttamat voimakkaat magneettiset anomaliat erottuvat selkeästi Hämeen heikkojen magneettisten anomalioiden vyöhykkeestä. Pirkanmaan vyöhykkeellä psammiittiset raitaiset migmatiitit ovat vallitsevia ja vulkaniittien määrä on vähäinen. Grafiitti- ja kiisupitoisia välikerroksia esiintyy yleisesti. Hämeen vyöhykkeellä vallitsevana ovat hyvin säilyneet mafiset, intermediääriset ja felsiset vulkaniitit, joiden primäärirakenteet ovat monin paikoin selvästi havaittavissa. Sedimenttikivien ja grafiittipitoisten kivien määrä on Hämeen vyöhykkeellä vähäinen. Granitoidisia syväkiviä esiintyy yleisesti rajan molemmin puolin, gabroja ja peridotiitteja on vähän kummallakin puolen rajaa.

3 Kuva 3. Aeromagneettinen matalalentokartta tutkimusalueelta. 3 3.1 TULOKSET Kallioperäkartoitus Kallioperää kartoitettiin maastossa oletetun terraanirajan molemmin puolin 5-10 km:n etäisyydellä rajasta. Kartoitusta tehtiin ja näytteitä otettiin paikoin myös jonkin verran kauempaa rajasta kattavamman kuvan saamiseksi alueesta. Kartoituksessa ja näytteenotossa pääpaino asetettiin vulkaanisille ja hypabyssisille kiville, joista myös suurin osa näytteistä kerättiin. Kartoitustiedot talletettiin jo maastossa maastotietokoneelle GPS-paikannettuna. Kartoituksen edetessä tuli vähitellen selväksi, että terraanirajan tarkka sijainti maastossa oli yleensä mahdoton määrittää, koska paljastumamittakaavassa rajaa ei tutkimusalueella havaittu. Kartoituksessa terraanirajan tarkkaa paikannusta vaikeutti toisaalta vulkaanisten kivien vähyys migmatiittialueen puolella ja toisaalta sedimenttikivien vähäisyys Hämeen vyöhykkeen puolella. Rajan molemmin puolin yleisesti esiintyvät granitoidit eivät havaittavasti eroa toisistaan oltiinpa sitten migmatiittivyöhykkeellä tai Hämeen vyöhykkeellä. Tutkimusalueen itäosassa Hauholla erottuu omaksi yksikökseen voimakkaammin graniittiutunut mafisten vulkaniittien ja psammiittisten gneissien vyöhyke, joka on mahdollisesti rinnastettavissa Etelä-Suomen korkeamman metamorfoosiasteen kiviin.

4 3.2 Kalliogeokemia Käytettävissä oli kaikkiaan 243 kokokivianalyysiä, joista 200 oli tässä tutkimuksessa kerätyistä näytteistä ja 43 GTK:n Kalliogeokemian aineistosta. Analyysituloksia käsiteltiin GCDkit 2.3 ilmaisohjelmalla. Terraanirajan tarkasteluun valittiin kondriitti-normalisoidut REE- diagrammit Boyntonin (1984) mukaan ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit Pearcen (1983) mukaan. Seuraavassa tarkastellaan aluksi geokemian tulosten valossa oletetun terraanirajan asemaa rajan länsiosassa, sitten sen molemmin puolin muualla. 3.2.1 Terraanirajan länsiosa Kuva 3. Näytepisteet oletetun terraanirajan länsiosassa. Keltainen symboli amfiboliitti; Sininen symboli kiillegneissi; Punainen symboli tonaliitti ja kvartsidioriitti. Litologinen kartta (yläkuva) ja aeromagneettinen harmaasävykartta (alakuva). Näyte 92008871 poikkeava amfiboliitti.

Kuva 4. Kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit oletetun terraanirajan länsiosan amfiboliiteille, tonaliiteille ja kvartsidioriiteille sekä migmatiiteille. 5

6 Kondriitti-normalisoitujen REE- ja MORB-normalisoitujen hivenainediagrammien perusteella oletetun terraanirajan länsiosassa, sen pohjois- ja eteläpuolisilla tonaliiteilla ja kvartsidioriiteilla sekä migmatiiteilla ei ole koostumuseroa. Sen sijaan näyte 92008871 poikkeaa selvästi muista keskenään samankaltaisista amfiboliittinäytteistä. Litologisen ja aeromagneettisen kartan sekä poikkeavan amfiboliittinäytteen perusteella on perusteltua muuttaa rajaa länsiosista siten, että poikkeava amfiboliitti sijoittuu Pirkanmaan vyöhykkeelle ja kaikki muut näytteet yhtä kiillegneissiä lukuun ottamatta rajan lounais- ja eteläpuolelle (Kuva 5). Näyte 92008871 voidaan rinnastaa muihin Pirkanmaan vyöhykkeen koostumukseltaan yhtä primitiivisiin mafisiin vulkaniitteihin, kuten seuraavassa kappaleessa osoitetaan. Kuva 5. Terraanirajan muutos länsiosassa, violeetti viiva.

7 3.2.2 Pirkanmaan vyöhykkeen primitiiviset mafiset vulkaniitit Pirkanmaan vyöhykkeellä on oletetun terraanirajan tuntumassa lähes koko tutkimusalueen pituudelta koostumukseltaan primitiivisiä mafisia vulkaniitteja (Kuvat 6 ja 7). Rajan eteläpuolelta tällaiset vulkaniitit puuttuvat yhtä poikkeusta lukuun ottamatta (Pirttikoski). Terraaniraja on todennäköisesti näiden mafisten vulkaniittien eteläpuolella ja Pirttikoski lienee ikkuna rajan eteläpuolella. Kuva 6. Primitiivisten mafisten vulkaniittien sijainti. Kuva 7. Kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit.pirkanmaan migmatiittialueen primitiiviset mafiset vulkaniitit. Pirttikoski oletetun terraanirajan eteläpuolelta.

8 3.2.3 Mafiset vulkaniitit rajalla Tähän ryhmään luetaan ne mafiset vulkaniitit, jotka ovat oletetun terraanirajan välittömässä läheisyydessä, korkeintaan 5-6 km:n etäisyydellä siitä (Kuva 8). Koostumuksensa perusteella ne eivät kuulu Pirkanmaan vyöhykkeen primitiivisten mafisten vulkaniittien joukkoon eivätkä kuulu sijaintinsa perusteella myöskään Hakkaraisen (1994) hahmottelemaan eteläpuolisen Hämeen vyöhykkeen ns. Häme ryhmään. Tutkitut esiintymät sijoittuvat lännessä Punkalaitumen ympäristöön ja idässä Kalvolaan ja Hattulaan. Kuva 8. Mafisten vulkaniittikohteiden sijainti terraanirajalla.

9 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Pohjoispuolella MET$-2009-18 PJS$-2009-2.1 PJS$-2009-8.1 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Eteläpuolella JAMA-2009-82.1 95002334 MET$-2009-19 MET$-2009-36.1 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Kuva 9a. Mafisten vulkaniittien kondriittinormalisoitu (Boynton 1983) lantanidijakauma terraanirajalla, sen molemmin puolin.

10 Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Pohjoispuolella MET$-2009-18 PJS$-2009-2.1 PJS$-2009-8.1 Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Eteläpuolella JAMA-2009-82.1 95002334 MET$-2009-19 MET$-2009-36.1 Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 9b. Mafisten vulkaniittien MORB-normalisoitu (Pearce 1983) hivenainejakauma terraanirajalla, sen molemmin puolin. Terraanirajalla olevien mafisten vulkaniittien spider diagrammien perusteella rajaa on muutettu Punkalaitumen ympäristössä (Kuva 10). Näytteissä MET -2009-18 ja PJS -2009-8.1 kevyet lantanidit ovat selvästi rikastuneet (Kuva 9a). Sama kevyiden alkuaineiden rikastuminen on näkyvissä myös MORB-normalisoidussa hivenainediagrammissa (Kuva 9b). Näyte PJS -2009-2.1 muistuttaa migmatiittialueen primitiivisiä vulkaniitteja ja se on jätetty rajan pohjoispuolelle. Rajan eteläpuolelta näyte 95002334 on selvästi rikastunut kevyistä alkuaineista, kun taas muissa eteläpuolen näytteissä ei ole yhtä selvä. Rajaa ei ole niiden osalta muutettu, ei myöskään näytteen MET -2009-36.1 osalta, jonka koostumus on varsin primitiivinen. On ilmeistä, että rajalla on tapahtunut sekoittumista rajan molemmin puolin. Kuvassa 10 on hahmoteltu terraanirajan muutos litologisella kartalla ja aeromagneettisella matalalentokartalla Punkalaitumen ympäristössä.

11 Kuva 10. Terraanirajan muutos litologisella kartalla ja aeromagneettisella matalalentokartalla Punkalaitumen ympäristössä. Vihreä symboli: Mafinen vulkaniitti; Violetti symboli: Intermediäärinen vulkaniitti; Sininen symboli: Migmatiittialueen primitiivinen mafinen vulkaniititti.

12 3.2.4 Intermediääriset vulkaniitit rajalla Tähän ryhmään luetaan ne intermediääriset vulkaniitit, jotka ovat oletetun terraanirajan välittömässä läheisyydessä, korkeintaan 5-6 km:n etäisyydellä siitä, eikä niitä ole luettu sijaintinsa perusteella kuuluvaksi Hämeen vyöhykkeen ns. Häme ryhmään (Hakkarainen 1994). Kuva 11. Intermediääristen vulkaniittikohteiden sijainti terraanirajalla.

13 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Pohjoispuolella 95002077 MET$-2009-42.1 MET$-2009-7 PJS$-2009-3.2 PJS$-2009-9.1 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Eteläpuolella 95002065 95002073 95002336 MET$-2009-15 MET$-2009-2 MET$-2009-20 MET$-2009-21 MET$-2009-4.1 MET$-2009-40.1 MET$-2009-41.1 MET$-2009-5.1 MET$-2009-10 MET$-2009-12 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Kuva 12.. Intermediääristen vulkaniittien kondriittinormalisoitu (Boynton 1983) lantanidijakauma terraanirajalla, sen molemmin puolin.

14 Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Pohjoispuolella 95002077 MET$-2009-42.1 MET$-2009-7 PJS$-2009-3.2 PJS$-2009-9.1 Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Eteläpuolella 95002065 95002073 95002336 MET$-2009-15 MET$-2009-2 MET$-2009-20 MET$-2009-21 MET$-2009-4.1 MET$-2009-40.1 MET$-2009-41.1 MET$-2009-5.1 MET$-2009-10 MET$-2009-12 Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 13.Intermediääristen vulkaniittien MORB-normalisoitu (Pearce 1983) hivenainejakauma terraanirajalla, sen molemmin puolin. Oletetun terraanirajan ympäristössä, sen eteläpuolella intermediääristen vulkaniittien koostumuksissa ei ole suuria eroja, pohjoispuolella vaihtelu on suurempi. REE-diagrammissa (Kuva 12) pohjoispuolisten näytteiden MET -2009-42.1, PJS -2009-9.1 ja 95002077 kevyen pään lantanidit ovat rikastuneet eniten. Näyte 95002077 on migmatiittialueen puolelta ja se voitaneen korreloida noihin kahteen muuhun näytteeseen, jotka on tulkittu osaksi Hämeen vyöhykettä. Kuitenkin näytteen 95002077 MORB-normalisoitu hivenainekoostumus (Kuva 13) on poikkeava ja on mahdollista että näyte kuuluukin migmatiittialueen vulkaniitteihin. Kuvassa 14 on hahmoteltu terraanirajan muutosta Urjalan pohjoispuolella litologisella kartalla ja aeromagneettisella matalalentokartalla. Voimakas aeromagneettinen anomalia Urjalan itäpuolella johtunee mafisista syväkivistä. Näyte PJS -2009-9.1 sijoittuu samalle alueelle mafisten vulkaniittien kanssa Punkalaitumen ympäristössä (Kuva 11).

15 Kuva 14. Terraanirajan muutos Urjalan pohjoispuolella, violetti viiva. Violetti symboli: Intermediäärinen vulkaniitti; Vihreä symboli: Migmetiittialueen primitiivinen mafinen vulkaniitti.

16 3.2.5 Sarkko Hauho Tutkimusalueen itäosassa Hauholla maastohavaintojen perusteella erottuu omaksi yksikökseen voimakkaammin graniittiutunut mafisten vulkaniittien ja psammiittisten gneissien vyöhyke, joka on mahdollisesti rinnastettavissa Etelä-Suomen voimakkaamman metamorfoosiasteen kiviin. Kuva 15. Sarkko Hauhon mafisten vulkaniitien sijainti suhteessa oletettuun terraanirajaan. Sarkko Hauhon mafisten vulkaniittien spider diagrammit (Kuva 16) eivät oleellisesti poikkea muualla oletetun terraanirajan tuntumassa olevien mafisten vulkaniittien vastaavista diagrammeista (Kuva 17). Kuitenkin kenttähavaintojen mukaan voidaan pitää mahdollisena, että kyseessä voisi olla oma erillinen yksikkönsä. Kuvissa 18 ja 19 on hahmoteltu mahdollista rajaa litologisella ja magneettisella kartalla. Raja itään päin jää auki.

17 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Sarkko, Hauho PJS-2009-40.1 PJS-2009-40.2 95002330 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Sarkko, Hauho PJS-2009-40.1 PJS-2009-40.2 95002330 Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 16. Kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit. Sarkko Hauho.

18 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Rajalla mafiset vulkaniitit Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Sarkko, Hauho La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Rajalla mafiset vulkaniitit Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Sarkko, Hauho Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 17. Sarkko Hauhon mafisten vulkaniittien kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit verrattuna rajalla olevien mafisten vulkaniittien vastaaviin diagrammeihin..

19 Kuva 18. Hahmotelma terraanirajan muutokseksi litologisella kartalla Sarkko Hauhon kohdalla. Kuva 19. Hahmotelma terraanirajan muutokseksi aeromagneettisella kartalla Sarkko Hauhon kohdalla.

20 3.2.6 Kiillegneissit ja psammiitit rajan molemmin puolin Kuvassa 20 on esitetty tässä tutkimuksessa käytettyjen kiillegneissi- ja psammiittinäytteiden sijainti. Osa näytteistä on selvästi Pirkanmaan vyöhykkeeltä, pari näytettä on Hämeen vyöhykkeeltä Häme ryhmän alueelta ja yksi Forssa-ryhmän alueelta (Hakkarainen 1994). Loput ovat välittömasti oletetun terraanirajan molemmilta puolilta. Aivan alueen länsipäässä olevat näytteet on käsitelty raportin alussa (kuvat 3, 4 ja 5). Kuva 20. Kiillegneissien ja psammiittien sijainti oletetun terraanirajan molemmin puolin.

21 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 21. Kiillegneissien ja psammiittien kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit. Musta eteläpuolella ja punainen pohjoispuolella. Kiillegneissien ja psammiittien koostumuksissa ei ole havaittavissa eroa kuvan 21 perussteella oletetun terraanirajan eri puolilla. Kuva 22. Oletetun terraanirajan länsiosan migmatiittien kondriitti-normalisoidut REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit. Kuvassa 22 on esitetty migmatiittisten kiillegneissien REE- ja MORB-normalisoidut hivenainediagrammit. oletetun terraanirajan länsipäästä (kuvasta 4). Kuvassa 23 niitä on verrattu muualla rajan molemmin puolin olevien kiillegneissien vastaaviin diagrammeihin. Käyrien muoto on samanlainen, tosin Eu ja P minimit ovat migmatiiteissa hieman syvemmät.

22 Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Kiillegneissit rajan molemmin puolin Sample/ REE chondrite 1 10 100 1000 Migmatiitit rajan W-osassa La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Kiillegneissit rajan molemmin puolin Sample/ MORB 0.1 1 10 100 1000 Migmatiitit rajan W-osassa Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 23. Oletetun terraanirajan molemmin puolin olevien kiillegneissien kondriitti-normalisoidut REE- ja MORBnormalisoidut hivenainediagrammit verrattuna rajan länsiosassa olevien migmatiittien vastaaviin diagrammeihin..

23 Kuva 24. Terraanirajan muutokset litologisella ja aeromagneettisella kartalla.

24 Kuvassa 24 on yhteenvetona esitetty terraanirajan muutokset sekä litologisella että aeromagneettisella kartalla. 4 VERTAILU HÄME RYHMÄN MAFISIIN VULKANIITTEIHIN Kuva 25. Häme ryhmän mafisten vulkaniittien näytepisteet. Kuvassa 25 on esitetty Hämeen vyöhykkeeltä Häme ryhmän (Hakkarainen 1994) mafisten vulkaniittien näytepisteet. Kuvassa 26 on verrattu näiden Häme ryhmän mafisten vulkaniittien koostumuksia migmatiittialueen primitiivisiin mafisiin vulkaniitteihin ja rajalla oleviin mafisiin vulkaniitteihin. Parhaiten koostumuserot tulevat esiin REE-diagrammeissa. Häme ryhmän ja migmatiittialueen vulkaniittien koostumukset poikkeavat selvästi toisistaan, kun taas rajalla olevat vulkaniitit sijoittuvat pääosin Häme ryhmän alueelle, mutta osittain myös migmatiittialueen vulkaniittien kenttään. Rajalla olevat vulkaniitit ovat pääosin oletetun terraanirajan eteläpuolella ja rajaa voidaan niiltä osin muuttaa pohjoisemmaksi.

25 Sample/ REE chondrite 1 10 100 Häme mafiset vulkaniitit Sample/ REE chondrite 1 10 100 Migmatiittialueen primitiiviset vulkaniitit Sample/ REE chondrite 1 10 100 Rajalla mafiset vulkaniitit La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Sample/ MORB 0.1 1 10 100 Häme mafiset vulkaniitit Sample/ MORB 0.1 1 10 100 Migmatiittialueen primitiiviset vulkaniitit Sample/ MORB 0.1 1 10 100 Rajalla mafiset vulkaniitit Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Sr K Rb Ba Th Ta Nb Ce P Zr Hf Sm Ti Y Yb Kuva 26. Mafisten vulkaniittien koostumusvertailu. Yläkuvissa kondriittinormalisoidut REE-pitoisuudet Boyntonin (1984) mukaan ja alakuvissa MORB-normalisoidut hivenainepitoisuudet Pearcen (1983) mukaan. Vasemmalla Häme ryhmä, keskellä migmatiittialueen primitiiviset ja oikealla rajalla olevat mafiset vulkaniitit.

26 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tehtävänä oli selvittää Hämeen vyöhykkeen ja Pirkanmaan vyöhykkeen välille hahmotellun terraanirajan esiintymistä maastossa. Tarkasteltava alue ulottui lännestä Huittisista kohti itää aina Hämeenlinnaan ja Hauholle saakka. Maastokartoituksen lisäksi rajan sijainti pyrittiin määrittämään vertaamalla eri kivilajien koostumuksia rajan molemmin puolin. Maastokartoituksen avulla terraanirajan tarkkaa sijaintia maastossa ei voitu määrittää. Vaikka Pirkanmaan ja Hämeen vyöhykkeet eroavat toisistaan sekä kivilajeiltaan että metamorfoosiasteeltaan ei niiden välistä rajaa havaittu paljastumamittakaavassa. Tutkimusalueen itäosassa Hauholla erottuu omaksi yksikökseen voimakkaammin graniittiutunut mafisten vulkaniittien ja psammiittisten gneissien vyöhyke, joka on mahdollisesti rinnastettavissa Etelä-Suomen korkeamman metamorfoosiasteen kiviin. Kalliogeokemian avulla rajaa sen sijaan pystyttiin tarkentamaan useissa kohdin lähinnä mafisten ja intermediääristen vulkaniittien koostumuserojen osalta. Pirkanmaan vyöhykkeellä esiintyvät koostumukseltaan primitiiviset mafiset vulkaniitit eroavat selvästi rajan eteläpuolisista vulkaniiteista ja niiltä osin rajaa pystyttiin tarkentamaan tutkimusalueen länsiosissa Huittisissa. Punkalaitumen ja Urjalan seudulla rajaa voitiin myös siirtää enemmän migmatiittialueen puolelle perustuen mafisten ja intermediääristen vulkaniittien koostumuksiin. Terraaniraja ei ilmeisesti ole terävärajainen, vaan sekoittumista on tapahtunut rajan molemmin puolin. Pirttikoskella on migmatiittialueen primitiivisten vulkaniittien kaltaisia kiviä Hämeen vyöhykkeen kivien keskellä ja toisaalta migmatittialueella mm. Kylmäkoskella on Hämeen vulkaniittien kaltaisia kiviä. Hauhon vulkaniitit tutkimusalueen itäosissa ovat koostumukseltaan muiden teraanirajan tuntumassa olevien vulkaniittien kaltaisia, paljastumissa ne kuitenkin muistuttavat Etelä-Suomen korkeamman metamorfoosiasteen kiviä. Laaja-alaisella kalliogeokemian aineiston perusteella tehdyllä selvityksellä on mahdollista tunnistaa uusia, geologisesta ympäristöstään erottuvia geologisia yksiköitä tai erillisiä ikkunoita, joilla voi olla myös huomattavaa merkitystä alueellisen malmipotentiaalin kannalta. Tulkintojen tueksi tarvitaan maastokontrollia.

27 6 KIRJALLISUUSLUETTELO Boynton, W.V., 1984. Cosmochemistry of the rare earth elements: Meteorite studies. In: Henderson, P. J. (ed) Rare Earth Element Geochemistry; Developments in geochemistry 2, Amsterdam: Elsevier, 505-535. Hakkarainen, G., 1994. Geology and geochemistry of the Hämeenlinna-Somero Volcanic Belt, southwestern Finland : a Paleoproterozoic island arc. In: Geochemistry of Proterozoic supracrustal rocks in Finland. IGCP Project 179 Stratigraphic methods as applied to the Proterozoic record and IGCP Project 217 Proterozoic geochemistry. Geological Survey of Finland. Special Paper 19. Espoo: Geologian tutkimuskeskus, 85-100. Korsman, K. (ed.); Koistinen, T. (ed.); Kohonen, J. (ed.); Wennerström, M. (ed.); Ekdahl, E. (ed.); Honkamo, M. (ed.); Idman, H. (ed.); Pekkala, Y. (ed.) 1997. Suomen kallioperäkartta = Berggrundskarta över Finland = Bedrock map of Finland 1:1 000 000. Matisto, A., 1970. Valkeakoski. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2132. Geologian tutkimuskeskus. Matisto, A., 1973. Toijala. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2114. Geologian tutkimuskeskus. Matisto, A., 1976. Huittinen. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2112. Geologian tutkimuskeskus. Espoo. Neuvonen, K., 1954. Forssa. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2113. Geologian tutkimuskeskus. Pearce, J.A., 1983. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries. In: Thorpe, R. S. (ed) Andesites. Orogenic Andesites and Related Rocks. Chichester: Wiley and Sons, 525-548. Salli. I., 1953. Loimaa. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2111. Geologian tutkimuskeskus. Simonen, A., 1949. Hämeenlinna. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 2131. Geologian tutkimuskeskus. Veräjämäki, A., 1994. Kokemäki. Kallioperäkartta. Suomen geologinen kartta 1:100 009. Lehti 1134. Geologian tutkimuskeskus.

28