M 19/3741/-76/1/10 Sodankylä, Koitelainen T. Mutanen 1976-01-20 KOITELAISEN MALMITUTKIMUKSET 1975
Sisällysluettelo sivu Tiivistelmä 1 Malmipiiput 5 Vanadiinihorisontit 11 Bonanzan Cu-aihe 17 Bonanzan V-aihe 19 Vermikuliittiaihe 20 Malmikoiratutkimukset ja geobotaaniset tutkimukset 24 Pedogeokemialliset tutkimukset 25 Geofysikaaliset tutkimukset 28 Ikäykset 30 Petrologiset ja rakennegeologiset tutkimukset 31 Ehdotettuja toimenpiteitä 42 Liiteluettelo 45
Tässä väliraportissa esitetään tutkimuksissa saavutettu tilanne vuoden 1975 lopussa. Päähuomio keskitetään seikkoihin, joilla on merkitystä suunniteltaessa ja ohjattaessa vuoden 1976 kevättalven ja kesän kenttätutkimuksia ja kairausta. Ennen kaikkea pyritään antamaan geologinen tausta yksittäisten malmikohteiden ja laajempien alueiden geofysikaaliselle ja geokemialliselle tulkinnalle. Tekstissä mainittujen näytteiden sijainti on esitetty kivilajikartassa (liite 2). Edellisen raportin (M 19/3741/74/2/10) valmistumisen jälkeen ovat tutkimukset edistyneet seuraavasti (vrt. tutkimussuunnitelma, em. raportti s. 13-14): 1) Malmipiiput. Tunturialueella jatkettiin ns. Lakijängän piippuryhmän (kl 3741; x = 7526.0, y = 509.0) tutkimusta. Magneettista detaljimittausta laajennettiin, yhteen piippuun kaivettiin koemonttu, ja näytteitä otettiin jalometallianalyyseja ja ikäyksiä varten. Kohde on sidottu linjalla Kaitaselän- Kustruotomanaavan mittausalueisiin ja itse kohteeseen on tehty linjaruudukko. Piippujen platinametallien mineralogiaa selvitettiin malmimikroskooppisin ja mikroanalyyttisin keinoin. Matalalentomagneettisissa mittauksissa esiin tulleen ns. Liesin piipun (kl 3714 12, x = 7519.60, y = 495.90) yli on maastossa mitattu neljä tutkimusprofiilia. Anomalialle on esitetty alustava mallitulkinta. Kesällä 1975 löysi K. Puustinen piipun päältä magnetiittirikkaan hornblendiittilohkareen. Olen jatkanut kontraktiopiippujen muodostumismekanismin teoreettisia tutkimuksia, jotka ovat antaneet mielenkiintoisia tuloksia.
2 2) Vanadiinihorisontit. Kevättalvella 1975 haettiin moottorikelkalla maastosta edellisenä kesänä kerätyt magnetiittipirotteiset rakkanäytteet. Näistä tehtiin VTT:llä rikastustutkimuksia. Eri magnetiittihorisonttien V-pitoisuuksien ja V:n jakautumisen tutkimuksia jatkettiin mikroanalysaattorilla. Risto Puranen tutki remanenttia magnetoitumista kahdesta magnetiittipitoisesta gabrosta. 3) Bonanzan Cu-aihe. Kesällä 1975 kairattiin Bonanzan Cu-juoneen yhdessä profiilissa kolme reikää, jotka on raportoitu, analysoitu ja tutkittu mikroskooppisesti. 4) Bonanzan vanadiiniaihe. R303 lävisti n. 3 m:n matkalla V-rikasta magnetiittipitoista sarvivälkegabroa. 5) Vermikuliittiaihe. Bonanzan kairansydänaineiston mikroskooppitutkimuksissa todettiin, että metagabroon liittyy vermikuliittirikkaita osueita. Alustava mikroskooppitutkimus, paisutustutkimus ja kirjallisuustutkimus on tehty. 6) Malmikoiratutkimukset ja geobotaaniset tutkimukset. Kolmen malmikoiran avulla haki koiraryhmä lohkareita Kaitaselässä, erityisesti Bonanzan ympäristössä ja oletetuilla malmijuonen jatkeilla, lisäksi Koitelaisen tunturialueella ja sen itäpuolella. Bonanzan alueella tehtiin havaintoja Cu-indikaattoriksi epäillystä Lycopodium-lajista ja otettiin sen kasvupaikoilta maanäytteitä analyyseja varten. 7) Pedogeokemialliset tutkimukset. Geokemian ryhmä otti talvella 1975 näytteitä Kaitaselän länsi- ja keskiosissa sekä Kustruotomanaavan ja Viuvaloaavan välisellä alueella. Analyysit olivat käytettävissä ennen kenttäkauden alkua, ja niiden avulla suunniteltiin ohjelma malmikoiria varten.
3 Kesällä 1975 teki geokemian ryhmä tihennyksiä todetuilla anomalioilla Bonanzan ja Länsi-Bonanzan alueilla. 8) Geofysikaaliset tutkimukset. Em. alueilla suoritti geofysiikan ryhmä kevättalvella 1975 magneettisia ja sähkömagneettisia mittauksia. Niilo Puranen jatkoi alkukesällä 1975 edellisenä syksynä aloittamiaan SP-mittauksia ja vasaraseismisiä luotauksia Bonanzan ja Koitelaisenvosien alueella. Kesällä 1975 suoritti geofysiikan ryhmä Bonanzan Länsi-Bonanzan alueella Turam-mittauksen. Syksyllä 1975 geofysiikan ryhmä mittasi magneettisia profiileja tiheällä pistevälillä V-horisonttien poikki. Nämä tulokset olivat käytettävissä syystalvella 1975. Geofysiikan osasto teki talvella 1975 gravimetrisen hajapistemittauksen koko intrusiivin alueella; Bouguer-anomaliakartta on valmistunut. 9) Ikäykset. Geologisen tutkimuslaitoksen geokronologisessa laboratoriossa on tehty zirkoni-ikiä kahdesta hornblendiittipegmatoidinäytteestä Lakijängän alueelta ja yhdestä granofyyrinäytteestä Kaitaselästä. 10) Petrologiset ja rakennegeologiset tutkimukset. Intrusiivin kryptisen kerroksellisuuden ja faasikerroksellisuuden tutkimusta ja tähän liittyen intrusiivin rakenteen selvittelyä jatkettiin. Bonanzan alueella ruvettiin selvittämään metagabrojuonen asemaa, granofyyrin ja emäksisen kerroksellisen sukkession keskinäistä suhdetta sekä kivilajien petrografiaa ja litogeokemiaa. Kairanrei'istä tehtiin aureolitutkimusta.
4 Sivukivissä tärkeimpiä tutkimuskohteita olivat ultramafiset komatiittiset kivet ja Al-rikkaat liuskeet. Kesällä 1975 keräsin komatiitti-liuskesarjasta Peurasuvannon alueelta näytteitä silikaattianalyyseja varten. Komatiittitutkimusta pohjustettiin edelleen kirjallisuustutkimuksin. Parageneettisin tutkimuksin selviteltiin Al-rikkaiden liuskeiden metamorfoosia ja yritettiin laatia isogradikarttoja. Oksidi-isogradeista toivotaan apua magneettisten karttojen tulkintaan. Mineralogisissa määrityksissä käytettiin apuna X-diffraktiota (P. Kallio) ja mikroanalytiikkaa (T. Paasivirta). Al-rikkaiden liuskeiden synnyn selvittämiseksi tehtiin hivenmäärityksiä (Hoffrén). Kenttäkauden aikana kartoitin Kaitaselän - Keikkuma-aavansaaren alueella gabroja ja granofyyreja, Bonanzan sataman - Palsokan - Rovakummun - Rovapään - Rovapäänselän alueella gabrosatelliitteja ja Al-rikkaita liuskeita. Kesäapulainen Jorma Isomaa kartoitti intrusiivin SW-osia. 11) Bonanzan tukikohta. Talvella 1975 on tehty autoilla ajettava talvitie 4- tieltä Viuvalojoen suuhun, johon perustettiin "työmaavarikko". Kevättalvella perustettiin Bonanzaan pitemmän tähtäyksen tarvetta varten kylä. Tutkimukset ovat edenneet pääosin etukäteen määriteltyyn suuntaan. Bonanzan vermikuliittiaihe muodostaa uuden kohteen jatkotutkimuksille. Tietämys alueen tektoniikasta, petrologiasta ja yleisgeologiasta on huomattavasti karttunut. Geokronologinen tietämys on ratkaisevasti parempi kuin vuosi sitten. Kryptisen kerroksellisuuden mikroanalyyttisessa tutkimuksessa, litogeokemiallisessa tutkimuksessa ja (omalta osaltani) kallioperäkartoituksessa ei olla edistytty aiotulla tavalla.
5 Malmipiiput Toistaiseksi Koitelaisen gabron juonimaisista ja piippumaisista pegmatoideista tunnetaan V-pitoisia magnetiitti-ilmeniittimalmiaiheita. Tunturialueella näihin liittyy anomaalisia platinametallipitoisuuksia ja heikkoa Cumineralisaatiota. Analogiavertailujen perusteella (Bushveld) on mahdollisuuksia Ni-Cu(-Pt)-piippujen ja vermikuliittipiippujen esiintymiselle. Kevättalvella 1975 jatkettiin Lakijängän piippuryhmän tutkimuksia. Tutkimusapumiesten V. Maggan ja R. Huilajan kanssa laajensin magnetometrausaluetta pohjoiseen ja itään tunnetuista kolmesta piipusta (liite 1). Länteen päin piti mittaus keskeyttää, kun käytettyyn Miniflux-mittariin ilmaantui voimakasta ja epäsäännöllistä käyntiä. Kartassa paikoin näkyvät N- S-suuntaiset "nauhat" aiheutuvat käynnistä. Kartasta näkyy, että kolme edellisessä mittauksessa löytynyttä piippua jäi nyt käytetyssä verkossa linjojen väliin; näistä voimakkaista anomalioista ei näy edes "heijastuksia" viereisillä linjoilla. Tästä saatava opetus on, että piippujen etsinnässä käytettävän pistetiheyden tulisi olla vähintään 10 * 10 m. Tässä mittauksessa tuli esiin kaksi voimakkaampaa pienikokoista anomaliaa tunnettujen piippujen E-puolella ja useita pegmatoidimuodostumiin viittaavia heikohkoja anomalioita. joiden kohdalta kesällä 1974 oli löytynyt rakoista magnetiittipirotteisia hornblendiitteja. Aikaisemmin löytyneeseen, magneettisesti voimakkaimpaan piippuun kesällä 1974 aloitettu kuoppa saatiin valmiiksi kevättalvella 1975. Pistäytyessäni paikalla helikopterilennolla syksyllä 1975 löysin kuopasta nostetuista lohkareista magnetiittipitoista hornblendiittia. Kivissä näkyy teräviä kontakteja sivukivenä olevan gabron kanssa, joten ilmeisesti kuoppa on osunut piipun kontaktiin. Näissä, uusissa näytteissä (23/TM/75) oli analyysin mukaan Pt 0.25 g/t ja Pd 0.04 g/t, Ag 5 g/t, Au - g/t. Kuopan päällä olevasta moreenista löytyneessä lohkareessa (25/TM/74) oli Pt 0.29 g/t ja Pd 0.25 g/t. Kaikki analysoidut tapaukset huomioon ottaen platinametallipitoisuus
6 vaihtelee 0.3-2.3 g/t, Pt tai» Pd. Näytteen 23/TM/75 magnetiitissa oli 1.4 % V (vast. 2.4 % V 2 O 5 ). Yleensäkin, kuten Bushveldissa, Koitelaisen piippujen magnetiitti on V-rikasta. Niinpä näytteessä 52/TM/74 (magnetiittipirotteinen hornblendiitti Lakijängän mittausalueelta) oli magnetiitin V- pitoisuus 1.2 % (vast. 2.05 % V 2 O 5 ). (Tässä ja seuraavassa mainitut V mt - pitoisuudet, ellei toisin mainita, ovat mikroanalyysimäärityksiä.) Malmimikroskooppisessa tarkastelussa ei Pt-mineraaleja löytynyt. Oksidirikkaat parageneesit (esim. 25/TM/74) koostuvat maghemiitista, lamellaarista ja itsenäisestä ilmeniitistä ja satunnaisista pyriittirakeista. Sulfidirikkaat parageneesit taas koostuvat kuparikiisusta, pyriitistä, ilmeniitistä ja magnetiitista. Sekundaareina mineraaleina esiintyy markasiittia ja kovelliinia. Satunnaisesti on tavattu magneettikiisureliktejä. On mahdollista, että valtaosa Pt-metalleista piilee oksidien hiloissa (ks. ja vrt. edellinen raportti) tai että PGM-mineraalirakeet ovat submikroskooppisen pieniä. Fe-Ti-oksidiset platinamalmit ovat harvinaisia. Koitelaisen piippujen lisäksi ei tiedossani ole kuin Gusevogorskin malmi Uralilla, jossa on merkittäviä Pt-pitoisuuksia ja itsenäisiä Pt-mineraaleja. Näistä erilaiset vyisotskiittiryhmän jäsenet ovat vallitsevia. Gusevogorskissa Hg on merkittävä mineraalimuodostaja. Gusevogorskin jalometalliparageneeseista ja -mineraaleista on useita julkaisuja: Fominyih, V.G. & Hvostova, V.P. (1971) Dokl. AN SSSR 200 (2); Borisenko, L.F. & Uskov, E.D. (1971) Dokl. AN SSSR 201 (2); Razin, L.V. & Jurkina, K.V. (1971) Geol. Rudn. Mestorožd. no. 2; Voltšenko, Ju. A., Netšeuhin, V.M., Raduigin, A.I., & Sandler, G.A. (1975) Dokl. AN SSSR 224 (1).
7 Malminetsinnän ja kairauksen kannalta piippujen oleellisimmat ominaisuudet ovat seuraavat: - suuri syvyysulottuvuus, - pieni läpimitta, - konsentris-vyöhykkeinen rakenne, - esiintyminen kohtisuoraan magmaattista kerrosrakennetta vastaan ja - yleensä voimakas tiheyskontrasti ja (magnetiittipiipuilla) suskeptibiliteettikontrasti sivukiviin nähden. Pieni läpimitta ja vyöhykkeinen rakenne asettavat omat vaatimuksensa piippujen etsinnälle ja kairaukselle. Kuvissa 1 ja 2 on esitetty leikkauksia Uralin platinapitoisista piipuista. Piippujen syvyys saattaa (Betehtinin mukaan) olla useita satoja metrejä. Nähdään, että platinasta rikastuneet kromiittijuonet, -schlierit ja -pesäkkeet sijoittuvat piippujen keskiosiin. Magneettisen tulkinnan mukaan myös Koitelaisen piippujen syvyysulottuvuus on huomattava. A. Hattulan tulkinnan (M 19/37/-74/1/10, s. 17) mukaan erään Lakijängän piipun syvyys on satoja metrejä. Lauri Eskola on tulkinnut Liesin piipun, sen yli mitattujen profiilien perustella seuraavasti: - kappale on sylinteri, mutta saattaa olla särmikäskin; vaakadimensiot N-S- ja E-W -suunnissa ovat samaa luokkaa; - pääanomalian N- ja H-puolella on sivumaksimi, joka johtuu piipun keskivaiheilta lukien n. 60 m:n päässä olevasta heikommasta ferrimagneettisesta jakautumasta;
8 Kuva 1. Platinapitoisen myöhäismagmaattisen kromiitin pylväsmäinen segregaatio (mustalla) Nižne-Tagilskin massiivin forsteriittiduniiteissa. Sivulla vaakaleikkauksia. Kuva 2. Platinapitoisten kromirautamalmipesäkkeiden muoto projisoituna vertikaalitasolle. Vasemmalla pesäkkeiden poikkileikkauksia.
9 - sivumaksimi sotkee pääanomalian muodon: käyräkokonaisuudessa havaittava epäsymmetria saattaa johtua sivumaksimien osuudesta; - varovasti arvioiden piippu saattaa olla melko pysty tai pystyyn magnetoitunut; jyrkähkö kaade N, E, tai sille välille on täysin mahdollinen; - pääanomalian puoliarvoleveyden perusteella on mahdollista, että piipun yläpää on lähellä mittaustasoa, Ø 60 m, tai piipun yläpää on 40 m:n syvyydessä, Ø melko pieni, tai jotain näiden vaihtoehtojen väliltä; - käyrissä ei ole havaittavissa alanavan vaikutusta, joten piipun syvyys läpimittaan verrattuna on suuri (veikkaus useita satoja metrejä). Geologisesti tulkittuna tämä merkitsisi, että kyseessä on magnetiittipirotteinen piippu, jonka sisäosissa on magnetiittirikkaampia osueita (vrt. kuva 1 ja 2). Maksimigradienttien perusteella arvioiden koko piipun Ø on n. 110 m, rikkaan "ydinpiipun" Ø n. 60 m. K. Puustinen löysi paikalla käydessään piipun päältä magnetiittirikkaan lohkareen. Koko kiven analyysissa oli 0.29 % V, vast. 0.495 % V 2 O 5, mutta ei merkkejä platinametalleista. Kiven petrografiasta (plagioklaasipitoinen hornblendiitti) ja Fe tot :n määrästä (21,2 %) päätellen magnetiitin V-pitoisuus on 0.9 %:n luokkaa. Mikäli Koitelaisessa todettaisiin arvokomponenttien jakautuvan tasaisesti piippujen syvyyssuunnassa, riittäisi yksittäisen piipun arvioimiseksi, että pitoisuudet määrättäisiin niin syvälle kuin kairauksen "osumatarkkuus" sallisi, minkä jälkeen syväinventaario tehtäisiin magneettisen tulkinnan ja gravimetrisen massa-arvion perusteella. Prospektauksessa kysymykseen tulevat menetelmät ovat lähinnä magnetometraus ja gravimetraus. Sulfidipiippujen ollessa kyseessä saattaa suskeptibiliteettikontrasti piipun ja sivukiven
10 välillä olla pieni (esim. Ylivieskassa magneettikiisu on yleensä troiliittia ja heksagonista magneettikiisua), mutta magnetiittipitoisilla piipuilla suuri. Tiheyskontrasti on hornblendiitti- ja pyrokseniittipiipuilla suuri. Ylivieskassa saatuja kokemuksia negatiivisista aureoleista voitaisiin soveltaa Koitelaisessakin. Esim. magnetiittipiippujen ympäriltä saattaisi löytyä "negatiivisia" suskeptibiliteettiaureoleja, joista Lakijängän alueella on jo merkkejä. Teoreettiselta kannalta on erittäin merkittävää, että piippupegmatoidien koostumukset (esim. Ylivieskan plagioklaasipitoiset pyrokseniitit) sattuvat systeemin SiO 2 CaO+FeO+MgO+TiO 2 - Al 2 O 3 +Na 2 O+K 2 O kolmiodiagrammassa sekoittumattomuuskentän reunoille. Toisin sanoen, nämä kivet edustavat interkumulussulassa tapahtuneen silikaattisulan likvaation "liukkaampaa", Fe-rikasta osaa. Tällaisen Fe-rikkaan sulan viskositeetti on erittäin alhainen, 10 3 poisen luokkaa. Vastaava sulapari on paljon SiO 2 -rikkaampi ja sen viskositeetti on useita kertaluokkia suurempi. Toinen tekijä, joka säestää edellistä tai saattaa yksinäänkin vaikuttaa interkumulussulan fraktioitumiseen, on sulassa lähellä kiteiden pintoja esiintyvät koostumusgradientit, joita aivan viime aikoina on havaittu mikroanalyyttisesti laavojen lasisessa perusmassassa hajarakeiden ympärillä. Tällainen, jopa hyvinkin jyrkkä, koostumusgradientti merkitsee myös jyrkkää viskositeettigradienttia. Joka tapauksessa avautuviin kontraktiotiloihin tihkuivat heterogeenisen ja mikroheterogeenisen interkumulussulan juoksevimmat ainekset: Fe-Mg-rikas silikaattisula, oksidisula, sulfidisula ja näissä piilevät arvokomponentit (Pt-metallit, kupari, vanadiini). Hornblendiittipegmatoideista saatua zirkoni-ikää tarkastellaan ikätutkimusten yhteydessä.
11 Vanadiinihorisontit Intrusiivin yläosassa on useita magnetiittipirotteisia horisontteja. Näissä ilmenomagnetiitti ja ilmeniitti esiintyvät itsenäisinä kumulusrakeina ja kompleksisina ilmeniitti-ilmenomagnetiittikumulusrakeina (kuva 3). Magnetiitin martiittiutuminen on vähäistä, maghemiittiutuminen yleistä, mutta näytteen, hieen ja jopa yksittäisen rakeen puitteissa epätasaisesti jakautunutta. Viuvaloaavan ja Kustruotomanaavan uusien kohteiden lisätutkimukset eivät tuoneet yllätyksiä kumulussuhteisiin. Näissä esiintyvät kombinaatiot pl+ox ja pl+ox+kpx. Oksideilla ja klinopyrokseenilla on adkumuluslaajennusta. Klinopyrokseeni on osittain tai kokonaan uraliittiutunut, mutta alkuperäinen sillinruotorakenne on näkyvissä. Turmaliini on yleinen aksessorinen. Suotauma- ja skelettiytymisilmiöt ovat samanlaisia kuin aiemmin tutkituissa rakoissa. Kuva 3. Kompleksinen ilmeniitti-ilmenomagnetiittikumulusrae. Keskellä ilmeniitti (valkoinen, hyvin kiillottunut), reunoilla magnetiitti. jossa ilmeniittisuotaumalamelleja. Huomaa adkumuluslaajennukset ilmenomagnetiitissa. Nikolit poikkeutettu + -asennosta. Vanadiinihorisontit, näyte 155F/TM/73.
12 Kesällä 1974 kerättiin tunnetuista V-horisonteista (rakkalohkareista) neljä suurta näytettä, 54-70 kg kukin, jotka talvella haettiin moottorikelkalla rikastuskokeita varten. VTT:llä tehtyjen kokeiden tulokset on esitetty liitteessä 9. Näytteiden jauhatus oli melko karkea (Ø 0.5-1.0 m). Ilmeniittirikasteen saantiin ei ole pyritty, joten toistaiseksi näytteiden edustavien pirotegabrojen laatua voidaan arvioida vain magneettisten rikasteiden määrien ja niiden V- ja Ti-pitoisuuksien perusteella. Seuraavassa tarkastelussa ja liitteessä käytetään seuraavia lyhenteitä: HMR = heikkomagneettinen rikaste ( = magnetiittirikaste) HMV = heikkomagneettinen välituote VMR = vahvamagneettinen rikaste VMV = vahvamagneettinen välituote J = jäte M = heikkomagneettisen rikasteen massa, % Suurin M, 27.1, oli näytteessä 60/TM/74, joka on eteläisin tunnettu piroterakka, Keskimäärin M oli näytteissä 18.1 %. V-rikkain HMR-fraktio oli näytteessä 34/TM/74, jossa oli 0.99 % V (vast. 1.7 % V 2 O 5 ). HMR:n keskimääräinen V-pitoisuus oli 0.86 % (vast. 1.47 % V 2 O 5 ). Aikaisemmin "käsityönä" rikastettujen näytteiden magnetiittirikasteiden keskimääräinen V-pitoisuus oli 0.79 % (1.36 % V 2 O 5 ). Samoista näytteistä mikroanalysaattorilla määrätty magnetiitin V-pitoisuus oli keskim. 1.20 % (2.05 % V 2 O 5 ). Vertailun vuoksi esitetään seuraavassa (Taulukko 1) uusia mikroanalyysitietoja näytteistä, joista osa on otettu samoista rakoista kuin rikastuskoenäytteet. Taulukossa V-pitoisuus edustaa n. 10 pisteen keskiarvoa kussakin näytteessä. Arvot ovat maksimiarvoja; T. Paasivirran mukaan oikea pitoisuus on korkeintaan 0.5 % pienempi.
13 Taulukko 1. Magnetiitin V-pitoisuuksia Koitelaisen alueelta. T. Paasivirran mikroanalyysimääritys. Näyte V mt (max.), % Vast V 2 O 5 24/TM/74 2.4 4.08 34A/TM/74 2.4 4.08 51B/TM/74 1.5 2.57 51E/TM/74 1.4 2.40 51F/TM/74 2.0 3.40 51G/TM/74 1.9 3.24 60A/TM/74 1.8 3.06 60B/TM/74 1.8 3.06 60C/TM/74 2.0 3.40 60D/TM/74 1.9 3.24 60E/TM/74 1.9 3.24 V-pitoisuudet ovat kauttaaltaan korkeita. Jo aikaisemmin tiedettiin, että magnetiitin V-pitoisuus vaihtelee eri horisonteissa (pienenee ylöspäin), mutta muuttumisasteesta riippuen rakan, näytteen, hieen ja jopa kumulusrakeen puitteissa. Kuvissa 4 ja 5 nähdään, että rakeissa lähinnä suotaumailmeniitti on vastuussa V-pitoisuuden vaihtelusta: V-köyhät osat sattuvat Ti-rikkaisiin kohtiin. Tämä efekti ilmeisesti tasoittaa eri horisonteista saatujen magnetiittirikasteiden laatuja, sillä näyttää, että suotaumailmeniitin mäyrä suhteellisesti lisääntyy alaspäin mentäessä, ja siten vanadiinin piilopaikat magnetiitissa vähenevät, vaikka tässä suunnassa itse magnetiitin V-pitoisuus kasvaa. Rikasteiden alhaisen Fe tot :n perusteella (39.5-48.1 %) voi päätellä, että kaikkia tekniikan voimavaroja hyvän HMR:n saamiseksi ei ole vielä käytetty. Pienellä vaivannäöllä -jauhatuksella, magneettisen rikastuksen justeerauksella teoksella ja uusinnalla - päästään todennäköisesti paljon V-rikkaampiin HM-rikasteisiin. Välituotteisiin ja jätteeseen meni huomattava osa kiven tot. vanadiinista. HMV:n V-pitoisuus vaihteli 0.25-0.41 %, VMR:n
14 Kuva 4. Titaanin jakautuminen ilmenomagnetiittirakeessa. Vanadiinihorisontit. (Mikroanalyysi, T. Paasivirta). Kuva 5. Vanadiinin jakautuminen ilmenomagnetiittirakeessa. Sama rae kuin kuvassa 4. (T. Paasivirta).
15 0.11-0.28 %, VMV:n 0.09-0.20 %, J:n 0.05-0.09 %. Mikroskooppitutkimuksissa ilmeni, että vain HMV:sta voidaan saada magneettisen rikastuksen uusimisella magnetiittiin sitoutunutta vanadiinia talteen, muissa rikasteissa oksideja oli vähän, joten V oli sitoutunut sarvivälkkeeseen ja biotiittiin. Rikastusmenoa parannettaessa M pienenee taulukossa esitetyistä arvoista. Epäpuhtautena HM-rikasteissa oli pyrokseenia, sarvivälkettä ja biotiittia. HMR:n Ti-pitoisuus (4.64-6.92 %) antaa viitteen suotaumailmeniitin kohtalaisen suuresta määrästä. Tämä merkitsee, että nykyisellä metallurgian tasolla Koitelaisen magnetiittirikasteita ei voi käyttää rautarikasteena. Vanadiinin kidekemiallinen viehtymys sitoutua oksidihilaan (Cr:n jälkeen toiseksi voimakkain; Curtis (1964) Geochim. Cosmochim. Acta 28, 389-402) on suosinut V-rikkaiden magnetiittihorisonttien syntymistä. Koitelaisen magmassa ei kumulusmagnetiittia syntynyt hyperiittien ja ferrogabrojen kiteytyessä. Myös interkumulussulan, ja siten interkumulusoksidifaasin määrä oli pieni. Näin vanadiini rikastui koko ajan voimakkaasti jäännössulaan. Magnetiittirikkaiden gabrojen ilmaantuminen pian magnetiittifaasikontaktin yläpuolella osoittaa., että jokin "onnettomuus" laukaisi kumulusoksidien kiteytymisen, sillä pelkkä ferriraudan ylikyllästyminen jäännössulassa on tuskin mahdollista kovin pitkälle, onhan spinellien hyvä nukleaatiotaipumus tunnettu. Kyseinen "onnettomuus" on ilmeisesti po 2 :n nopea kohoaminen, jolloin Fe:sta rikastunut jäännössula hapettui, ja kumulusoksideja alkoi, saostua, puuskittain ja ajoittain jopa rankkasateena. Risto Puranen on tutkinut kahden magnetiittipirotteisen näytteen magneettisia ominaisuuksia. Tulokset on esitetty taulukossa 2.
16 Taulukko 2 Näyte Tiheys g/cm 3 SI K M r * 10 10-5 (A/m) 2 Q K K max min LIN FOL 34B/TM/74 3.145 17200 1600 2.3 1.15 0.12 51E/TM/74 3.168 4270 70 0.4 1.09 0.44 K = suskeptibiliteetti (10-5 SI-yks, 10 5 4π cgs) Mr = remanentti magnetoituminen (10-2 A/m 10-5 cgs) Q = min M r K F = Koenigsbergin Q-suhde, jossa F = maan totaalikenttä K max = maksimisuskeptibiliteetin suhde minimisuskeptibiliteettiin, eli ns. K anisotropiasuhde LIN = magneettisen lineaation" suhde "magneettiseen foliaatioon". Jos FOL ko. suhde on > 0.5, on lineaatio vallitseva (magnetiittirakeet neulamaisia), jos suhde on < 0.5, on foliaatio vallitseva (rakeet litistyneitä). Risto Purasen mukaan magneettinen foliaatio on näissä näytteissä vallitseva. Magnetiittirikkaamman näytteen (34B) perusteella Puranen on laskenut arvion maksimianomalialle prisman maksimianomalian kaavaa käyttäen ja saanut arvon 14 000 γ. Rikastustulosten perusteella näyte 51/TM/74 edustaa keskimääräistä magnetiittipitoisuutta. Näytteen 60/TM/74 magnetiittipitoisuutta edustaville kiville saataisiin paljon suurempi maksimianomalia kuin em. 14 000 γ. Kun maasta mitatuilla profiileilla vain kahdessa pisteessä oli 6 000 γ luokkaa olevia anomalioita, on ilmeistä, että pirotehorisonttien geometria yhdessä remanentin magnetoitumisen kanssa tai ilman sitä aiheuttaa paljon pienempien anomalioiden esiintymisen kuin kivien suskeptibiliteettiarvoista voi päätellä.
17 Bonanzan Cu-aihe Rapakallioissa tunnetun Cu-rikkaan juonen kohdalle kairattiin profiilissa kolme reikää (liite 8). Kairaustulokset vahvistivat juonista ja sivukivistä aikaisemmin tehdyt havainnot, että kaade on loiva NW. Metagabrojuonen kohtisuora paksuus vaihtelee 30 m:stä 50 m:iin. R303:ssa metagabro tuli odotettua. syvemmällä. Mahdollisesti sen ja R302:n välillä on siirros. Malmijuonta ei tavattu lähimmäksi puhkeamaa kairatussa R301:ssä. Mahdollisesti rapautunut juoniaines on mennyt kokonaan soijaan, jota ei tässä vaiheessa huomattu kerätä talteen. Kuitenkin reiässä on anomaalisia Cupitoisuuksia (500-900 ppm) väleillä 3.30-6.00 m, 7.00-8.00 m, 17.95-19.45 m ja 20.85-21.85 m. Nämä pitoisuudet voivat johtua Cu-pitoisen soijan kontaminoitumisesta sydännäytteisiin. Yleensäkin voidaan havaita, että soijan Cu-pitoisuudet (R302 ja R303) olivat selvästi korkeampia kuin vastaavilta kohdilta saatujen kivinäytteiden Cu-pitoisuus. Tämä on luonnollista, sillä mineralisoituneet ja löyhäksi götiittitavaraksi rapautuneet juonivyöhykkeet menevät helposti kokonaan soijaan. R302:ssa tavattiin välillä 24.00-24.20 m Cu-rikas juoni, joka edusti samaa rapautunutta tyyppiä kuin pinnassa oleva juoni (götiitti - malakiitti - Cuk). Juonen Cu-pitoisuus oli 11.5% (lisäksi Au 0.4 ppm, Ni 400 ppm). Vielä tämän alapuolella oli soijanäytteessä 0.22 % Cu. Soija- ja kivianalyyseista päätellen reikä lävisti muitakin juonia ja mineralisoituneita vyöhykkeitä, joita ei visuaalisesti havaittu. Niinpä välillä 11.85-12.55 m oli 0.27 % Cu, soijassa välillä 7.35-12.35 600-3600 ppm Cu (keskim. 1200 ppm), soijassa 11.85-12.35 m 0.36 % Cu ja 0.4 ppm Au, soijassa 25.20-32.50 m 500-1100 ppm Cu, kivessä välillä 29.70-30.05 m 1600 ppm Cu. Co-pitoisuus oli parhaimmillaankin vain 200 ppm, Ag oli analysoiduilla väleillä 0-10 ppm.
18 R302:n taakse ajetussa R303:ssa tavattiin suonimaista Cu-mineralisaatiota metagabrojuonessa välillä 62.85-63.38 m (Cu 1900 ppm). Samantapaista sulfidimuodostusta oli metagabron alla kvartsidioriitti-dioriitti-vaihettumisvyöhykkeen kivissä (80.30-80.75 m 1200 ppm Cu). Alempana oli sarvivälkegabroissa makroskooppisesti näkymätöntä sulfidipirotetta (Cuk ja pyriitti) sekä kvartsiutumiseen ja kvartsijuoneen liittyvää Fe- ja Cu-sulfidimuodostusta. Yli 20 m:n matkalla, välillä 107.70-129.00 m, olivat Cu-pitoisuudet anomaalisen korkeita, yleensä 500-1000 ppm, välillä 127.80-128.80 m jopa 0.66 % Cu. Tämäntapainen Cu-pirotesuonimuodostuma saattaa olla selityksenä Länsi-Bonanzan laajalle pedogeokemialliselle Cuanomalialle (maanäytteissä 400-1000 ppm Cu), Kaitaselän S-reunan ns. Rengasanomalialle ja Viuvaloaavan Cu-anomalioille. Mikroskooppitutkimuksen perusteella näyttää, että Cu-sulfidien synty liittyy emäksisen magman jäännössulan SiO 2 -rikastumiseen. Tällöin on odotettavissa sulfidisulan likvaatio; täällä intrusiivin yläosissa sulfidisula oli jo huomattavasti köyhtynyt Ni:stä. Myöskin Pt-metallien pitoisuus on pieni; hyvästä juonimalminäytteestä (Bonanzan puhkeama) on analysoitu 0.06 ppm Pd, Pt ei ollut yhtään. Voidaan todeta, että tähän mennessä kairatut reiät antoivat pieniä lupauksia suurempien köyhien Cu-mineralisaatioiden löytymiselle Bonanzan - Länsi- Bonanzan alueelta. Analysoidut pitoisuudet olivat silmämääräisiä arvioita korkeampia. Mitään merkittäviä laajoja Cu-aureoleja ei parempien mineralisaatioiden ympärillä havaita. R302:ssa on Cu-pitoisuus välittömästi rikkaan juonen yläpuolella anomaalisen alhainen, mutta leveydeltään ja "syvyydeltään" Cu-juonen tuottamiseksi tarvittavaa imuvyöhykettä tämä negatiivinen aureoli ei edusta. Juonen alapuolella taas saatiin kivistä ja soijanäytteistä n. 8 m:n matkalla anomaalisen korkeita Cu-pitoisuuksia. Yläpuolista minimiä saattaa R301:ssä edustaa n. 10 m:n kohdalla havaittava Cu:n lasku. R303:ssa on metagabron sisällä samanmuotoinen anomaliasukkessio välillä 55-66 m. Gabrojen ja anortosiittien puolella tavatussa mineralisaa-
19 tiossa Cu-taso nousee melko tasaisesti syvemmälle mentäessä. "Kliimaksin" (6 600 ppm, n. 128.50 m) jälkeen Cu-taso putoaa 200 ppm:n tasolle, jossa pysyy loppuun asti. Kliimaksin edellä on kaksi pientä Cu-putousta. Cu-pitoisuuden rytminen kehitys, alhaalta ylöspäin pienentyen, saattaa johtua sulfidilikvaation rytmisyydestä. Myöhempi kvartsijuonimuodostus ja mahdollisesti tähän liittyvä alkalimetasomatoosi on nähtävästi remobiloinut primaareja sulfideja ja häirinnyt Cu:n alkuperäistä jakautumista. Pinnalla tavatussa rikkaassa juonessa on malmimikroskooppisissa tutkimuksissa havaittu merkkejä, jotka viittaavat sementaatioprosesseihin: kuparikiisu syrjäyttää pyriittiä (mahdollisesti alkuperäinen juonitäyte?), kuparihohde ja kovelliini puolestaan syrjäyttävät kuparikiisua, tosin eivät koskaan samassa rakeessa. Syrjäytyminen on epäsäännöllistä, mutta yleensä pyriittirakeiden reunaosat ovat kokonaan Cuk:n valtaamia, sisempänä Cuk muodostaa hienon syrjäytyskudoksen ja itsenäisiä saarekkeita. Rakeiden Cuk-reunuksen ja limoniitti-iskoksen välillä on kovelliini- tai kuparihohdereunus. Bonanzan V-aihe R303 lävisti magnetiittirikkaan sarvivälkegabrohorisontin välillä 117.80-120.80 m. Kivessä on keskim. 0.25 % V (vast., 0.44 % V 2 O 5 ), Leikkauksen Fem-rikkaimmassa alaosassa (119.80-120.80 m) oli 0.34 % V (0.58 % V 2 O 5 ). Spektrianalyysin mukaan (liite 7) V-pitoisuudet olivat korkeita vielä tämän magnetiittirikkaan horisontin (?) yläpuolella olevissa magnetiittipirotteisissa sarvivälkegabroissa. Kiven V-pitoisuus oli välillä 115.80-116.80 m vielä 2500-2600 ppm, välillä 108.80-115.80 m 1000-1800 ppm. Kivissä V-pitoisuus laskee nopeasti ja erittäin säännöllisesti ylöspäin mentäessä. V. Hoffrénin suullisen ilmoituksen mukaan gabroista granofyyreihin siirryttäessä. V-pitoisuus laskee erittäin jyrkästi. Edellä mainitut spektrianalyysitu-
20 lokset ovat ilmeisesti kuitenkin liian korkeita; AAS-määritysten perusteella virhe on 1000 ppm:n luokkaa V-rikkaimmissa osissa (ts. 2600 ppm vastaa 0.16 % AAS-määrityksenä). Magnetiitin V 2 O 5 -pitoisuus on mikroanalyysin mukaan (T. Paasivirta) 2.4-3.0 % (vast. V-% 1.4-1.65), keskimäärin 2.7 % (vast. 1.5 % V). Pieninä määrinä esiintyvä biotiitti tuskin merkitsee vakavaa V-tappiota. V-rikkain kivi on oksidirikas plagioklaasihornblendiitti. Kumulusoksidirakeet ovat dynanometamorfoosissa valssautuneet linssimäisiksi. Titaniittiutuminen on vähäistä. Malmimineraaleista ovat maghemiitti ja ilmeniitti vallitsevia. Molemmat esiintyvät uudelleen kiteytyneinä itsenäisinä rakeina, karkealamellisina kasvettumina ja näiden silikaattiutuneina skelettirakeina. Kun Ti-pitoisuus on melko korkea (3 m:n matkalla 1.37-3.04 %), saattaisi kivestä saatava ilmeniittirikaste nostaa sen arvoa. Onko kyseessä todella malmihorisontti, jolla on lateraalista jatkuvuutta, samoin kuin sen suhde aikaisemmin löytyneisiin horisontteihin, selviää vasta lisäkairauksella. Vermikuliittiaihe Bonanzan reiän R303 mikroskooppitutkimuksissa kiinnittyi huomio kellanruskeaan biotiittiin. Suomuja liekillä käsiteltäessä ilmeni, että kyseessä on hyvin paisuva vermikuliitti (kuva 6). Vermikuliitti esiintyy metagabron liuskeutuneissa muunnoksissa, jotka käsittävät suurimman osan reiän metagabrolävistyksestä. Paikoin tavataan lähes puhtaita vermikuliittikiviä. Näissä saattaa hyvin todeta vermikuliitin pehmeyden (kovuus, 1-1.5, on talkin luokkaa).
21 Kuva 6. Paisutettua vermikuliittia, Kaitaselkä, Bonanza. R303/56.80 m. Valokuvannut Erkki Halme.
22 Vermikuliittigabrojen päämineraalit ovat sarvivälke. vermikuliitti ja albiitti, lisäksi on epidoottia, prehniittiä ja zeoliittia. Rinnan vermikuliitin kanssa esiintyy gabroissa normaalia biotiittia. Vermikuliittikivissä on vermikuliitin lisäksi voimakkaasti vyöhykkeistä sarvivälkettä. Vermikuliitin ja biotiitin erottaa mikroskoopissa, paitsi väristä ja edellisen hiukan alhaisemmasta kahtaistaitosta, myös siitä, että vermikuliitti on pahasti ruhjoutunut (talkista poiketen vermikuliittisuomut eivät ole taipuisia). Makroskooppisesti näkyy keltaista savimineraalia (nontroniitti tai saponiitti?). Ioninvaihtokykyisten mineraalien (vermikuliitti, zeoliitit, savimineraalit) esiintymisellä on suuri merkitys sähkömagneettisten anomalioiden tulkinnassa. Ilmeisesti Bonanzan kautta kulkeva anomalia aiheutuu vermikuliittiutuneista kivistä. Vastaisuudessa pitäisi näitä kiviä kairattaessa tutkia niiden sähköisiä ominaisuuksia mahdollisimman tuoreesta tavarasta. Paljastumista tai lohkareista vermikuliittia on tuskin löydettävissä, sillä aika ajoin sattuneet metsäpalot ovat morouttaneet vermikuliittipitoiset pintaosat. Tällä tavalla on voinut syntyä Bonanzan löyhä, mutta rakenteeltaan säilynyt metagabro. Kovina "kokkareina" metagabrosta esiin työntyvät kallionnokat ovat massiivisia, eivätkä ne alkujaankaan sisältäneet vermikuliittia. Samanlaisia massamaisia kiviä on kairatuissa rei'issä. Pintaosissa paisunut vermikuliitti on pintavesien mukana ajautunut Bonanzan kurun suistoon, jossa se sekoittua muun kivennäis- ja tuhka-aineksen joukkoon. Mukana seuranneiden zeoliittien ja savimineraalien kanssa vermikuliitti muodosti oivallisen maanparannusaineen (joina vermikuliittia ja zeoliitteja maataloudessa käytetäänkin). Näin voisi selittyä kurun suupuolella havaittava poikkeuksellisen rehevä kasvillisuus; gabrosta ja granofyyristä on tuskin muutoin saatu sen parempia mineraalilannoitteita kuin Kaitaselän alueella yleensä. Asia on pienen geobotaanisen (ja miksei metsähistoriallisen) tutkimuksen arvoinen.
23 Bonanzan vermikuliitti on malmityyppinä harvinainen, joskaan ei ainoalaatuinen. Kiillerikkaisiin metagabroihin ja amfiboliitteihin liittyviä esiintymiä tunnetaan Neuvostoliitosta (Tebinskoe, Subutakskoe, Kamennomogilskoe) ja Keski-Texasista. (L'vova (1974) Mestoroždenie vermikulita SSSR). Malmiksi riittää kivi, jossa on 5-20 % vermikuliittia. Kriittisiä tekijöitä ovat paisutetun vermikuliitin tilavuuspaino ja granulometrinen koostumus. Mikäli Bonanzasta löytyisi 2-3 miljoonaa tonnia käyttökelpoista vermikuliittia, voitaisiin jo puhua suuresta esiintymästä. Vermikuliittimalmeissa itse kiillemuodostus on hypogeeninen tapahtuma, mutta yleisimpien käsitysten mukaan vermikuliittiutuminen liittyy rapautumisilmiöihin (kalin poistuminen, veden lisääntyminen, raudan hapettuminen). Lapissa näyttää olevan edellytyksiä vermikuliittimalmien esiintymiselle. Esim. ultrabasiittien kiillerikkaat reunamuunnokset ja selittämättömät sähköindikaatiot emäksisissä kivissä ovat houkuttelevia prospektauskohteita. Mahdollisimman pian tullaan uudelleen tarkistamaan erään kansanmiehen tutkimuslaitokselle kirjeitse ilmoittama havainto, jonka mukaan nuotion pohjalla olevassa hiekassa esiintyi merkillistä kiehumista nuotiota poltettaessa. Kertojan muista havainnoista voi päätellä, että kyseessä on mahdollisesti vermikuliittirikkaasta aineksesta rapautumalla syntynyt "regoliitti". Bonanzan vermikuliittiaiheen selvittelyä pitäisi jatkaa teknologisin tutkimuksin ja, mikäli aihetta ilmenee, suorittaa DTA-, TGA- ja röntgentutkimuksia. Ympäristöään kevyempinä vermikuliittirikkaat kivet voivat tulla esiin gravimetrisessa mittauksessa (vermikuliitin om.p. 2.2-2.3 g/cm 3 ).
24 Malmikoiratutkimukset ja geobotaaniset tutkimukset Malmikoiraryhmä etsi kesällä 1975 lohkareita Bonanzan alueella. Lisäksi tarkistettiin kaikki pedogeokemialliset Cu-anomaliat Kaitaselän alueella. Koitelaisen tunturin alueella etsittiin lohkareita Cu-pitoisten hornblendiittipiippujen ympäristössä. Malakiittipitoisen gabrolohkareen ympäristössä haettiin lisälohkareita. Nämä, samoin kuin tunturialueen etsinnät, jäivät tuloksettomiksi. Bonanzan kurun W-laidalta, tunnetun Cu-malmipuhkeaman ja tukikohdan väliltä koirat löysivät useita Cu-rikkaita lohkareita, jotka olivat täsmälleen samaa tyyppiä kuin tunnettu malmi. Yksi tällainen lohkare löytyi myös kurun E-puolelta. Nämä löydöt sijoittuvat geokemiallisen Cu-anomalian SWpäähän. Koska kaikki uudet lohkareet vaikuttavat paikallisilta, näyttää Bonanza-tyyppinen juoniparvi jatkuvan vielä 200-300 m NE. Bonanzan S- puolelta ilmaisi koira gabrorapakalliossa kohdan, joka kaivettaessa osoittautui Cu-pitoiseksi götiittiytyneeksi juoneksi. Makroskooppisesti ei Cumineraaleja näkynyt. Kaiken kaikkiaan juonimuodostuman pituus, lohkareja puhkeamatietojen perusteella, on 300-400 m. Kaitaselän Cu-anomalioilta ei tehty mitään selventävää löytöä. Syynä on ilmeisesti maakerrosten suuri paksuus, esim. Kaitaselän E-osassa (x = 7531.150, y = 515.500) Cu-anomaalinen (1 620 ppm) piste oli 1.9 m syvällä. Bonanzan juonen kohdalla havaitsi tutkimusapumies Kari Kenttälä syksyllä 1974 kellanvihreän Lycopodium-kasvuston seuraavan silmiinpistävän hyvin juonta. Nyt huomattiin, että myös malmikoirat antoivat usein ilmaisun kohdissa, joissa oli runsas Lycopodium-kasvusto. Näistä paikoista löytyi myös muutamia malmilohkareita, mutta monia kohtia ei pystytty työläästi kaivettavan louhikon vuoksi tarkistamaan. Kuten odottaa sopii, oli maaperä tällaisissa Lycopodiumin indikoimissa lohkareiden löytöpaikoissa Cu-ri-
25 kasta. Myös Kaitaselän S-reunalla koira ilmaisi hiekkakumpareella kasvavan Lycopodium-kasvuston kohdalla, mutta maanäytteessä ei ollut anomaalista Cu-pitoisuutta, Ilmeisesti Lycopodium menestyy paikoissa, joissa ei ole luonnollista kilpailua. Tällaisia ovat, paitsi karut alustat yleensä, myös Cu:n saastuttamat maat. Ilmeisesti Lycopodiumilla on juuristossa fysiologinen patomekanismi, joka estää toksisten Cu-määrien pääsyn ylempiin kasvinosiin. Tämä pato ilmeisesti puuttuu muilta kasvilajeilta, joita Kaitaselässä kasvaa. Vielä on merkille pantavaa, että Cu:n saastuttamissa kohdissa Lycopodium on normaalia keltaisempi. Kyseessä lienee monen metallin suhteen havaittu ilmiö, että korkeina pitoisuuksina ne aiheuttavat kasveissa "anemiaa", lehtivihreän Mg-köyhyyttä. Pedogeokemialliset tutkimukset Geokemian ryhmä. otti näytteitä kevättalvella 1975 Kaitaselän ja Koitelaisenvosien alueella. Syksyllä 1975 sama ryhmä otti tihennysnäytteitä Bonanzan ja Länsi-Bonanzan alueella. Kaitaselän - Viuvaloaavan osalta tulokset on esitetty Cu-karttana liitteessä 3 ja analyysilistoissa liitteessä 5. Liitteen Cu-kartta esittää moreeni- ja rapakallioaineksen Cu-anomalioita 100 ppm:n kynnyksen yläpuolella. Kustakin pisteestä on analysoitu syvimmältä saatu näyte. Geokemian osasto on tehnyt tietokoneella symbolikartat, joita ei ole tässä liitteenä. Samoin on laskettu tilastollisia mittoja. Cu:n aritmeettinen keskiarvo on 65 ppm, geometrinen ka. 41 ppm ja mediaani 34.4 ppm. (Aineistossa, josta nämä on laskettu, eivät uudet tihennysnäytteet ole mukana.) Monet laaja-alaiset Cu-anomaliat nostavat keskipitoisuuksia. Täällä on jo 50 ppm:n Cu-pitoisuutta pidettävä jonkin verran anomaalisena, sillä kokeiluluontoisesti 50 ppm:n mukaan piirretyt käyrät selvästi reunustavat kapeina vyöhykkeinä voimakkaampia anomalioita.
26 Kartassa erottuu useita mielenkiintoisia anomaliaryhmiä: - Bonanzan anomalia (seuraavassa B) - Länsi-Bonanzan anomalia (seuraavassa LB), B:stä n. 2,5 km WSW - LB:n N- ja NE-puolella kaksi pienialaista anomaliaa (LB-N ja LB-NE) - Kaitaselän S-reunalla, B:stä S, on rengasmainen anomalia (seur. Rengasanomalia) - Kaitaselän E-osan voimakas anomalia (Kaitaselkä E) - Viuvaloaavan yli vedetyllä näytteenottoprofiililla tavattu anomalia (V). B-anomalian pituus on 1200 m, leveys n. 200 m. Tästä ENE-suuntaisesta pääanomaliasta lähtee NW- ja SE-suuntaisia kielekkeitä. Yli 500 ppm:n pitoisuudet ovat pienialaisia, huiput ovat 1980 ja 1410 ppm Cu. Kallioissa ja lohkareina tunnetut Cu-indikaatiot sijoittuvat tämän anomalian SW-päähän. LB-anomalia on E W-suuntainen, 1 km:n pituinen ja n. 300 m:n levyinen. Anomalian W-osassa on V-muotoinen yli 500 ppm:n alue, jonka pituus E - W -suunnassa on 500 m, leveys 80-100 m. Tämän kärjessä on 1140 ppm:n huippu. Rengasanomalia on kooltaan 400 * 1250 m. Siihen liittyy neljä 620-950 ppm:n huippua. Kaitaselkä E kaipaa tihennyksiä. Rakennegeologisen tulkinnan mukaan B:n - LB:n alueella on allasmainen metagabromuodostuma, jonka pohja nousee ylös LB: alueella. Täällä Cuanomalia sattuu yhteen samanmuotoisen magneettisen anomalian kanssa. LB:n anomalia saattaa aiheutua suoni-pirotemineralisaatiosta, jollainen tavattiin R303:osa n. 120 m:n paikkeilla.
27 Rengasanomalian kohdalla on heikkojen negatiivisten ja positiivisten magneettisten anomalioiden muodostama kenttä, jossa yksittäiset anomaliat ovat NE-suuntaisia. Kenttä sijoittuu kaarimaisen granofyyrimuodostuman sisätaipeeseen. Rengasanomalian E-pään kohdalta etelään Viuvaloaavalle vedetyssä profiilissa esiintyy Cu-anomalioita (jopa 330 ppm). Magneettisen kartan perusteella näyttää, että kyseessä on Rengasanomalian geologinen jatko. Anomaliat aiheutuvat rapakalliossa ja paikallisessa regoliitissa olevista primaareista ja sekundaareista Cu-malmimineraaleista. Kaitaselän alueella maa-aines on hyvin vähän tai ei ollenkaan liikkunutta. Bonanzankaan alueella ei havaita anomalian siirtymistä, vaikka sen poikki kulkeva kuru edustaa huomattavaa virtaussysteemiä. B:n anomalia osuu melko tarkasti paljastumissa tunnetun metagabron päälle. Korkeintaan solifluktio on täällä saattanut aiheuttaa paikallisia siirtymiä. Sekundaarien dispersioaureolien puuttumiseen viittaa sekin, että kuopissa, joista koirien ilmaisemat Cu-lohkareet kaivettiin esiin, oli maa-aineksessa vain 200-900 ppm Cu, samaa luokkaa kuin B:n anomalialla yleensä. Varsinkin B:n ja LB:n anomalioihin liittyy Co- ja Ni-anomalioita (yli 50 ja 80 ppm, vast.,). LB:ssä Ni-anomalia sijaitsee Cu-anomalian reunalla ja osittain kokonaan sen N-puolella. Co-anomaaliset alueet seuraavat tarkemmin Cu-kenttää. Cu-anomalioihin liittyy harvoin sekä korkea Co että Ni, itse asiassa vain yhdessä tapauksessa koko "triadi" esiintyy anomaalisena (B:ssä 1410 ppm Cu, 540 ppm Ni, 230 ppm Co). Useimpiin Cu-anomaalisiin pisteisiin ei liity enempää Ni- kuin Co-anomaliaakaan. Co-anomaliat ovat yleensä heikkoja, 50-60 ppm. Vielä tavataan Co - Ni -anomaliapareja ja pistemäisiä heikkoja Ni-anomalioita, jotka molemmat viittaavat komatiittisiin kiviin. Zn on alueella alhainen: aritm. ka. on 20 ppm. Myöskin vaihtelu on vähäistä. Vain kaksi todella anomaalista Zn-pitoisuutta löytyy: Rengasano-
28 malian S-puolella yhdessä pisteessä 250 ppm Zn (lisäksi 250 ppm Ni) ja LB:n W-kärjessä 150 ppm Zn (590 ppm NI, mutta vain 55 ppm Cu). Malakiittipitoisen hohkaisen gabrolohkareen löytöpaikan yli vedetyssä profiilissa (Koitelaisenvosilta S) ei ollut Cu-anomalioita. Geofysikaaliset tutkimukset Syksyllä 1974 kokeili Niilo Puranen Bonanzalla SP-mittauksen soveltuvuutta. Malmijuonet eivät kuitenkaan tällä menetelmällä juuri tulleet esiin. Tähän katsoi N. Puranen mahdollisesti vaikuttaneen sen, että pintaosat olivat kauttaaltaan kosteita ja johtavia ja siten "varjostivat" syvemmällä olevat sulfidiset johteet. Syksyllä 1974 teki N. Puranen vasaraseismisiä luotauksia Bonanzalla ja jatkoi niitä syksyllä 1975 Viuvaloaavan - Koitelaisenvosien alueella. Tuloksia ei vielä ole kvantitatiivisesti tulkittu. N. Purasen mukaan saattoi kuitenkin heti havaita, että irtomaanopeuksien ja kallionopeuksien välillä yleensä ei ollut selvää olkausta, mikä rapakallioalueilla on odotettavissakin. Seismogrammeissa havaittiin myös epäsäännöllisyyksiä, jotka saattavat johtua kallioperän rapautuneista painanteista ja ruhjeista ja toisaalta rapakalliossa olevista rapautumattomista "kokkareista".
29 Kevättalvella 1975 suoritti geofysiikan ryhmä magneettisia ja sähkömagneettisia (Slingram) mittauksia koko Kaitaselän alueella. Näillä pyrittiin selvittämään Cu-mineralisaatioihin liittyviä kivilajeja, rakenteita ja johdevyöhykkeitä. Kaitaselän ja Kustruotomanaavan välillä tunnetut V-horisontit peitettiin myös magneettisilla ja sähkömagneettisilla mittauksilla. Syksyllä 1975 mittasi geofysiikan ryhmä magneettisia profiileja 5 m:n pistevälein V- horisonttien poikki. Bonanzan ympäristössä suoritti geofysiikan ryhmä Turam-mittauksen syksyllä 1975. V-horisontit tulevat näkyviin heikkoina N - S -suuntaisina anomaliajonoina. Tämän "primaarin" anomaliakentän päälle on painettu NE-suuntainen anomaliakuvioitus. Tämä nuorempi malli edustaa joko diabaasijuonisysteemiä tai ruhjeita pitkin tapahtunutta uraliittiutumista. Jyrkkäasentoisiin uraliittiutumisvyöhykkeisiin saattaa liittyä remagnetoitumista. Tämä magneettinen diagonaalisuunta tulee näkyviin myös sähkömagneettisissa kartoissa, mutta näiden anomaliat eivät yleensä yhdy magneettisiin anomalioihin. Eivät myöskään N - S -suuntaiset sähkömagneettiset anomaliat yhdy magnetiittihorisonttien aiheuttamiin anomalioihin. Kaitaselän magneettinen kartta on esitetty kuultona yhdessä alueen Cugeokemiallisen kartan kanssa (liite ). Edellä mainittua "kaukalomallia" tukee se. että magneettisesta kartasta päätellen Bonanzan NW-puolella kaukalon NW-kylki painuu loivasti SE. Toistaiseksi on epäselvää, heijastaako magneettisissa kartoissa näkyvä Länsi-Bonanzan V-muotoinen anomalia magnetiittipitoisia gabroja vai metagabroa. Siellä, missä metagabro on paljastuneena, se ei tule esiin magneettisesti. Bonanzan Cu-juoniparven paikkeille sattuvat sähkömagneettiset anomaliat ilmeisesti aiheutuvat vermikuliittivyöhykkeistä (s. 22). Samantapaisista mineralisaatioista saattavat johtua lähistöllä olevat edellisen suuntaiset ja diagonaaliasentoiset sähköhäiriöt.
30 Geofysiikan osaston tekemä hajapistemittaus ja sen Bouguer-anomaliakartta valmistuivat keväällä 1975. Voimakas positiivinen anomalia kulkee Keivitsasta Koitelaisen tunturin kautta Kaitaselän keskivaiheille. Keivitsasta anomalia kääntyy N ja katkeaa Kivelän kämpän tasalla. Kaitaselästä anomalia levenee Maaselän - Vitsikkolomavaaran ja edelleen Petäjäselän suuntaan, jossa se voimistuu. Tämän anomaliarenkaan keskelle jää negatiivinen anomalia, jonka keskus on Ison Kiviaavan kohdalla. Positiivisen anomalian tulkinta on vaikeata, sillä painavien kloriitti-amfibolikivien aiheuttamat anomaliat "interferoivat" gabrojen synnyttämän anomalian kanssa. Lisäksi sivukivien puolella on gabrosatelliitteja, joiden alueellista jakautumista ei riittävän tarkasti vielä tunneta. Mallitulkintaa ei kannata yrittää, ennen kuin on saatu riittävästi tietoa suhteellisesti kevyempien alumiinirikkaiden liuskeiden ja granofyyrien ja toisaalta painavampien kloriitti-amfibolikivien ja gabrojen tiheyksistä ja niiden alueellisesta jakautumisesta. Toistaiseksi Bouguer-anomaliaa voidaan varovasti ja vaivalloisesti tulkita gabron kalottimallin avulla. Kiviaapojen minimi heijastaa kalotin ohuempia sisäosia. Helikopterilennon aikana näkyi Kiviaavalla lähellä tunturia happamien kivien muodostamia monomiktisia rakkoja, joiden selvittäminen jää maastotutkimusten varaan. Myös geokemian osastolta on saatu tietoja, että Kiviaavoilta on rapakallionäytteinä tullut happamia kiviä. On mahdollista, että intrusiivin pohja (= gneissigraniitti?) tulee esiin doomina tai diapiirinä Rookkijärven ja Koitelaisen välillä. Ikäykset Syksyllä 1974 otettiin Kaitaselän granofyyristä läheltä Bonanzaa näyte ikäystä varten. Talvella haettiin näytteitä Koitelaisen tunturista Lakijängän alueelta, jossa mikroskooppitutkimuksissa oli todettu aktiivista zirkonia hornblendiittipegmatoideissa. Näytteiden zirkonifraktioista teki Geologisen tutkimuslaitoksen geokronologinen laboratorio ikäyksiä. Lakijängän piippupegmatoidien zirkonit antoivat hyvin konkordantin 2435 mv:n iän. Samalle diskordialle sattui kaksi granofyyrin zirkonifraktiota, Jos otetaan
31 huomioon kolmas, kaikkein diskordantein fraktio, tulee granofyyrille jonkin verran nuorempi ikä, 2390 mv. Koitelaisen gabron ikäyksistä ja komatiiteista on tekeillä julkaisu. Petrologiset ja rakennegeologiset tutkimukset Gabrointrusiivin faasikerroksellisuuden ja kryptisen kerroksellisuuden selvittämiseksi tutkittiin mikroskooppisesti tätä varten kesällä 1974 otettuja lisänäytteitä. Lähinnä pyrittiin seuraamaan ns. pigeoniittifaasikontaktia (- kontakteja) ja anortiittipitoisuuden vaihtelua plagioklaasissa. Sekä kryptinen kerroksellisuus että faasikerroksellisuus ovat usein vaikeasti havaittavia. Niillä on kuitenkin hyvin suuri merkitys magman kiteytymisolojen ja näiden kehityksen kuvastajina. Mikäli kerroksellisuuden avulla voidaan konstruoida intrusiivin sisäinen "stratigrafia", päästään selvittelemään intrusiivin nykyistä, poimutus- ja siirrosdislokaatioiden muovaamaa rakennetta. Uusien tutkimusten perusteella näyttää, että alemmaksi ferrogabrohorisontiksi nimetty, inversiopigeoniittia sisältävien gabrojen vyöhyke on maanpintaleikkauksessa vain n. 300-400 m leveä, ja siten paljon kapeampi kuin aikaisemmin piirretyssä faasikontaktikartassa (M 11.1/3741 01, 04/74). Samaan karttaan yhden näytteen perusteella hahmoteltu ylempi pigeoniittikontakti näyttää puuttuvan kokonaan: läntiseltä Koitelaisenvosalta tunnetaan ferrogabroa kahdesta paikasta, mutta ei tämän S-puolelta, niin kuin pitäisi, jos tämä oletettu ylempi kontakti kulkisi samansuuntaisena alemman (ja myös magnetiittifaasikontaktin) kanssa. Myöskään Yläpäänlaen ferrogabroja ei voi yhdistää alempaan ferrogabrohorisonttiin, niin kuin em. kartassa on tehty. Molemmat mainitut ferrogabrot saattavat edustaa alempaa ferrogabrohorisonttia, mutta esiintyvät topografisista ja (tai) tektonisista syistä erillisinä saarekkeina. Kolmas erillinen ferrogabronäyte on tavattu Kustruotomanaavalta 3,5 km E alemmasta ferrogabrohorisontista. Heti tä-
32 män N-puolella on tavallista hyperiittiä. Koska paljastumat ja rekat puuttuvat laajalta alueelta tämän ferrogabron N- ja W-puolelta, ei faasikerroksellisuutta voida täällä kartoittamalla selvittää, niin tärkeätä kuin se V-horisonttien eteläisten jatkeiden seuraamisen kannalta olisikin. Toistaiseksi V-horisontteja voidaan matalalento- ja maastomagneettisilla kartoilla seurata vain n. 0,5 km etelään päin eteläisimmästä ja samalla magnetiittirikkaimmasta rakasta. Kumulusoksidihorisonttien luonnollinen häviäminen kulun suunnassa, esim. jyrkän lateraalisen po 2 - tai Fe 3+ -gradientin vaikutuksesta, tuntuu epätodennäköiseltä. Luultavammin pirotehorisontit ovat siirros- tai poimutusdislokaatioiden väkivaltaisesti katkaisemia. Koitelaisen alueen rakennetulkintojen kannalta on tärkeätä pitää mielessä, että loivakaateisissa kerroksissa suhteellisen pieni vertikaalisiirros synnyttää suhteellisesti suuren näennäisen horisontaalisiirroksen, jossa siirtymä on sitä suurempi, mitä loivempi kerroskaade on. "Vertikaalitektoniikasta" ei toistaiseksi ole varmaa näyttöä. Huomattavia pystysiirtymiä voi liittyä basalttijuonien tunkeutumiseen ja myloniittivyöhykkeisiin. Juuri tämän "väkivaltaisen" tektonisen rakenteen selvitykseen on toivottu apua faasikontakteilta. Pigeoniittikontakti tuntuu sopivimmalta tähän tarkoitukseen, edustaahan se samalla mikroskooppisesti helposti seurattavaa kryptistä kerrosrajaa. Sen arvo vertailuhorisonttina riippuu paljolti siitä, muodostaako inversiopigeoniittia sisältävä gabro riittävän paksun horisontin (tai useita horisontteja), jotta sitä (niitä) voitaisiin näytteenotolla seurata. Tilanne muodostuu hankalammaksi, jos magman ferrorautapitoisuus esim. kumulusoksidien periodisen kiteytymisen tai konvektiovirtausten takia on oskilloinut pigeoniitin vaatiman arvon molemmin puolin (Kapalagulu-intrusiivi). Lisää komplikaatioita aiheutuu, jos po 2 on lateraalisuunnassa vaihdellut, kuten Bushveldissa. Bushveldissa pigeoniittikontakti on samallakin alueella eri profiileissa eri korkeudella. Uudet Bushveld-tutkimukset (esim. Molyneux, 1974, Trans. Geol. Soc. A. Afr. 77, 329-338) ja niiden vertailu Koitelaiseen osoittavat, että näillä int-
33 rusiiveilla on paljon yhteistä, jos erojakin detaljeissa. Kun Bushveldin Kain Zonessa (vastaa Koitelaisen hyperiittejä ja ferrogabroja) plagioklaasin An- % vaihtelee melko vähän ja epäsäännöllisesti (saattaa paikoin ylöspäin mentäessä nousta), ei An-kartoituksesta voinut Koitelaisessa odottaa paljoa apua kryptisen kerroksellisuuden selvittämiseen. Lisäksi Koitelaisen plagioklaasi on vyöhykkeinen; hyperiiteissä An-rikkain vyöhyke on kumulusrakeen keskuksen ja reunan välillä, usein lähellä reunaa. Ferrogabroissa vyöhykkeisyys on normaalia. Hyperiittien An-pitoisuuksissa ja vyöhykkeisyyden vaihtelurajoissa ei ole havaittavissa alueellista trendiä. Yksittäisten kumulusrakeiden An-% vaihtelee 70-55 ferrogabrohorisontin molemmilla puolilla. Tyypillinen koostumusprofiili rakeen keskeltä reunoille mentäessä on (An-%): 62-70 - 62-55. Ferrogabroissa An on hiukan pienempi; vaihtelu eri näytteiden kumulusrakeissa on 69-61 57-47 %. Hyperiiteissä plagioklaasi ja ortopyrokseeni tai plagioklaasi ja molemmat pyrokseenit esiintyvät kumulusfaaseina. Plagioklaasirakeiden An-rikas vyöhyke edustaa ilmeisesti tilannetta, jolloin klinopyrokseeni ei kiteytynyt kumuluksessa. Hiukan pigeoniittikontaktin alapuolella plagioklaasi ja klinopyrokseeni kiteytyivät kumuluksessa ja plagioklaasin vyöhykkeisyys tuli ferrogabroissa normaaliksi.
34 Pienten juoni- ja piippumaisten pyrokseniittipegmatoidien esiintymisestä ferrogabrohorisontissa saatiin lisähavaintoja. Pegmatoidit ovat yleensä plagioklaasipitoisia. Ortopyrokseeni ja inversiopigeoniitti esiintyvät niissä yhdessä. Heti ferrogabron yläpuolella esiintyy anortosiittia (väri-indeksi 4, An-% 69-55). Tämän horisontin leveyttä ei tunneta. Sen käyttöä merkkihorisonttina haittaa se, ettei anortosiitteja plagioklaasin tumman pigmentoitumisen vuoksi voida kentällä juuri tunnistaa; tämäkin anortosiitti tunnistettiin vasta hieessä. Myös pyrokseniittisten horisonttien esiintyminen, Bushveldin tyyliin, on mahdollista, mutta voimakkaan rapautumistaipumuksensa vuoksi pyrokseniitit tuskin ovat löydettävissä rakkoina ja paljastumina. Itse asiassa joidenkin magnetiittirikkaiden gabrojen isäntäkivi edustaakin uraliittiutunutta plagioklaasipyrokseniittia. Plagioklaasin kumulusluonne on helppo tunnistaa, mutta pyrokseeneilla, varsinkin klinopyrokseenilla, adkumuluskasvu on ollut voimakasta, kompleksisten kumulus-adkumulusrakeiden tilavuudessa jopa vallitsevana. Ortopyrokseenissa näkyy lähestyvä pigeoniittikontakti siinä, että normaalin ortopyrokseenikumulusytimen ympärille on kasvanut adkumuluspigeoniittivaippa. Pegmatoideissa kiteytyminen on ollut niin hidasta, että rakeiden reunaosissa suotautunut augiitti muodostaa suurempia alueita. Bonanzan kairauksista saatiin uuttaa merkittävää tietoa intrusiivin yläosan kivilajisuhteista. Kairauksissa (R303) lävistettiin (ylhäältä alas) granofyyri, kaliköyhä granofyyri, metagabro, vaihettumisvyöhyke, sarvivälkegabro, magnetiittirikas sarvivälkegabro ja anortosiitti, johon reikä jäi. Metagabro on tunkeutunut ilmeisesti kerrosjuonena granofyyrin alaosaan. Sillä on uraliittiporfyriittiset jäähtymiskontaktit. Mikroskooppitutkimuksessa ilmeni, että gabron alapuolella granofyyriksi nimetty kivi on hyvin kaliköyhä, koostumuksensa puolesta lähinnä tonaliittinen kivi. Tonaliittisten ja edelleen dioriittisten muunnosten välityksellä granofyyrit vaihettuvat alaspäin
35 mentäessä sarvivälkegabroiksi. Näiden alaosaan liittyy magnetiitti- ja ilmeniittirikasta melanokraattista gabroa ja plagioklaasipitoista hornblendiittia. Tämä oksidirikas kivi vaihettuu nopeasti anortosiitiksi; vaihettumista sotkee kiisupitoisiin juoniin liittyvä alkalimetasomatoosi (albiittiutuminen ja biotiittiutuminen). Kaikki granofyyri-anortosiittisukkession kivet ovat voimakkaasti muuttuneet, mutta meta-etuliitettä ei niille käytetä, koska intrusiiviselle gabrolle metagabro-nimitys on jo vakiintunut. Plagioklaasi on albiittiutunut, sen alkuperäisten kumulusrakeiden hahmot näkyvät epidoottirikkaina kasaumina. Joskus albiittiutumisen yhteydessä on syntynyt granaattia. Oksidirikkaissa gabroissa oksidien alkuperäinen kumulusluonne on vielä näkyvissä, mutta yleensä alkuperäiset titanomagnetiittirakeet ovat skelettiytyneet (biotiittiutuneet ja titaniittiutuneet) ja pahimmillaan valssautuneet biotiitti-oksidinauhoiksi ja linsseiksi. Muita kumulusfaaseja ei ole tunnistettavissa. Metagabrossa muuttuminen (uraliittiutuminen, albiittiutuminen, skapoliittiutuminen, biotiittiutuminen) ja uudelleen kiteytyminen on ollut niin voimakasta, ettei edes alkuperäisiä rakenteita ole näkyvissä; vain ilmeniittiskeletit ja reunamuunnosten uraliittikasaumat viittaavat ilmenomagnetiitin ja pyrokseenin kiteytyneen kumulusfaaseina. Merkille pantavaa on turmaliinin esiintyminen metagabroissa. Metagabron liuskeutuneissa osissa on tapahtunut voimakasta kiillemuodostusta, joka edelleen on skapoliittiutunut. Nämä ns. kiillerikkaat gabrot ovat täysin uudelleen kiteytyneet. Luultavasti vermikuliittiutumisprosessiin liittyy prehniitin, zeoliittien ja savimineraalien muodostusta.
36 Anortosiitissa on interstitiaalista kordieriittia, mikä viittaa magman kontaminoitumiseen Al-Si-rikkaasta sedimenttiaineksesta. Metagabro, Cu-juonien pääasiallinen isäntäkivi, on tunkeutunut granofyyrin alaosaan, ns. kaliköyhään granofyyriin. Metagabron kontaktissa granofyyri on muuttunut sarvivälke-skapoliitti-epidoottikiviksi, jotka syeniittisten kivien (albiitti-biotiitti; albiitti-sarvivälke) välityksellä vaihettuvat granofyyreiksi. R303:sta on otettu näytesarja, josta on tarkoitus hivenien avulla seurata granofyyrien ja gabrojen vaihettumista. Kerroksellisen emäksisen sukkession ja granofyyrien suhde on Koitelaisessa samantapainen kuin Bushveldissa, jossa kaaviokuvista päätellen granofyyri on joskus kosketuksissa emäksisten differentiaattien kanssa, Rajavyöhykkeellä on dioriittisia ja granodioriittisia kiviä. Bushveldissa on tapauksia, joissa gabro on tunkeutunut granofyyriin, joten siellä "granofyyri on vanhempaa kuin ainakin osa gabroa (Molyneux 1974, s. 331)". Tällä gabrolla on jäähtymisreunukset. Molyneux'n (em., s. 335) mukaan tämä edustaa "gabbroic magma squeezed up from the main magma reservoir into the overlying granophyre". Tällainenhan käsitys on ollut Bonanzan metagabron ja pääintrusiivin suhteesta. Bonanzan magma edustaa pitkälle edenneen fraktioitumisen tuloksena syntynyttä magma-annosta, jossa hapen paine oli korkea ja johon Cu oli rikastunut. Sivukivien puolella on tutkittu komatiittisia ultraemäksisiä kiviä ja alumiinirikkaita liuskeita. Komatiiteista on kerätty kuuden näytteen sarja, josta tehtävien silikaattianalyysien avulla tullaan vertaamaan alueen komatiitteja muiden komatiittiprovinssien vastaaviin kiviin. Intrusiivin NE- ja E-puolella alumiinirikkaat kivet ovat sivukivissä vallitsevia. Näissä on välikerroksina amfiboliitteja ja paikoin ilmeisesti intrusiivisia gabroja ja gabrodiabaaseja. Sahama (Bull. 135) oli sitä mieltä,
37 että Keski-Lapin Al-rikkaat liuskeet ovat saaneet aineksensa, joka on etupäässä detritaalista ja hydrolysaattista, rapautuvista emäksisistä ja ultraemäksisistä kivistä. Sahaman analyyseissa oli 410-680 ppm Cr (näytteessä 14/TM/75 500 ppm Cr), mikä on savisedimenteille ehdottomasti liian korkea Cr-pitoisuus, ellei Cr:n lähde ole lähellä tai Cr-rikkaan detritusaineksen määrä suhteellisen suuri. Mikroanalyysin mukaan (T. Paasivirta) Cr:n ainoa merkittävä kantaja on magnetiitti (n. 1 % Cr). Korkea Al yhdessä korkean Ti:n kanssa sopii ainekselle, jossa bauksiittista ainesta on runsaasti. Toistaiseksi Keski-Lapin Al-rikkaita liuskeita on pidettävä komatiiteista joko normaalin rapautumisen tai halmyrolyysin tuloksena syntyneinä. Al-rikkaissa liuskeissa kvartsi, muskoviitti (± paragoniitti?), kloriitti, biotiitti, plagioklaasi (albiitti), sillimaniitti, andalusiitti, kyaniitti, stauroliitti, kloritoidi, granaatti ja epidootti esiintyvät vaihtelevin määräsuhtein ja kombinaatioin. Hyvin yleisesti andalusiitti ja kyaniitti ovat parina; lähekkäisillä alueilla tavataan andalusiitti, sillimaniitti ja kyaniitti. Pari kloriitti-muskoviitti, yhdessä stauroliitin ja andalusiitin sekä kyaniitin kanssa, on alueelle tyypillinen. Vanhempi metamorfoosi edustaa Barrowtyyppistä fasiessarjaa, jonka metamorfoosi on tapahtunut andalusiittikyaniitti-rajan, stauroliitti-kloritoidirajan ja kloriitti + muskoviitti biotiitti -reaktion osoittaman rajan määräämissä puitteissa. Tämän päälle on painettu korkeamman paineen Abukuma (?) -tyyppinen fasies (sillimaniittiparamorfoosit), jossa olosuhteet ovat olleet sill-and-ky -triple pointin läheisyydessä ja klo + mu = bi reaktiorajan "paremmalla" puolella. Edelleen tämän päälle on painettu retrogradi metamorfoosi, jossa biotiitti on taas hajonnut kokonaan tai osittain kloriitiksi ja muskoviitiksi.
38 Metamorfoosiolot heijastuvat myös oksidiparageneesissa, jonka muodostavat magnetiitin (maghemiitin), hematiitin, ilmeniitin ja rutiilin erilaiset kombinaatiot. Nämä muodostavat kompleksisia rakeita. Rutiili, milloin se on mukana, ei ilmeisesti ole tasapainossa. Rakeissa magnetiittiosa pyrkii omamuotoisuuteen, sanoin hematiitti esiintyy mielellään linsseinä magnetiitissa ja itsenäisinä levymäisinä rakeina. Hematiittilinsseissä ja -levyissä ilmeniitti esiintyy niiden pituussuuntaa vastaan kohtisuoraan orientoituneina suotaumalamelleina. Koostumuksensa puolesta Al-rikkaat liuskeet soveltuisivat isogradien sommitteluun, ja tätä on yritettykin, saamatta kuitenkaan kaunista tulosta. Syynä on alueen polymetamorfinen luonne (intrusiivikivien kontaktimetamorfoosi, alueellismetamorfoosi, granuliittimetamorfoosin heijastukset, retrogradi metamorfoosi), metamorfoosiepisodien epätasainen alueellinen ilmeneminen (retrogressiivisesta vaiheesta johtuen?), loiva, komplisoitu tektoniikka ja paljastumien vähäisyys ja epätasainen jakautuminen. Sitä paitsi metamorfoosiopit ovat käymistilassa: triplepointin paikasta kiistellään; kloritoidi-stauroliittireaktio ei ilmeisesti ole divariantti (se on Koitelaisen alueellakin nähty); kloriitti + muskoviitti = biotiitti -reaktio tapahtuu hyvin erilaisissa lämpötiloissa systeemin Mgpitoisuudesta riippuen. Mikäli enemmän tai vähemmän tasapainoisten yhtymien tarkka alueellinen jakautuminen tunnettaisiinkin, saataisiin todennäköisesti melko pienikuvioinen ja komplisoitunut isogradikartta, samantapainen kuin esim. Kandran alueella Biharissa (ks. Chakraborty & Sen (1967) Contr. Mineral. Petrol. 16, 210-232). Täälläkin on isogradien piirtämisessä kohdattu suuria vaikeuksia; mm. kyaniitti on niin sporadisesti ja säännöttömästi jakautunut, ettei sille ole voitu piirtää isogradia lainkaan. Muutkin isogradit on Kandrassa piirretty kloritoidittomille yhtymille.
39 Magneettisen tulkinnan kannalta magnetiitti-hematiitti -isogradin paikantamisella olisi suuri merkitys. Retrogradien muutosten takia ei isogradien aikaansaamisesta kuitenkaan ole toiveita, vaikka Mt/Hm vaihteleekin laajoissa rajoissa: on tapauksia, joissa on magnetiitti ilman hematiittia ja päin vastoin. On vielä korostettava, että viimeaikaisten tutkimusten mukaan magnetiitin muodostus metamorfoosissa ei niinkään heijasta sedimentaation ja metamorfoosin aikaisia po 2 -oloja, vaan hematiitin magnetiittiutuminen liittyy oleellisesti dehydraatioreaktioihin (tällöin happi on systeemissä inertti). Näin ollen dehydraatioreaktioiden antamat isogradit olisivat samansuuntaisia kuin magnetiitti-hematiitti - isogradi. Kuitenkin retrogradit muutokset ovat ilmeisesti modifioineet "silikaattisia" ja "oksidisia" isogradeja eri tavoin. Lisähankaluutta magneettiseen tulkintaan merkitsevät loivat kerroskaateet yhtyneenä brakytektoniikkaan ja makaaviin ja chevronpoimuihin. Remanentin magnetoitumisen vaikutus on vielä arvioimatta. Risto Puranen on mitannut Q-arvot 19:sta näytteestä Kaitaselän - Rovapään liuskealueelta ja 3:sta näytteestä Peurasuvannon alueelta. Yleensä Q-arvot vaihtelivat välillä 0,1-0,5, mutta löytyi myös muutamia erittäin korkeita arvoja: Alrikkaasta liuskeesta Peurasuvannosta 71,18 (K-arvo tosin vain 43 * 10-5 ), arkoosikvartsiitista Palsokasta 28,92 (K-arvo taaskin vain 8 * 10-5 ), Alrikkaasta liuskeesta Rovakummusta 16,10 (K = 6373 * 10-5 ), Al-rikkaasta liuskeesta Rovapäältä 1,78 (K = 6843 * 10-5 ) ja gabrosta Rovapäältä 0,97 (K = 3044 = 10-5 ). Mikäli Q-arvojen (ja vielä RM:n suunnankin?) suuri paikallinen vaihtelu on todellista, se ei ole omiaan helpottamaan muutenkin vaikeata magneettista tulkintaa!
40 Kesän 1975 kallioperäkartoituksessa saatiin lisävalaistusta Koitelaisen gabron N- ja E-puoleisten liuskealueiden tektoniikkaan. Palsokan rantakallioissa esiintyy Al-rikkaan liuskeen alla arkoosikvartsiittia, joka on puristunut isokliinisiksi poimuiksi. Poimuakselitaso on lähes vaakasuora. Rovapään E-puolelta löytyi Al-rikkaasta liuskeesta chevronpoimu. Sen akseli on likimain vaakasuora, akselitason kaade loiva NE (ja vergenssi siten SW), ja amplitudi ainakin 1 m. Chevron- ja ylityöntöpoimut ovat kasvattaneet kerrospaksuuksia. Poimutustyyli yhdessä loivien kaateiden (N- ja NE-puolella n. 10 N, E- puolella 25 30ºE) kanssa selittävät Al-rikkaiden liuskeiden laajan levinneisyyden. Rovapäänkummun W-rinteen alaosasta löytyi kiilleliuskeja arkoosimaisia kiviä, jotka edustavat heikompaa kemiallista rapautumista kuin Al-rikkaat liuskeet. Tällaisten sedimenttikivien esiintyminen on ilmeisesti paljon yleisempää kuin karttakuvasta voi päätellä. Loivien kerroskaateiden ja poimuakselitasojen vaikutus kallioperän kuvioitukseen on ilmeinen: kivilajien rajoissa saattaa esiintyä jyrkkiä polvekkeita ja alueellista tektonista b-suuntaa leikkaavia viivamaisia, siirrosta muistuttavia vyöhykkeitä, joissa kerrokset näyttävät kulun suunnassa äkillisesti katkeavan. Niinpä gabron granofyyrihattu näyttää maanpintaleikkauksessa äkillisesti loppuvan Kaitaselän W-päässä. Kairausja kartoitustiedot yhdistäen saadaan Bonanzan kohdalla granofyyrin kaateeksi n. 6ºN. Tällöin pienetkin vaihtelut granofyyrin alkuperäisessä paksuudessa (myöhemmistä siirroksista puhumattakaan) saattavat merkitä huomattavia "pullistumia" ja kuroutumia granofyyrin nykyisessä maanpintaleikkauksessa. Gabron faasikontakteista olemme jo oppineet, että topografia vaikuttaa täällä huomattavasti kivilajirajojen kulkuun. Ilmeisesti gabrointrusiivilla ja sedimentaatiopohjasta pistävillä doomeilla on ollut voimakas vaikutus poimutustyyliin. Kompetentteina blokkeina ne aiheuttivat ympäröivissä plastisissa liuskekerroksissa disharmonista
41 poimutusta. Itse gabrointrusiivissa poimutusdeformaatiot ilmenivät lievinä taipumina ja lujuuden pettäessä siirroksina. Nämä puolestaan tarjosivat tien vesi-, fluori-, kloori-, hiilidioksidi- ja booririkkaille fluideille, jotka aiheuttivat uraliittiutumista, skapoliittiutumista sekä fluoriitti- ja turmaliinimuodostusta.
42 Ehdotettuja toimenpiteitä Seuraavassa on koottu ehdotuksia geologisten kysymysten selvittämiseksi ja malmiaiheiden jatkotutkimuksiksi. Osa näistä on jo yhteisissä palavereissa pohdittu ja sovittu toteutettavaksi. 1) Malmipiiput: - Pt-metallien analytiikkaa ja malmimikroskooppista tutkimusta jatkettava - kairaus (Winkie tai Ilo-Kalle) Lakijängän piipuilla - kairaus Liesin piipulla - negatiivisten aureolien tutkimus kairanrei'issä - silikaattianalyyseja pegmatoideista - ks. kohta 6. 2) Vanadiinihorisontit: - kairaukset, joilla pyritään lävistämään profiilissa kaikki horisontit, joista on indikaatioita. Tällöin pitäisi saada lävistys alimmista horisonteista (joissa V mt on korkein) ja ylempänä olevista magnetiittirikkaista (V mt korkea) horisonteista - kairansydänaineiston mikroskooppitutkimukset ja mikroanalyysimääritykset - suunnattujen näytteiden otto rei'istä. mikäli magmaattista kerroksellisuutta on näkyvissä - rikastuskokeita porasydänaineistosta - poranreikien systemaattinen suskeptibiliteettiluotaus - Bonanzan vanadiiniaiheen lisäkairaukset, joilla pyrittäisiin sitomaan siellä tavattu V-horisontti(?) Koitelaisenvosien - Kustruotomanaavan horisontteihin - tutkittava ilmeniittirikasteen saannin mahdollisuutta, sekä rikasteen määrää ja laatua
43 - remanentin magnetoitumisen tutkimus suunnatuista porasydännäytteistä. 3) Bonanzan Cu-aihe: - lisäkairaukset Bonanzan ja Länsi-Bonanzan alueella - malmimikroskooppisten tutkimusten jatkaminen, varsinkin kullan esiintymistä silmällä pitäen. 4) Vermikuliittiaihe: - DTA-, TGA- ja röntgentutkimukset - rikastus- ja paisutustutkimukset - kairaukset - sähköisten ominaisuuksien tutkimus tuoreista porasydännäytteistä - vermikuliittiin viittaavien kansanvihjeiden selvitys. 5) Geobotaaniset tutkimukset: - tuhka-analyyseja Lycopodiumista (eri kasvinosista) ja maanäyte-analyyseja kasvupaikoilta. 6) Pedogeokemialliset tutkimukset: - tihennyksiä Kaitaselän Cu-anomalioilla - näytteenoton laajennus Viuvaloaavalla. 7) Geofysikaaliset tutkimukset: - magnetometrausalueen laajennus etelään päin tunnetuista piroterakoista - tiheä magnetometraus tunturialueen piipuilla - gravimetraus tunturialueen piipuilla - tiheä magnetometraus Liesin piipulla ja ympäristössä - gravimetraus ja massa-arvio Liesin piipulla - gravimetraus Bonanzalla
44 - reikäprofiilien vaaitus - gabrointrusiivin gravimetrinen mallitulkinta - gravimetraus Rookkijärven peridotiiteilla kromiittihorisontteja silmällä pitäen - remanenttisuustutkimuksia suunnatuista näytteistä gabron ja sivukivien alueella. 8) Petrologiset ja rakennegeologiset tutkimukset: - happamista kivistä koostuvien rakkojen tarkistus Kiviaapojen gravimetrisen minimin kohdalla - kartoituksen jatkaminen gabron alueella ja ympäristössä - lisänäytteiden keruu magmaattisen kerroksellisuuden tutkimista varten - intrusiivin kryptisen kerroksellisuuden tutkiminen mikroanalyysien avulla - silikaattianalyysit ja hivenanalyysit gabroista, granofyyreista, komatiiteista ja Al-rikkaista liuskeista. Vielä pitäisi pohtia, mitä voitaisiin tehdä Allemaojan Pt-Pd-pitoiselle Ni- Cu-aiheelle (M 19/37/-74/1/10, s. 13, 14,22).
45 Liitteet: 1) Magneettinen kartta, Lakijänkä, 1:1000, M22/3741 01 D/75 2) Kivilajikartta. Koitelaisen gabron NE-osat, 1:50 000, M11.1/3741/76 3) Pedogeokemiallinen kartta. Kaitaselkä, 1:10 000, M35/3741/76 4) Magneettinen kartta, Kaitaselkä, 1:10 000, M22/3741 05A 5) Pedogeokemialliset analyysit, Kaitaselkä 6) Kairanreikäraportit, Kaitaselkä, M19/52/3741/75/R301, M19/52/3741/75/R302, M19/52/3741/75/R303 7) Kairanreikäanalyysit, Kaitaselkä, 8) Kairausprofiili, Kaitaselkä, 1:500, M52/3741/75/301, 302, 303 9) Magnetiittigabrojen rikastuskokeet 10) Luettelo geofysikaalisista kartoista ja profiileista.