Kuetsjärven vulkaanisen muodostuman vulkanologia ja geokemia Petsamon vihreäkivivyöhykkeellä

Abstract

Petsamon vihreäkivivyöhyke on osa luode-kaakkosuuntaista paleoproterotsooista Petsamo-Imandra/Varzugan vyöhykettä Kuolan niemimaalla. Petsamon vihreäkivivyöhyke jaetaan Pohjois-Petsamon ja Etelä-Petsamon ryhmiin, jotka erottaa toisistaan Poritashin siirrosvyöhyke. Pohjois-Petsamon ryhmä koostuu neljästä syklisestä sedimenttisten ja vulkaanisten kivien muodostumaparista, jotka ovat Neverskrukkin ja Ahmalahden muodostumat sekä Kuetsjärven, Kolosjoen ja Pilgujärven sedimenttiset ja vulkaaniset muodostumat. Etelä-Petsamon ryhmä koostuu tektonisten liikuntojen yhteen kasaamista muodostumista, jotka on nimetty maantieteellisten sijaintiensa mukaan.

Tässä työssä tutkittiin Pohjois-Petsamon Kuetsjärven vulkaanisen muodostuman vulkanologiaa ja geokemiallista koostumusta. Lisäksi tutkielman mielenkiintona oli vulkaniiteissa esiintyvät ”Suureen hapettumistapahtumaan” (GOE) viittaavat tekijät, kuten vulkaniittien korkea hapettumisaste. Työn aineisto on saatu kansainvälisestä ICDP-kairausohjelman (International Continental Scientific Drilling Program) FAR-DEEP projektista, jossa suoritettiin kairauksia v. 2007 Venäjällä Kuolan niemimaalla sekä Venäjän Karjalassa. Kuetsjärven vulkaanisen muodostuman keskiosaan kairatusta FAR-DEEP-reiän 6A kairansydämestä tutkittiin vulkaniittien rakenteita käyttäen ohuthieitä ja kairasydänten valokuvia. Geokemiallinen näytteenotto tehtiin kairansydämestä 8 m:n välein, ja näytteet analysoitiin käyttäen seuraavia menetelmiä: XRF, Leco SC-444, ICP-AES ja ICP-MS.

Kairareikä 6A lävistää Kuetsjärven vulkaanisen muodostuman ylemmän vulkaanisen jäsenen alaosan, konglomeraattijäsenen kokonaan ja alemman vulkaanisen jäsenen yläosan. Kairareiän vulkaniitit on jaettu 9 yksikköön niiden kivilajien, rakenteiden ja geokemian perusteella. Vulkaaniset yksiköt nimettiin kairareiän pohjalta alkaen aakkosilla (A-H) ja vulkaniittijäsenten välissä oleva konglomeraattinen kerros on nimetty konglomeraattijäseneksi. Vulkaaniset yksiköt koostuvat pääasiassa ilmanalaisista vulkaniiteista, jossa esiintyy mm. manteleita, virtausrakenteita ja laavabreksioita. Yksiköiden kivilajeina esiintyy mm. trakydasiitteja, trakyandesiitteja ja rhyodasiitteja. Yksikkö B eroaa merkittävästi muista yksiköistä ilmanalaisten vulkaniittien rakenteiden puutteeltaan ja geokemialtaan. Sen on tulkittu olevan intrusiivinen diabaasiyksikkö. Ylempää vulkaanista jäsentä edustava yksikkö H eroaa myös muista yksiköistä basalttisella koostumuksellaan.

Kuetsjärven vulkaniittien korkea hapettumisaste voi olla primäärisen tai sekundäärisen tekijän aiheuttamaa. On mahdollista, että vulkaniittien hapettumiseen vaikutti hapettunut ylävaippa ja erilaiset vulkaniittien magmaan vaikuttaneet fysikaaliset tekijät, esim hiilidioksidin poistuminen magmasta. Joka tapauksessa iältään vulkaniittien hapettuminen on vanhempaa kuin alueellinen metamorfoosi. Kuetsjärven vulkaniiteissä esiintyvät hematiitti ja hematiittiraidat sekä manteleissa esiintyvät kvartsin ja hematiitin muodostamat rakenteet viittaavat sekundääriseen oksidaatioon, joka indikoi, että pohjaveden ja siten myös ilmakehän happipitoisuus olisi ollut korkea diageneesivaiheessa.