Kemialliset osittaisuuttotekniikat ja mineraloginen tutkimus moreenin metallien esiintymismuotojen selvittämisessä Haukiputaan-Kiimingin alueella Pohjois-Pohjanmaalla

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242122
Title: Kemialliset osittaisuuttotekniikat ja mineraloginen tutkimus moreenin metallien esiintymismuotojen selvittämisessä Haukiputaan-Kiimingin alueella Pohjois-Pohjanmaalla
Author: Toivanen, Petja
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242122
http://hdl.handle.net/10138/302117
Thesis level: master's thesis
Discipline: Geologia
Abstract: Haukiputaan ja Kiimingin alueella sijaitseva Pohjois-Pohjanmaan, eli Kiimingin vulkaanis-sedimenttinen liuskejakso sisältää litostratigrafisten tulkintojen ja kansannäytteiden perusteella SEDEX-tyyppisten sinkki-, kupari-, lyijy- ja hopeamalmien suhteen potentiaalisia yksikköjä. Sinkin ja kuparin sulfidimalmien suhteen erityisen kriittisiä ovat alueella yleisesti esiintyvät fylliitit ja mustaliuskeet, kun taas lyijyn sulfidimalmin ja hopean suhteen kriittisiä ovat alueella esiintyvät dolomiittipitoiset kivet. Aiemmin tehdyissä moreenin kohteellisissa malmitutkimuksissa ei löytynyt varsinaisia malmiesiintymiä, mutta kohonneita ras-kasmetallien kokonaispitoisuuksia kyllä. Samojen tutkimusten yhteydessä tehtiin moreenin hienofraktiolle joukko erilaisia kemiallisia osittaisuuttoanalyysejä, joiden tarkoitus oli selvittää raskasmetallien (Co, Cu, Ni, Pb, Zn) geokemiallinen fraktioituminen. Tässä työssä käsitellään ensimmäistä kertaa osittaisuuttojen tuloksia 20 näytteestä, jotka sijaitsevat pääasiassa malmipotentiaalisiksi arvioiduilla alueilla. Käsiteltäviä osittaisuuttomenetelmiä ovat sulfidiselektiiviset KClO3-HCl-uutto ja H2O2-askorbiinihappouutto, heikosti sitoutuneita metalleja liuottava sitruunahappouutto, sekä sekvenssiuutto. Kokonaispitoisuudet määriteltiin HNO3 + HCl + HF + HClO4-kokonaisliuotuksella ja XRF-analyysillä. Lisäksi kymmenestä näytteestä valmistettiin kiillotettu ohuthie, joiden mineraloginen koostumus määritettiin erityisesti sulfidien esiintymisen osalta SEM-EDS:n avulla. Sinkin, kuparin ja lyijyn suhteen malmipotentiaalisilla alueilla kyseiset metallit ovat sitoutuneet pääosin moreenin sulfidifraktioon. Mineraloginen tutkimus osoittaa, että erityisesti kuparikiisua ja sinkkivälkettä esiintyy huomattavia määriä. Osittaisuuttomenetelmien tehokkuudessa ei ollut huomattavissa suuria eroja, joskin KClO3-HCl-uutto oli aavistuksen tehokkaampi, kuin H2O2-askorbiinihappouutto. Sekvenssiuuton sulfidiselektiivinen uutto osoittautui lyijyn osalta heikoksi verraten muihin sulfidiselektiivisiin menetelmiin. Tulokset osoittavat, että osittaisuuttomenetelmien käyttö ja mineraloginen tutkimus ovat hyödyllisiä apuvälineitä metallien esiintymismuotojen selvittämisessä ja malminetsinnässä.North Ostrobothnian, or Kiiminki volcanic-sedimential schist belt, which is located in Haukipudas-Kiiminki-area in northern Finland, contains, according to lithostratigraphic interpretation and found ore-bearing rocks, potential units for occurrence of SEDEX-type zinc, copper, lead and silver sulphide ores. Commonly found in the area, phyllites and black shales are critical for occurrence of zinc and copper ores, whereas dolomite-bearing rocks are critical for occurrence of lead and silver ores. However, the previous geological study in the area has been sparse. During previous detailed ore studies of moraine in the area no actual ore deposits were found, but some elevated heavy metal total concentrations were detected. Simultaneously with the previously mentioned studies, a handful of different kinds of chemical partial extraction analyses were carried out for the fine-grained fraction of moraine. The meaning of the-se analyses was to find out the geochemical fractioning of heavy metals (Co, Cu, Ni, Pb, Zn) in the area. The results of chemical partial extraction analyses for 20 samples that are mainly taken from potentially ore critical areas are now discussed for the first time. The partial extraction methods discussed here are sulphide selective KClO3-HCl-extraction and H2O2-ascorbic acid-extraction, labile selective citric acid extraction and sequential extraction. Total concentrations were analyzed using HNO3 + HCl + HF + HClO4 – total dissolution and XRF-analysis. Furthermore, polished thin sections were prepared of ten samples. The mineralogical composition, especially the occurrence of sulphides, was analyzed from thin sections using SEM-EDS. The results show that zinc, copper and lead were mostly associated to the sulphide fraction of moraine in the areas where the metals in question are considered ore potential. The mineralogical study shows, that especially chalcopyrite and sphalerite are present in great numbers. There were no significant dif-ferences in effectivity of different partial extraction methods, although KClO3-HCl-extraction was a little bit more effective than H2O2-ascorbic acid-extraction. The effectivity of the sulphide selective phase of sequential extraction to lead was weaker compared to other sulphide selective methods. The results suggest that partial extraction methods and mineralogical study are useful tools in defining geochemical fractioning and ore prospecting in moraine.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Toivanen_Petja_Pro_gradu_2018.pdf 53.92Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record