A fluid inclusion study on auriferous quartz veins in the Kaarestunturi Formation, the Central Lapland Greenstone Belt, Sodankylä, Finland

• Main Author: Niemelä, Anton
• Other Authors: Åbo Akademi, Fakulteten för naturvetenskaper och teknik, Geologi och mineralogi
• Format: Other/Unknown Material
• Language: English
• Published: 2020
• Subjects: orogenic gold; fluid inclusion; microthermometry; Kaarestunturi; Niliselkä; gold; quartz; geology; petrology; guld; kvarts; geologi; petrologi; kulta; kvartsi; geologia; petrologia; 1171 Geovetenskaper; Basen; Kumpu; Kvarts; Sirkka; Sodankylä; Lapland
• Online Access: https://www.doria.fi/handle/10024/180379

The central Lapland greenstone belt (CLGB) is known for hosting several orogenic gold deposits. Many of these deposits are thought to be either directly or indirectly associated with the Sirkka Shear Zone (SSZ). The study area of this thesis focuses on the Kaarestunturi and Niliselkä areas that are situated north of the SSZ and 20 km northwest of Sodankylä. The Kaarestunturi gold anomaly has been investigated since the 1970’s. The Kaarestunturi area is part of the Kumpu Group that is the youngest lithostratigraphic sequence within the CLGB. Known auriferous quartz veins and boulders from within the Risti Gold project of Aurion Resources Ltd. were investigated in this study. The aim was to characterize the quartz veins’ mineralogical, textural, and fluid inclusion compositions. An additional aim was to define the pressure temperature conditions of gold mineralization. This investigation was conducted with petrographic microscopy, micro-XRF and microthermometry. The quartz veins were classified according to their structural sense along with their textural aspects. The fault and shear related veins portrayed blockier mineral grains whilst the extensional veins were classified as having elongated mineral grains. The samples contained traces of iron sulphides and accessory minerals such as sericite, micas, chlorite and small amounts of fluorite. Quartz recrystallization as represented by bulging (BLG) and subgrain rotation (SBR) was present in all samples, which indicates maximum temperatures of less than 400 ˚C. The micro-XRF revealed gold to have precipitated simultaneously within pyrite minerals and a CaO-alteration halo surrounding a quartz vein. The microthermometry study on the fluid inclusions resulted in two different compositions: H2O-NaCl and H2O-CO2-NaCl. The salinity of the inclusions varied approximately between 2 and 15 wt. % NaCl. The homogenization temperatures varied between 150 and 350 ˚C. The entrapments of these fluid inclusions took place in pressures between 1.5 and 4.5 kbars. The H2O-NaCl fluid inclusions represented lower homogenization temperatures and lower entrapment pressures than the H2O-CO2-NaCl fluid inclusions. The results from this study support the assumption of the Kaarestunturi and Niliselkä gold to be orogenic in its origin. This conclusion is based on the geological setting, mineral assemblage, pressure, temperature, and composition of the fluid inclusions all of which are in accordance with the orogenic gold model. I det centrala Lapplands grönstensbältet (CLGB) hittas flera orogena guldförekomster. Många av dessa guldförekomster är förknippade med skjuvzonen Sirkka (SSZ). I denna avhandling undersöks potentiella guldanomalier i Kaarestunturi och Niliselkä som är funna i kvartsgångar inom ramarna för projektet Risti Gold som leds av Aurion Resources Ltd. Kaarestunturi har undersökts sedan 70-talet som följd av guldförekomster i området. Kaarestunturi hör till CLGB:s yngsta litostratigrafiska enhet som benämns Kumpugruppen. I denna studie undersöktes kvartsgångar och block i området för att utföra en mineralogisk klassificering samt en texturklassificering. Studien fördjupades med en undersökning av sammansättningen av vätskeinneslutningar som förekommer i kvartsgångarna. Undersökningen gjordes med hjälp av petrografisk mikroskopering, mikro-XRF-analys och med mikrotermometri. Den petrografiska undersökningen resulterade i att proverna innehöll huvudsakligen kvarts tillsammans med accessoriska mineral som sericit, glimmer, klorit och ställvis fluorit. Somliga prover innehöll järnsulfider och andra opaka mineral som stod för endast en liten del av den sammanlagda mineralsammansättningen. Kvartsgångarna klassificerades på basen av deras strukturella aspekter samt mikrotexturer som identifierades med hjälp av petrografisk mikroskopering. Klassificeringen av kvartsgångarna gjordes på basen av fältobservationer och petrografisk mikroskopering. Förkastnings- och skjuvzonsrelaterade kvartsgångar hade mer blockaktiga kvartskorn medan expansionskvartsgångarna hade mer avlånga kvartskorn. Omkristallisation av kvarts kunde påvisas i alla tunnslip vilket även korrelerar med omvandlingstemperaturer på högst 400 ˚C. Mikro-XRF analysen antydde att guldmineraliseringen sammanföll med pyritmineraliseringen. Därtill hittades förhöjda halter av CaO i kontakt med en kvartsgång och en sandsten. Den mikrotermometriska undersökningen gav upphov till två olika sammansättningar av vätskeinneslutningarna: H2O-NaCl och H2O-CO2-NaCl. Saliniteten i proverna varierade mellan 2 och 15 viktprocent NaCl. Homogeniseringstemperaturerna varierade mellan 150 och 350 ˚C och infångningstrycket varierade mellan 1.5 och 4.5 kbar. Vätskeinneslutningarna med en H2O-NaCl-sammansättning hade lägre homogeniseringstemperaturer och lägre infångningstryck än vätskeinneslutningarna med H2O-CO2-NaCl. Resultaten av denna studie stöder hypotesen, enligt vilken områdets guldförekomst är orogent till sitt ursprung. Denna slutsats understöds av områdets geologiska processer och tidpunkter samt resultaten från denna studie. Den mikrotermometriska undersökningen visar att sammansättningen av vätskeinneslutningarna samt tryck- och temperaturförhållandena för vätskeinneslutningsundersökningen är lik de värden som anses korrelera med andra orogena guldförekomster och respektive vätskeinneslutningar.