Osa 2. Johdatus Suomen kallioperägeologiaan ja malmigeologiaan / Introduction to bedrock geology of Finland and ore geology

Samankaltaiset tiedostot
Suomen kallioperä. Arkeeinen aika eli 2500 miljoonaa vuotta vanhemmat tapahtumat

Suomen kallioperä. Erittäin lyhyt ja yksinkertaistava johdatus erittäin pitkään ja monimutkaiseen aiheeseen

Suomen kallioperä. Svekofenniset kivilajit eli Etelä- ja Keski-Suomen synty

Osa 1. Johdatus Suomen kallioperägeologiaan ja malmigeologiaan / Introduction to bedrock geology of Finland and ore geology

Suomen kallioperä. Karjalaiset muodostumat eli vanhan mantereen päälle kerrostuneet sedimentit ja vulkaniitit

Jarmo Lahtinen Julkinen. OKME/Outokumpu 1 kpl

Suomen kallioperä. Rapakiviä nuoremmat tapahtumat eli viimeiset 1500 miljoonaa vuotta

Tampereen alueen kallioperä

Luku 6 KARJALAISET LIUSKEALUEET. mantereen ikivanha pintakivipeite. Kauko Laajoki

Polar Mining Oy/Outokumpu 1 kpl

Milloin laattatektoniikka alkoi?

Kainuun maaperän ja kallioperän kiviainekset

1. RAKENTAMISEEN SOVELTUVAT ALUEET 2. RAKENTAMINEN VOIDAAN SOVITTAA ALUEELLE 3. RAKENTAMINEN VAARANTAA ALUEEN MAISEMAKUVAN JA YMPÄRISTÖN

Lapin MalmiIE Korvuo. Kauppa- ja teollisuus mini^'--:^ ' OKMEILM Rovaniemi

Osa 3. Johdatus Suomen kallioperägeologiaan ja malmigeologiaan / Introduction to bedrock geology of Finland and ore geology

Kaakkois-Suomen kallioperän synty. Juha Karhu Helsingin yliopisto, Suomen Kansallinen Geologian Komitea Geologian päivä 27.8.

Luku 3 SUOMEN KALLIO- PERÄN YLEIS- PIIRTEET. Kalevi Korsman ja Tapio Koistinen

Yleistetty Suomen kallioperäkartta, siihen liittyvät oheismateriaalit sekä siitä tehdyt yleistykset

Murtovaaran luovuttavat valtaukset. Tutkimustyöselostus 080/4514,4523/JJV/03. Jarmo Vesanto Julkinen. Kauppa- ja teollisuusministeriö 2 kpl

Sakatin suuri nikkelimalmio ei ollut yllätys

Luku 5 POHJOIS- SUOMEN LIUSKEALUEET, KERROS- INTRUUSIOT JA GRANULIITTI- ALUE. Ahti Silvennoinen

On maamme köyhä ja siksi jää (kirjoitti Runeberg), miksi siis edes etsiä malmeja täältä? Kullan esiintymisestä meillä ja maailmalla

Kauppa- ja teollisuusministeriö 2 kpl

Selvitys Itä-Suomen kallioperään kohdistuvista jatkotutkimustarpeista

Montsoniittia. Vulkaniittia. Kiillegneissiä. Granodiorittia

Polvijärvi. Sotkuman. kupoli Jyrkkävaara

Luku 7 SVEKO- FENNISET LIUSKE- ALUEET. merestä peruskallioksi. Yrjö Kähkönen S V E K O F E N N I S E T L I U S K E A L U E E T

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (10) M 19/3714/-88/1/10 Sodankylä Riiminoja Heikki Pankka GEOKEMIALLISEN Cu-Ni-Co-ANOMALIAN TARKISTUS

GOLD FIELDS ARCTIC PLATINUM OY TUTKIMUSTÖSELOSTUS ROVANIEMEN KUNNASSA, NARKAUDEN VALTAUSALUEILLA VUOSINA SUORITETUISTA MALMINETSINTÄTÖISTÄ

PROTERO- TSOOISET OROGEENISET SYVÄKIVET. vuorijononmuodostuksen. hornankattila. Luku 8. Mikko Nironen

Jarmo Lahtinen Julkinen. OKME/Outokumpu 1 kpl

Kotalahden kaivoksen rikastushiekka-alueen ja Valkeisen järven välisen alueen suotovesien reittien kartoittaminen geofysikaalisilla menetelmillä

GEOKEMIALLISTEN NIKKELI-KROMIANOMALIOIDEN TUTKIMUKSET SATTASVAARAN KOMATIITTISTEN LAAVOJEN YHTEYDESSÄ SODANKYLÄSSÄ

Kopsan kultaesiintymä

Polar Mining Oy/Outokumpu 1 kpl

Tapio Halkoaho ja Matti Niskanen

Geologian pääsykoe Tehtävä 1. Nimi: Henkilötunnus

Viipurin pamaus! Suomalaisen supertulivuoren anatomiaa

Mak Geologian perusteet II

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMON KUNNASSA VALTAUSALUEELLA SARKANNIEMI 1 KAIV.REK. N:O 4532 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

HYRYNSALMI, Puistola 1 (kaivosrekisteri N :o 5657/1) ja Paatola 1 (kaivosrekisteri N :o 5619/1) nikkeliesiintyman mineraalivarantoarvio.

Kaksi toimivaa (Orivesi ja Jokisivu)

ETELÄ-SUOMEN JA VIRON PREKAMBRINEN KALLIOPERÄ

KAIVOSLAIN 195:N MUKAINEN TUTKIMUSNOSELOSTUS LAPIN LAANISSA SODANKY~N KUNNASSA ALLA LUETELLUILLA VALTAUSALUEILLA SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA:

KIVI- JA VIHER- RAKENNUSOPAS PYHÄJÄRVEN KIVIALAN KEHITTÄMISHANKE

Suomen maantiede 2. luento Suomen kallioperä ja maaperä. kehitysvaiheet merkitys alueellinen levinneisyys

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMON KUNNASSA VALTAUSALUEELLA OLLINSUO 1, KAIV.REK. N:O 3693 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

YKSIKKÖKUVAUSRAPORTTI ENONTEKIÖ, KÄSIVARSI

KULTATUTKIMUKSET TAMPEREEN LIUSKEJAKSOLLA KESÄLLÄ -85

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS N 19/3441/-88/1/10 PUOLANKA PUDASJÄRVI RISTIJÄRVI. Timo Heino KOSKEE 3434, 3531, 353'3

M 19/2723/-76/1/10 Koskee: Muonio H. Appelqvist GEOLOGISEN TUTKIMUSLAITOKSEN URAANITUTKIMUKSET KITTILÄSSÄ JA MUONIOSSA V.

KUUSAMON VITIKKOLAMMIN MALMITUTKIMUKSET VUOSINA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KEMINMAAN JA TERVOLAN KUNNISSA, YLI- PENIKOIDEN VALTAUSALUEILLA VUOSINA SUORITETUISTA MALMINETSINTÄTÖISTÄ

GeoSatakunta hanke

Geologian päivän retki Hanhikivelle

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA KUOLAJÄRVI 1, 2 JA 3, KAIVOSREKISTERI NROT 3082/1, 3331/1 ja 2 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

GEOLOGIA. Evon luonto-opas

MALMINETSINTÄLUVAN VUOSI- JA LOPPURAPORTOINTI

Kullan esiintyminen kuparikiisun yhteydessä Pahtavaaran kaivoksen Karoliina- ja Länsimalmeissa

AEROMAGNEETTISIIN HAVAINTOIHIN PERUSTUVAT RUHJEET JA SIIRROKSET KARTTALEHDEN 3612, ROVANIEMI ALUEELLA

TURUN YLIOPISTO GEOLOGIAN PÄÄSYKOE

Vuolukivi on yksi Suomen kallioperän aarteista

Juuka. Pahkalanvaaran louhos. Kuva 19. Juuan alueen kalliokiviaineskohde 11. Kuvaan on merkitty myös Pahkalanvaaran toimiva louhos.

Selvitys Suomen kallioperän U- pitoisuudesta Laura S. Lauri, Esa Pohjolainen ja Olli Äikäs

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Malmiosasto M 19 /3122/85/2 Koskee Luhanka Tammijärvi Markku Tiainen TAMMIJÄRVEN LIUSKEJAKSON RAKENTEESTA

MT-FIRE hankkeen alustavia tuloksia kuoren sähkönjohtavuudesta Kainuun liuskejakson ja Iisalmen lohkon alueella

Kauppa- ja teollisuusministeriö 2 kpl Polar Mining Oy / Outokumpu 1 kpl

Hydrotermisesti syntynyt

Sisällys1 uettelo. Ki1-ja1 lisuusvii tteet Liitteet. 3. Alueen geofysikaalinen kuvaus. 3.2 Geofysikaaliset kartat. 4. Tulkinnat. 1.

Mineraalipotentiaalin arviointi raportti Enontekiö Käsivarsi

Antti Peronius geologi, kullankaivaja

Väli-Suomen kallioperäkartoitus

OUTOKUMPU OY KAIVOSLAIN 19 5:N MUKAINEN TUTKIMUSTYÖSELOSTUS 0 K MALMINETSINTA. Haapajärvi, Kopsa. "Kopsa" Mittakaava 1 :

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS RANUAN JA ROVANIEMEN KUNNISSA, SAARIAAVAN - KILVENJÄRVEN VALTAUSALUEILLA VUOSINA SUORITETUISTA MALMINETSINTÄTÖISTÄ

Kuva:H.Kutvonen, Junalla Tallinnaan, utopiaa, unelmia vai mahdollisuuksia? Kiviainekset kiertotaloudessa seminaari

NEED-HANKEALUEEN GEOLOGIAA

OUTOKUMPU OY 020/4241 b7 A, n, C, D/MTY/I~~~

Tutkimustyöselostus Kuhmo Siivikkovaara (8055/3), Niemenkylä (8055/4)

Archaean geodynamics. Jeroen van Hunen Durham University, UK. Thanks to: Jon Davidson Taras Gerya Arie van den Berg

Dnro 269/301/2008. Maa- ja metsätalousministeriö Kala- ja riistaosasto PL VALTIONEUVOSTO

LOUNAIS-SUOMEN MALMIVII'ITEIDEN JAO'ITELU MALMITYYPPEIHIN

Nurmeksen kartta-alueen kallioperä Summary: Pre-Quaternary rocks of the Nurmes map-sheet area

Itä-Lapin mineraalipotentiaalikartoituksen karttaprojektin työvaiheet ja DigiKP:n päivitys

Keski-Lapin liuskevyöhykkeen geologinen kehitys Sodankylän liuskealueella Jorma Räsänen

Kemin, Karungin, Simon ja Runkauksen kartta-alueiden kalliopera

GTK GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS. Väli-Suomen aluetoimisto Kari Pääkkönen, aluejohtaja Dnro K 142/43/01

Ontojoen, Hiisijarven ja Kuhmon kartta-alueiden kalliopera

Kansannäytteiden hyödyntäminen Itä- Suomen kriittiset mineraalit-hankkeessa

Kuetsjärven vulkaanisen muodostuman vulkanologia ja geokemia Petsamon vihreäkivivyöhykkeellä

5 OKMULM Rovaniemi. Lapin MalmiIE Korvuo. Jakelu Kau- ja teollisuusministeriö

Päivämäärä 1 Dnro Toimeksiantaja

Halkoaho Tapio ja Niskanen Matti

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS ENONTEKIÖN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA PAL- KISKURU 1, KAIV.REK. N: SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA VUOSI- NA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/3231/-84/x /10 Juva Rantala Hannu Makkonen

Nurmeksessa on kalliokiviaineksen ottoa ampumaradan pohjoispuolella sekä Nurmeksen ja Lieksan välisen tien läheisyydessä.

Toimipaikat ja tulosyksiköt

Dnro 269/301/2008. Maa- ja metsätalousministeriö Kala- ja riistaosasto PL VALTIONEUVOSTO

Suurpetojen lukumäärä ja lisääntyminen vuonna 2001

HOPEAA KAINUUN KORVESTA

Kerrosintruusioiden sivukivien osittainen sulaminen Suomen Akatemian rahoittama viisivuotinen projekti käyntiin Helsingin yliopistolla

Transkriptio:

Johdatus Suomen kallioperägeologiaan ja malmigeologiaan / Introduction to bedrock geology of Finland and ore geology Kari Strand, prof. Kaivannaisalan tiedekunta / Oulu Mining School (huone/room PR 242) Thule-instituutti / Thule Institute (huone/room IT 231) 771115P 5 op. 24 h luentoja Kirjallinen kuulustelu Osa 2

Sisältö Kronostratigrafian ja litostratigrafian käsitteistö. Suomen arkeeinen ja proterotsoinen kallioperä sekä nuoremmat kallioperäyksiköt. Maankamaran raaka-ainevarat, malmien jaottelu ja yleiset syntyprosessit, malminetsintämenetelmät. Halla et al. (2009) Precambrian Research,174, 155 162 2

Suomen kallioperä Arkeeinen aika eli 2500 miljoonaa vuotta vanhemmat tapahtumat Karjalaiset muodostumat eli vanhan mantereen päälle kerrostuneet paleoproterotsooiset sedimentit ja vulkaniitit Svekofenniset kivilajit eli Etelä- ja Keski- Suomen synty paleoproterotsooisena aikana Rapakivet eli Suomen nuorimmat laajaalaiset syväkivi-intruusiot Rapakiviä nuoremmat tapahtumat eli viimeiset 1500 miljoonaa vuotta Neoproterotsooiset ja nuoremmat sedimenttikivet Nuoremmat alkalikivet ja impaktiitit 3

Fennoskandian kallioperän pääosat 4

5 Lisää tarvittaessa alatunnisteteksti

Suomen arkeeinen ja proterotsoinen kallioperä sekä nuoremmat kallioperäyksiköt Geologian tutkimuskeskuksen hakupalvelu saumattomaan kallioperäkarttaan (DigiKP200, 1:200 000 kallioperäkartta) ja geologisiin yksiköihin sekä niihin liittyviin sähköisiin julkaisuihin. http://gtkdata.gtk.fi/kalliopera/index.html 6

Arkeeinen geologinen kehitys ja kallioperä Arkeeinen aika eli 2500 miljoonaa vuotta vanhemmat tapahtumat Nykytietämyksen mukaan maapallon ikä on 4 570 miljoonaa vuotta ja vanhimmat kivet noin 4 000 miljoonaa vuotta Maapallon arkeeisilla alueilla ovat luonteenomaisia vulkaanisista ja sedimenttikivistä muodostuneet vihreäkivialueet Itä-Suomen arkeeisen mantereen muodostuminen alkoi jo 3 500 miljoonaa vuotta sitten. Granitoidit ovat noin 2 700 miljoonaa vuotta vanhoja granodioriitteja ja gneissimäisiä tonaliitteja 7

Maapallon arkeeiset alueet (Condien, 1981 mukaan) 8

Suomen arkeeinen kallioperä osa Fennoskandian kilven arkeeista ydintä Maapallolla oli voimakas vulkanismin kausi 2 800 miljoonaa vuotta sitten, jolloin myös pääosa Suomen arkeeisten alueiden vihreäkivistä syntyivät. Tämä kehitysvaihe on hyvin näkyvissä esimerkiksi Kuhmon kallioperässä. Suomussalmella on myös löydetty jäänteitä 3 000 miljoonan vuoden ikäisistä vulkaniiteista. Gaál ja Gorbatschev (1987) jakoivat Fennoskandian arkeeisen alueen Kuolan, Belomorian (eli Vienanmeren) ja Karjalan provinsseihin 9

Fennoskandian kilven arkeeinen ydinalue ja sen jakautuminen eri provinsseihin KoP = Kuolan provinssi BeP = Belomorian provinssi KaP = Karjalan provinssi To = Tojottomanselkä Va = Varpaisjärvi Tu =Tulos Pa = Palaya Lamba 10

e Nd (T) < -5.6 in granitoids Suomen-puoleinen osa koostuu suurimmaksi osaksi laajoista migmatiittigranitoidialueista, jotka ovat syntyneet n. 3 100-2 650 milj. vuotta sitten. Niiden sisällä tavataan pieniä, vulkaanista alkuperää olevia vihreäkivivyöhykkeitä ja sedimentogeenista alkuperää olevia kiilleliuskeparagneissialueita. 11 e Nd (T) > -1.1 in granitoids Vanhimpien osien ikä on n. 3 000-2 800 milj. vuotta. Valtaosa kerrostui n. 2 800-2 700 milj. vuotta sitten. Kartta: Melezhik & Hanski (2012)

Frequency distribution after discrimination of data according to rock type There is considerable overlap between the various rock types, although there is a weak tendency for rocks of granitic composition to extend to younger ages, and conversely, tonalites to record older ages. 12

Ikkuna 3 miljardin vuoden taakse Karjala provinssi edustaa keskiasteisesti metamorfoitunutta, tyypillistä arkeeista granitoidi-vihreäkivialuetta. Geologit ovat pitkään kiistelleet siitä, toimiko laattatektoniikka jo arkeeisella ajalla. Kanadassa, missä arkeeiset vihreäkivialueet ovat säilyneet kokonaisuuksina paremmin kuin Fennoskandian kilvellä, ovat yhä useammat geologit päätyneet laattatektoniseen tulkintaan. Arkeeisen ajan loppuun mennessä maapallon vaippa ja kuori kehittyivät lähes nykyiseen asuunsa, mantereet ja meret syntyivät ja elämä sai alkeelliset muotonsa. 13

Toistaiseksi ainoat todisteet varhaisimmasta maankuoresta ovat Länsi-Australian arkeeisen Yilgarn-blokin sedimenttikivistä löydetyt noin 4 300 ja 4 200 miljoonan vuoden ikäiset zirkonikiteet. Vanhimmat kiven kiteytymisikää edustavat isotooppi-iät on määritetty Kanadan Slave-provinssin ortogneissistä (3 960 miljoonaa vuotta) Maan vaipan granaattiamfiboliittien osittain sulaessa syntyä suuria määriä arkeeisille kilpialueille tunnusomaisia alumiinista rikkaita tonaliitteja. Vaipan pluumin kuumimmista keskiosista saivat alkunsa vihreäkivivyöhykkeiden komatiitit. Saarikaaret ja ofioliitit, esiintyvät arkeeisessa kallioperässä usein vielä heikosti kehittyneinä ja vaikeasti tunnistettavina jäänteinä. Mahdolliset kuorilohkot nähtävissä myös meidän kallioperässä. 14

Taka-Lapin arkeeinen kallioperä Sevettijärven ja Opukasjärven vihreäkivivyöhykkeet (ns. Opukasjärviryhmä) ovat kerrostuneet vanhimman arkeeisen gneissi-yksikön päälle ja ovat siten todennäköisesti varhaisproterotsooisia iältään. Länsipuolelta gneissit voidaan rinnastaa Belomorian provinssin arkeeisiin gneisseihin ja migmatiitteihin. 15

Itä-Suomen arkeeinen kallioperä Suomussalmi, Kuhmo and Tipasjärvi greenstone belts Gabbro sill 2823±6 Ma (cuts komatiites) Komatiites >2.82 Ga Papunen et al. (2009) Geol. Surv. Finland Bull. 403 16

Tipasjärvi Greenstone Belt 5 km Vihreäkivivyöhykkeen ydinalueella tavataan myös intermediäärisiä ja happamia vulkaniitteja sekä vulkanoklastisia kiviä, jotka ovat kerrostuneet ultraemäksisiä ja emäksisiä vulkaniitteja matalampaan veteen, osa jopa kuivalle maalle. Ne lienevät jäänteitä osin merenpinnan yläpuolelle syntyneistä, nyt lähes täysin kuluneista intermediäärisistä ja happamista keilatulivuorista. Nurmes paragneiss complex 17

Spinifex textures in komatiitic lavas A zone B zone Olivine spinifex 18

Teorioita komatiiteista Tunnusomaisia arkeeisille vihreäkivivyöhykkeille Komatiittiset laavat sisältävät korkean magnesium-pitoisuuden (jopa 33 % MgO) Juoksevia laajoja ja olivat kuumia (jopa 1600 o C) Sulatettu manttelin materiaalia syvällä maan kuoren alla vaipassa. Tälläisten laajojen on ajateltu syntyneen vain arkeeisena aikana, mutta vastaavia proterotsooisia ja nuorempiakin laavoja esiintyy. Sulamiseen on liitetty yhteyksiä subduktiotapahtumiin, mutta on esitetty myös, että vihreäkivijaksot edustaisivat maankuoren kohonneita manteli-plumeja tai niiden kappaleita. 19

Kiihtelysvaaran ja Ilomantsin arkeeiset vihreäkivivyöhykkeet 1 Keskijärvi, 2 Kuusijärvi, 3 Sonkaja. Ilomantsin vihreäkivivyöhykettä ympäröivät syväkivet: Kag = Kartitsan graniitti Kot = Korpivaaran tonaliitti, Ktg = Koiteren granodioriitti Kut = Kuittilan tonaliitti, Nag = Naarvan leukograniitti Pog = Pogostan granodioriitti Sig = Silvevaaran granodioriitti Tat = Tasanvaaran tonaliitti Vig = Viluvaaran granodioriitti. 20

Harmaat gneissikompleksit Koostumukseltaan tonaliitteja, trondjemiitteja, granodioriitteja ja osa graniitteja. Ovat syväkiviä ja nyt raitaisia gneissejä jopa migmatiitteja. Arkeeiset TTG-granitoidit olisivat jonkinlaiseen subduktioon (loivaasentoiseen) liittyviä. Mahdollisesti muodostivat ensimmäisen supermantereen. 21

Precambrian tectonic regimes may have ranged from normal subduction similar to Phanerozoic Earth (top panel), to a modified form involving shallow subduction of thickened, more buoyant, oceanic lithosphere (middle panel), to a setting dominated by mantle plumes (bottom panel). On modern Earth, both plate- and plumerelated mechanisms operate, and it is likely that a similar relationship existed on early Earth. In three dimensions, plate tectonic boundaries for linear belts are tied to, and influence, asthenospheric convection, whereas in plume settings, the lithosphere moves over generally fixed zones of asthenospheric upwelling (Cawood, et al., 2006. Precambrian plate tectonics: Criteria and evidence. GSA Today: v. 16, no. 7, 4-11) 22

Paragneissikompleksit Olivat suprakrustisia muodostumia lähtökohdaltaan. Metapeliittejä ja gneissejä Meta-areniitteja ja kvartsiittejakin sekä metakonglomeraatteja 23

Arkeeisten alueiden taloudellinen merkitys Useimmat arkeeisista alueista ovat myös taloudellisesti tärkeitä, sillä ne ovat merkittäviä kullan, nikkelin, sinkin, lyijyn, kuparin ja timanttien tuottajia. Itä-Suomen arkeeista granitoidialuetta pidetään mineraalivaroiltaan köyhänä. Kuitenkin Suomussalmen Aittojärvellä ja Lieksan Mätäsvaarassa heikkousvyöhykkeessä oleviin nuorempiin granitoideihin ja metasomaattisesti muuttuneisiin vanhempiin migmatiitteihin liittyy taloudellisesti merkityksellisiä molybdeeniesiintymiä. 24

Arkeeisten alueiden taloudellinen merkitys Granitoideissa olevat pienetkin vihreäkivivyöhykkeen osat voivat sisältää taloudellisia nikkeli-kupariesiintymiä. Lisäksi viime vuosina arkeeiset granitoidialueet ovat olleet timantteja sisältävien kimberliittipiippujen aktiivista etsintäaluetta. Suomussalmen vihreäkivivyöhykkeen komatiitteihin (tai tholeiitteihin) liittyvät Kiannanniemen pienet Hietaharjun ja Peuraahon nikkeliesiintymät. Vihreäkivivyöhykkeeltä paikannetut kultaesiintymät sijoittuvat taas suurten siirros/ruhjevyöhykkeiden sisään tai niiden välittömään läheisyyteen. Saarikylän alueella komatiittisten oliviinikumulaattien vuolukiviksi muuttuneita osia louhitaan uunien raaka-aineeksi. 25

Simplified komatiitic extrusive flow field, intrusive magmatic environments, and associated Ni-Cu-PGE deposits and principal factors for their genesis. Modified after Fiorentini et al. (2012) in Jukka Konnunaho s PhD thesis (2016) 26

Arkeeisten alueiden taloudellinen merkitys Kuhmon vihreäkivivyöhykkeellä malminetsintämielessä mielenkiintoiset Arolan ja Sika-ahon nikkeliesiintymät liittyvät tavalla tai toisella komatiittiseen vulkanismiin. Kuhmon vihreäkivivyöhykkeen sisällä olevat kultaesiintymät ovat rakenteiden kontrolloimia ja sijaitsevat suurten siirros- ja hiertosaumojen sisällä tai niiden välittömässä läheisyydessä. Tipasjärven vihreäkivivyöhykkeen alimpiin, hydrotermisesti voimakkaasti muuttuneisiin happamiin pyroklastisiin kiviin liittyy Taivaljärven hopea-lyijysinkkiesiintymä (Sotkamo Silver). Synty nivoutuu n. 2 790 miljoonaa vuotta vanhaa hapanta räjähdyspurkausta seuranneeseen hydrotermiseen vaiheeseen. 27

Arkeeisten alueiden taloudellinen merkitys Nunnanlahden vihreäkivivyöhykkeen vuolukiviä on louhittu uunien raakaaineeksi jo yli sadan vuoden ajan. Nykyisin alueella toimivat Tulikivi Oy ja Nunnanlahden Uuni Oy hyödyntävät pääasiassa n. 1 km:n pituista Kärenvaaran vuolukiviesiintymää. Aiemmin Ilomantsin vihreäkivivyöhykettä pidettiin kiinnostavana ainoastaan rautamuodostumiensa takia, mutta louhintaa ajatellen niiden koko ja rautapitoisuus ovat osoittautuneet liian pieniksi. Huhuksen kylän länsipuolelta kiilleliuskeesta on paikannettu pieni lyijyesiintymä. Viimeisen viidentoista vuoden aikana Hatun liuskejaksolta on paikannettu useita kulta-aiheita. Niistä huomattavin on Pampalon kultaesiintymä. 28

Paleoproterotsooisen kallioperämme kehitys: magmatismi, vulkanismi, sedimentaatio ja tektonismi Arkeeisen kuoren repeämä, repeämäaltaiden ja passiivisen mannerreuna kehittyminen Huomattava osa Suomen paleoproterotsooisesta kallioperästä koostuu vulkaanisten ja sedimenttisyntyisten kivien muodostamista jaksoista (engl. = belts). Lapin vihreäkivivyöhykkeen koillispuolella on kaarenmuotoinen granuliittivyöhyke, joka tektonisten liikuntojen vaikutuksesta on työntynyt syvältä maankuoren alaosista nykyiselle tasolleen Pohjois-Suomen paleoproterotsooiselle kallioperälle tyypillinen piirre on emäksiset kerrosintruusiot, jotka ovat kiteytyneet tektonisesti rauhallisissa oloissa Maan vaipasta lähteneistä kivisulista Pohjois-Suomessa on lisäksi mm. Keski- Lapin graniitit, jotka ulottuvat laajana alueena Ruotsin rajalta miltei Venäjän rajalle saakka. 29

30 Paleoproterozoic rocks Karelian supracrustal belts (2.5-1.9 Ga) Kerrosintruusiot Repeämäaltaiden vulkaniset kivet Repeämäaltaiden sedimenttikivet Platformi- ja puoligraben-altaiden sedimenttikivet Passiivisen mannerreunan matalan meren ja syvänmeren altaiden sedimenttikivet Ofioliitit ja niihin liittyvät vulkaaniset ja sedimenttiset kivet 1 900 miljoonaa vuotta sitten joutuivat svekofennisen vuorijononpoimutuksen kohteeksi Melezhik & Hanski (2012)

Kerrosintruusiot Pohjois-Suomen noin 2 440 miljoonaa vuotta vanhat kerrosintruusiot ovat tärkeä geologinen kokonaisuus mm. malminetsinnän kannalta. Maan vaipasta peräisin oleva kivisula tunkeutui rakoja myöten ylöspäin ja levittäytyi arkeeisen gneissipohjan ja sen päällä diskordantisti olleiden kerrostumien kontaktipintaan. Pohjois-Suomen suurimpia kerrosintruusioita nykyisessä maanpintaleikkauksessa ovat Kuusamon Näränkävaaran, Taivalkosken-Posion (Koillismaan), Kemin, Penikkain, Savukosken Akanvaaran ja Koitelaisen intruusiot. 31

Kerrosintruusiot 32 Iljina & Hanski (2005)

Kerrosintruusiot Kerrosrakenne on syntynyt kiteytymisen aikana, kun ensin kiteytyneet, raskaat mineraalit painuivat sulasäiliön pohjalle kumulaateiksi. Näin intruusioihin muodostui ultramafinen alaosa ja sen päälle gabrokoostumuksinen intruusion pääosa. Kiteytyvässä magmasäiliössä tapahtuneiden olosuhdemuutosten aiheuttamana kerrosintruusioihin syntyi myös pienipiirteisempää kerroksellisuutta. Valtavien sulan kiviaineksen massojen purkautuminen lähelle maanpintaa liittyi kiinteästi arkeeisen kratonin repämiskehitykseen. Noin 2 100 2 050 miljoonaa vuotta sitten syntyi myös Keivitsan intruusio, joka on myös luonteeltaan selvästi kerrosintruusio. 33

Locations of early Palaeoproterozoic mafic-ultramafic intrusions 34

The Koillismaa-Näränkävaara Complex 35

Cross section of the original sheet-like Koillismaa Intrusion with current erosion levels of the blocks and two possible scenarios explaining the present intrusion structure: tensional (A) and compressional (B). Modified from Alapieti & Lahtinen (1984) and Karinen (1998). Abbreviations: LS = Layered Series, MS = Marginal Series. 36

Schematic diagram showing structural evolution of the Koillismaa Complex (modified from Karinen 1998, Iljina et al. 2001 and Karinen & Salmirinne 2001) 37

Koitelaisen kerrosintruusion kerrosrakenne Mutasta (1989 ja 1997) mukaellen 38

Kallioperämme paleoproterotsooiset sedimenttikivet ja vulkaniitit Muinaisen kallioperämme syntyyn liittyy muinaisten mannerlaattojen repeämisiä ja toisiinsa törmäämisiä. Repeämisiin liittyi karkeiden sedimenttien kerrostumista ja vulkanismia ja myöhemmin hiekkoja ja savia kerrostui vajoaviin mannerreunoihin. Kainuun kallioperän sedimenttikerrostumia tutkimalla on tuotettu paleogeografiset ja tektoniset mallit koko Fennoscandian kilven kehityksestä aikavälillä 2400-1900 miljoonaa vuotta. Tällä hetkellä käydään keskustelua mm. kerrostumien globaalisista rinnastuksista maapallon eri kilpialueiden kesken. Taloudellisen geologian alalla uudet mallit soveltuvat mineraalivarojen etsinnän suunnitteluun ja kohdentamiseen. 39

Kallioperämme repeytynyt arkeeinen mannerreuna ja sen paleoproterotsooiset kerrostumat nähtävissä erityisen hyvin Pohjois- Karjalassa, Kainuussa ja Kuusamossa Arkeeinen manner repeää noin 2400 milj. vuotta sitten ja mm. Kainuun allas syntyy Muinaisia laavoja Kurkikylässä, soraa ja hiekkoja kerrostui Siikavaarassa ja Paljakkavaarassa jokiin ja matalaan merenpohjaan Allaskehitys 2400-2100 miljoonaa vuotta sitten oli seuraavanlainen: 1) repeämä, 2) puoligrabenit ja 3) erkaantuva mannerreuna 40

Karjalaisten vyöhykkeiden eli (liuske)jaksojen esiintyminen Pohjois-Karjalan ja Kainuun jaksojen itäiset, suhteellisen autoktoniset eli yhä edelleen kerrostumisalustassaan kiinni olevat muodostumat. Mainittujen jaksojen keskiosien alloktoniset eli paikaltaan siirtyneet ylityöntölaatat ja hiertokiilat. Samojen alueiden läntiset muodostumat, joista osa on kiinni autoktonisesti Iisalmen lohkossa, mutta ovat Kainuun jakson läntisessä pohjoisosassa Oulujärven hiertovyöhykkeen deformoimia. Pohjois-Savon - Pohjois-Pohjanmaan alueiden peliitti-valtaiset muodostumat, joista alimmat, Iisalmen lohkon länsiosaa reunustavat, ovat ainakin osittain vielä kiinni alustassaan, mutta pääosa on voimakkaasti poimuttunutta ja ylityöntynyt Iisalmen ja Pudasjärven lohkoja vasten. 41

Geologinen kartta Suomen keskiosasta 42

Karjalaisten muodostumien kerrosjärjestykset kivilajisisältöineen 43

Kainuun alueen geologia 44

Early Paleoproterozoic rift volcanism related to the breakup of the Kenorland supercontinent 45 Strand & Köykkä, 2012. Precambrian Research 214 215, 95 105, doi:10.1016/j.precamres.2012.02.011

Glaciomarine sedimentation in rift-basin / Repeämäaltaan glaciomarininen sedimentaatio 46 Strand, 2012. Marine and Petroleum Geology 33, 69-79 doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2012.01.011

Typical lithofacies in the glacigenic Honkala Formation 47

Soraa ja hiekkoja kerrostui Siikavaarassa ja Paljakkavaarassa jokiin ja matalaan merenpohjaan erivaiheissa noin 2250-2100 milj. vuotta sitten Kainuun allas säilönyt ainutlaatuisen stratigrafisen kehityksen maailmassa Tutkimuksessa sovelletaan fasiesanalyysin ja sekvenssistratigrafian menetelmiä Strand, 2012. Marine and Petroleum Geology 33, 117-126 doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2011.10.004 48

Sequence stratigraphy of the Karelian formations (2.4-2.0 Ga) 49

50

The Kainuu and adjacent basins Ocean floor Intraplate stress Kuusamo basin Kainuu basin Fennoscandian Craton Marginal high North Karelia basin 200 km Future crustal separation W Kainuu basin Kuusamo basin E Sea level upper crust lower crust 5 km 51 20 km

Yhteenveto karjalaisten muodostumien kehityksestä kronostratigrafi nen katsaus 52

Simplified geological map of North Karelia and eastern Savo Lower Kaleva: -black shales, banded iron-formations, and turbiditic arenites and graywackes - deposited unconformably on older Karelian rocks or the Archean basement - detrital zircon: only Archean Upper Kaleva: - monotonous basinal turbidites - deposited after the formation of the ~1.95 Ga Jormua and Outokumpu ophiolites. - allochthonous, thrust to the east atop older Karelian or Archean basement rocks -detrital zircon: 25% Archean; 92% of Paleoproterozoic grains plot between 1.92 and 2.05 Ga (Lahtinen et al., 2010). 53

Central Lapland greenstone belt 54

Geological map of the Kittilä area (the Kittilä Group 2015 Ma) 55

Stratigraphy and main igneous events of the Central Lapland Greenstone Belt. 56 Source: Compiled after Hanski et al. (2001) and Bedrock of Finland DigiKP (October 15, 2013).

Karjala superryhmän sedimentien ja vulkaniittien pääpiirteitä Noin 2 250 2 200 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut ilmakehän happimäärän lisääntyminen aiheutti raudan hapettumisen ja punasävyisten, hematiittipitoisten kerrostumien syntymisen. Sedimenttikerrostumien välissä on myös hyvin laajalle levinnyt laakiobasalttityyppinen vulkaaninen muodostuma, joka on merkki laajasta, tasaisesta kratonista. Hautavajoamavaihe oli siis tuolloin päättynyt näillä alueilla. Pohjois-Pohjanmaan ja Perä-Pohjan liuskealueilla ja Kuusamossa kerrossarja jatkuu kvartsiitti-dolomiittimustaliuskekerrostumaan, jota on kauan käytetty johtohorisonttina. Tässä vaiheessa tapahtui myös mafista vulkaanista toimintaa, mikä Pohjois- Suomessa tuotti pääasiassa tuffi- ja tuffiittikerrostumia. 57

The Palaeoproterozoic Kalix Greenstone Belt, at the northern end of the Bothnian Bay in Sweden (Wanke & Melezhik, 2005. Precambrian Research 140, 1-35.) 58

Ofioliitit Jormuan ofioliittikompleksi 59 Peltonen (2005)

Granuliittialue Kaarenmuotoinen, itärajalta Nellimön - Korvatunturin väliltä luoteeseen Karigasniemen seudulle ja sieltä Norjaan kulkeva granuliittivyöhyke on erikoinen kivilajiyksikkö Pohjois-Suomessa. Lounaiskontakti on koilliseen kaatuva loiva ylityöntöpinta, jota pitkin granuliittikompleksi on aikoinaan työntynyt lounaaseen. Pääosa granuliiteista syntyi alunperin kvartsista rikkaina sedimentteinä. Pyrokseenipitoiset osat olivat erilaisia vulkaanisia kiviä. Granuliittialueen kivilajeista tehdyt viimeisimmät iänmääritykset viittaavat siihen, että alueen magmasyntyiset kivet ovat 1930 1910 miljoonaa vuotta vanhoja ja että alueen sedimenttisyntyisten kivien aineksen lähteen ikä on keskimäärin 2000 miljoonaa vuotta. Vuorijononmuodostustapahtuma, joka synnytti granuliittikaaren, oli näin ilmeisesti hyvin nopea. Noin 1900 miljoonaa vuotta sitten granuliitit joutuivat uuteen, alemman asteen metamorfoosiin saaden nykyisen asunsa. 60

Koillisen Suomen Paleoproterotsoiset maafiset juonikivet 61 Vuollo & Huhma (2005)

Age determinations of Paleoproteozoic magmatism Hanski & Melezhik (2012) Global magmatic shut- or slow-down at c. 2.45 2.2 Ga (Condie, 2009) 62