JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

The Pintamo block is the southernmost part of the 2440 Ma old Koillismaa mafic Layered Intrusion. The Intrusion consists of several different blocks believed to be once a single sheet-like layered intrusion, but afterwards disintegrated by the Svecofennian orogeny. The Koillismaa Intrusion consist of Layered Series and Marginal Series. Marginal reversal structure is characteristic for the Marginal Series in Koillismaa; however, it is common feature in many layered intrusions worldwide. Sulfide-rich Ni-Cu-PGE deposits have been found to occur particularly in the Marginal Series in the Koillismaa Intrusion. The occurrence of PGE-, gold-, and silver-bearing minerals have been studied previously for example in the Haukiaho, Kuusijärvi, and Porttivaara Marginal Series as well as in the Rometölväs Reef. The Pintamo Marginal Series (MS) has not been studied previously for its precious metal mineralization and the aim of this study is to investigate what PGE-, gold-, and silver-bearing minerals occur in the Pintamo Marginal Series.

Over 1100 m deep drillhole was drilled by the Geological Survey of Finland (GTK) in the Pintamo Marginal Series and 14 thin sections were made from it for this study. Petrography of the host rocks were studied with transmitted light microscope. Whole rock analyses were conducted by GTK from the drill core, and based on these results, four thin sections with highest Pt+Pd+Au grades were chosen for further analysis. Thin sections were manually studied using field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and analyzed with energy-dispersive x-ray spectroscopy detectors (EDS) and electron probe microanalyzer (EPMA). In this study 64 mineral grains were found and 42 of them were identified. 39 of found mineral grains were PGE-, gold-, and silver-bearing minerals.

The results of this study show that the Pintamo Marginal Series contains precious metal phases. Merenskyite-melonite-moncheite solid solution series and palladium-tellurides are the most common PGM minerals in the Pintamo MS. Palladium is enriched the most in the Pintamo MS comparable to elsewhere in the Koillismaa Layered Intrusion. Most of the PGE-, gold-, and silver-bearing mineral grains are hosted by silicates, or they occur at the boundary between silicate and sulfide. This indicates that precious metals have been crystallized later in system or as a result of post-magmatic alteration. The result of this study confirms the ore potential of the Koillismaa Layered Intrusion.

Koillismaan kerrosintruusion Pintamon reunasarjan PGE-faasien mineraloginen kuvaus

Tiivistelmä

Pintamon blokki on 2440 miljoonaa vuotta vanhan Koillismaan mafisen kerrosintruusion eteläisin osa. Koillismaan kerrosintruusio koostuu useasta blokista, jotka ovat luultavasti joskus muodostaneet yhtenäisen kerroksellisen intruusion, mutta myöhemmin hajonneet erilleen Svekofennisen orogenian aikana. Koillismaan intruusion blokit voidaan jakaa kerrossarjoihin ja reunasarjoihin. Reunasarjoille ominaista on käänteinen kerroksellisuus, jota havaitaan useasti myös muiden kerrosintruusioiden reunasarjoissa maailmanlaajuisesti. Sulfidisten Ni-Cu-PGE mineralisaatioiden on havaittu esiintyvän erityisesti näissä reunasarjoissa Koillismaan kerrosintruusiossa. Jalometallien esiintymistä on tutkittu aiemmin esimerkiksi Haukiahon, Kuusijärven ja Porttivaaran reunasarjoissa sekä Rometölvään kerrossarjassa. Pintamon blokin reunasarjan mahdollisia jalometalliesiintymiä ei ole aiemmin tutkittu ja tämän pro gradu -tutkielman tarkoitus on ollut tutkia, esiintyykö myös Pintamon reunasarjassa jalometalleja.

Tutkimuksia varten Geologian tutkimuskeskus (GTK) kairasi Pintamon reunasarjaan yli 1100 m ylettyvän syväreiän, josta tehtiin tätä tutkimusta varten 14 ohuthiettä. Ohuthieistä tutkittiin kivien petrografiset ominaisuudet mikroskoopilla. GTK:n tekemien kokokivianalyysien perusteella valittiin neljä ohuthiettä, joissa oli korkeimmat Pt+Pd+Au-pitoisuudet ja ne tutkittiin manuaalisesti käyttäen kenttäemissiopyyhkäisyelektronimikroskooppia (FE-SEM) sekä EDS-alkuaineanalysaattoria ja mikroanalysaattoria (EPMA). Tutkimuksissa löydettiin yhteensä 64 mineraaliraetta, joista 42 identifioitiin. 39 löydetyistä mineraalirakeista oli PGE-, kulta- ja hopeapitoisia mineraaleja.

Tämän tutkimuksen tuloksena voidaan todeta Pintamon reunasarjan sisältävän jalometallifaaseja. Merenskyiitti-meloniitti-mocnheiitti seossarjaan kuuluvat mineraalit sekä palladium-telluridit ovat yleisimpiä Pintamon reunasarjassa esiintyviä platinaryhmään kuuluvia mineraaleja. Palladiumia esiintyy eniten jalometalleista Pintamon reunasarjassa, kuten todistetusti muuallakin Koillismaan kerrosintruusion reunasarjoissa. Suurin osa PGE-, kulta- ja hopeapitoisista mineraaleista esiintyy yhdessä silikaattien kanssa tai silikaattien ja sulfidien rajapinnalla. Tämä kertoo jalometalleja sisältävien mineraalien kiteytyneen myöhemmässä vaiheessa sulfidien jälkeen tai niiden uudelleen asettumisesta voimakkaan muuttumisen tuloksena. Tutkimuksen tulokset vahvistavat Koillismaan kerrosintruusion malmipotentiaalia.