fi=1171 Geotieteet|sv=1171 Geovetenskaper|en=1171 Geosciences|
https://www.doria.fi:443/handle/10024/92073
2024-03-29T09:22:08ZThe dyke porphyries in Kiirunavaara - geology, geochemistry, mineralogy, and age
https://www.doria.fi:443/handle/10024/188784
The dyke porphyries in Kiirunavaara - geology, geochemistry, mineralogy, and age
Pihl, Joachim
The Kiirunavaara iron oxide-apatite (IOA) ore deposit in the Norrbotten county of northern Sweden is well-known worldwide as it has been studied extensively throughout decades and is the largest IOA deposits known to this day. The subject of this thesis is a group of porphyry dykes (DPs) that irregularly intrude the Kiirunavaara footwall rocks and ore body to then disappear into the hanging wall rocks. The up to >10m wide dykes varies from red, green to dark colours and comprise pale glomerocrysts of feldspar often together with clinopyroxene, amphibole, and titanite, in an aphanitic groundmass. Variation in groundmass colours represent ratios of green silicates clinopyroxene and amphibole to iron oxide staining of the fine-grained feldspar matrix, resulting in sample groundmasses to be either green or red, respectively. Replacement of green silicates by biotite represent dark coloured samples.
The volcanic silicate host rocks to the Kiirunavaara iron ore are extensively Na- metasomatically altered, including the DPs. Geochemical major element classifications plots show that the DPs in a range from intermediate trachyandesite to a felsic rhyolitic composition, largely overlapping both hanging wall and footwall rocks. However, in immobile trace element diagrams they plot essentially in the rhyolitic/dacite fields, again overlapping completely with the hanging wall rocks, while foot wall rocks are separated into the andesite fields. The DPs, together with the volcanic porphyries, plot as metaluminous indicating metaigneous sources, and geotectonic discrimination diagram using Ta/Yb v. Th/Yb show a dominantly active continental margin environment for the DPs. A LA-ICP-MS U-Pb zircon age determination of one sample yielded a concordia age of 1880±4 Ma (MSWD=0.79; n=26), which represent the DPs crystallization age.
Results from this thesis concludes the fact that the dyke porphyries of Kiirunavaara share inseparable textural characteristics with the hanging wall rocks as well as completely overlapping each other geochemically and fall within the same age range. Therefore, the DPs are closely associated to the volcanic evolution of Kiirunavaara, representing magmas of identical composition to the hanging wall volcanics and interpreted as feeder channels to that volcanism. Intrusions of DPs occurred in an active continental margin environment and crosscutting relations to the ore body indicate pulses of DP-magma to occur at the waning stages of footwall and ore magmatism. Geochemical differences in green and red DPs suggest they originate from separate magma pulses.
2024-03-28T08:56:35ZGeokemisk och petrografisk variation av glimmerskiffer i förhållande till pegmatiter i Österbottens skifferbälte, Seinäjoki- och Kuortaneregionen, Finland
https://www.doria.fi:443/handle/10024/188524
Geokemisk och petrografisk variation av glimmerskiffer i förhållande till pegmatiter i Österbottens skifferbälte, Seinäjoki- och Kuortaneregionen, Finland
Tiala, Andy
Övergång till grön teknologi kommer att öka efterfrågan på kritiska grundämnen definierade av Europeiska unionen (EU), t.ex. litium (Li), cesium (Cs) och tantal (Ta). Ekonomiskt intressanta pegmatiter i LCT-familjen (Li, Cs och Ta) förekommer i Österbottens skifferbälte där pegmatitprospektering är problematiskt eftersom morän täcker berggrunden i hög grad. De hällar som är blottade i området utgörs också typiskt av glimmerskiffer som pegmatiter skär. Det primära syftet med denna pro-gradu avhandling är att analysera geokemin och petrografin av glimmerskiffer i förhållande till olika utvecklade pegmatiter i Seinäjoki- och Kuortaneregionen i Österbottens skifferbälte. Tolkningen av den geokemiska och petrografiska variationen kan ha en inverkan på identifiering av metasomatos och omvandlingsmineral i glimmerskiffer orsakad av pegmatiter. För att lösa forskningsfrågan gjordes provtagning på glimmerskiffer i fem olika provtagningsområden i profiler vinkelrätt mot skiffrigheten (ca öst- väst) som pegmatiter följer parallellt. Glimmerskiffer runt anrikade pegmatiter hade en stor variation av Li, Cs och Rb, finkornig textur och glimmerrik mineralsammansättning. Glimmerskiffer runt icke-anrikade pegmatiter hade en jämn variation av Li, Cs och Rb, medelkornig textur, glimmerfattig mineralsammansättning samt metamorfa indexmineralen sillimanit och granat. Om dessa resultat stämmer kan det vara möjligt i pegmatitprospekteringsarbete att också fokusera på glimmerskifferns mineralogi och geokemi – åtminstone i Österbottens skifferbälte. Denna avhandling gjordes i samarbete med geologiska forskningscentralen.
2024-02-06T07:46:21ZHydrologins, markegenskapernas och sulfatjordsförekomstens inverkan på vattenkvaliteten i Toby å och dess delavrinningsområden
https://www.doria.fi:443/handle/10024/187606
Hydrologins, markegenskapernas och sulfatjordsförekomstens inverkan på vattenkvaliteten i Toby å och dess delavrinningsområden
Linnamaa, Jarkko
Sulfidrika jordar hittas runt om i hela världen och i Finland förekommer de mestadels i kustområdena. I Finland har sulfidlerorna efter den senaste istiden bildats i Östersjön varefter de har höjts ovanför havsnivån på grund av landhöjning. Till följd av bl.a. intensiv dränering har sulfidlerorna kommit i kontakt med syre som leder till att de oxideras till sura sulfatjordar (pH < 4). Sura sulfatjordarna orsakar miljöskador genom att läcka ut tungmetaller och syra i vattendragen.
Denna pro gradu-avhandling handlar om att förstå hur förekomsten av sura sulfatjordar och flödesskillnaderna mellan olika typer av delavrinningsområden under olika årstider påverkar vattenkvaliteten i Toby å. I arbetet provtogs vatten från 71 olika provpunkter i Toby ås avrinningsområde av vilka 16 vattenprov togs från huvudfåran samt 47 prov från inflödesdiken/bäckar. För 8 inflöden togs därtill prov längre uppströms där andelen skogsmark var betydligt större. Provtagningen gjordes under olika hydrologiska förhållanden vid fyra olika provtagningstillfällen som var i augusti, oktober, november och april. Från alla vattenprov mättes pH och elektrisk konduktivitet samt halterna av metaller och anjoner. Vid de flesta provpunkterna mättes flödet; inflöden med korresponderande skogsdominerade provtagningspunkter prioriterades.
Vattenkvaliteten försämrades märkbart när flödet steg. Områdena med hög andel sura sulfatjordar hade större variation i specifik avrinning medan skogsområdena var hydrologiskt stabilare. Vattenkvaliteten i avrinningsområdet var mycket dåligt i oktober, november och april på grund av sura sulfatjordarna som blev hydrologiskt aktiverade i de höjda flödesförhållandena.och sköljde ut aciditet och tungmetaller. Vattenkvalitetén i Toby å försämrades tydligt vid 40 meters höjd över havet och en markant försämring skedde vid 20 meter över havet. Försämringen korrelerade tydligt med ökning i andelen sura sulfatjordar.
2023-06-30T07:13:10ZFörekomst och masstabilisering av sulfidlera i Åbo
https://www.doria.fi:443/handle/10024/187224
Förekomst och masstabilisering av sulfidlera i Åbo
Strandell, Walter
I denna studie har utbredningen av sulfidleror i Åbo sammanställts på basis av tidigare undersökningar samt undersökningar som gjorts under detta arbete. Fysikalisk-kemiska egenskaper, inklusive kornstorlek, organisk halt, svavel- och metallhalter samt aciditet har bestämts för valda leror. Därtill undersöktes hållfastheten samt lösligheten och aciditeten i leror som stabiliserats med bindemedlen cement, masugnsslagg, flygaska, masugnsslagg och osläckt kalk.
I denna studie har 15 identiska kombinationer av bindemedel använts för att jämföra hållfasthetsutvecklingen mellan sulfidlera från Åbo torg och icke-sulfidhaltig lera från Riitasuogatan. Restprodukter från industrin (masugnsslagg och flygaska) har tillsatts till cement i ett försök att minska på bindemedlets koldioxidavtryck.
Både sulfidleran som sedimenterats i det bräckta Littorinahavet samt den underliggande Ancylusleran som sedimenterats i sötvatten är mycket porösa/ostabila i Åbo och på basis av viktsonderingsdata kunde ingen skillnad ses mellan de två lerorna. Efter masstabilisering var däremot den slutliga hållfastheten för sulfidleran från Åbo torg var avsevärt sämre jämfört med sötvattenleran från Riitasuogatan. Det krävdes ungefär dubbelt mera bindemedel för att stabilisera sulfidleran. Orsaken till skillnaden torde vara relaterad till sulfidhalten, men oklart i vilken mån andra fysikalisk-kemiska egenskaper medverkade. Cement eller osläckt kalk kunde inte fullständigt ersättas av restprodukter.
Masstabilisering ger de porösa lerjordarna i Åbo en förbättrad hållfasthet och förhindrar potentiella försurningsprocesser som sulfidvittring orsakar. Den kraftiga ökningen i pH som cement och osläckt kalk orsakar ger metallerna en lägre mobilitet och därför urlakas dessa inte från de masstabiliserade lerjordarna. Också möjligt att lösta metaller konsumeras vid härdningsprocesserna genom att de binds i reaktionsprodukterna i lerans porutrymmen. Masstabiliseringen minskar således också miljörisker.
Resultaten visar att sulfidlerornas utsträckning är betydligt större än väntat och bör i framtiden beaktas vid planering av byggnadsprojekt. Sulfidlerorna förekommer främst i låglänta områden vanligen max 10 m över havet, men påträffades som högst ända upp till 17 m över havet. Obehandlade sulfidleror blir sura och lakar ut stora mängder metaller om de oxideras samt kan orsaka korrosion på betong- och metallkonstruktioner. De är av naturen ostabila och vid masstabilisering kan det behövas mera bindemedel än vanligt.
2023-05-31T08:12:30Z