Browsing by department "Department of Geology"

Suomessa liukkaudentorjunnassa yleisimmin käytettävä natriumkloridi edistää autojen ja tierakenteiden korroosiota ja on haitallinen ympäristölle muun muassa likaamalla pohjavesiä. Teiden reunoille rakennettavista suojauksista huolimatta paras keino vähentää natriumkloridin aiheuttamia riskejä ympäristölle olisi sen käytön voimakas vähentäminen. Näin ei voida kuitenkaan tehdä, koska teiden tulee olla lain mukaan liikenteen tarvetta tyydyttävässä kunnossa, joten natriumkloridille on voimakas tarve löytää haitattomampi vaihtoehto. Tutkimuksen tavoitteena oli MIDAS-projektiin liittyen selvittää vaihtoehtoisena liukkaudentorjunta-aineena testattavan kaliumformiaatin kaliumin maaperävaikutuksia valtatie 13:ta varrella Kauriansalmen pohjavesialueella Suomenniemen kunnassa alueelta noudetuista maannosprofiileista tehtävien kemiallisten analyysien avulla. Lisäksi tavoitteena oli laboratoriokokeen avulla alustavasti tarkastella kaliumformiaatin vaikutusta pohjavedensuojauksissa käytettävän natriumbentoniitin ja natriumaktivoidun kalsiumbentoniitin paisumisominaisuuksiin. Kaliumformiaatin kaksi talvikautta kestänyt käyttö Kauriansalmen pohjavesialueella näkyi selvästi maannosprofiileissa kaliumpitoisuuksien kohoamisena ja kationinvaihtopaikkojen ionijakauman muuttumisena kaliumvaltaisemmaksi. Muutokset olivat selvimmin nähtävissä 6 - 10 metrin säteellä tiestä ja jopa puolen metrin syvyydellä asti. Tämä kertoo kaliumformiaatin kaliumin nopeasta kulkeutumisesta maaprofiilissa alaspäin. Alueella oli havaittavissa myös pH-arvojen selvä kohoaminen. Kaliumformiaatin osuutta tähän ei kuitenkaan voitu eritellä, koska alueella aikaisemmin liukkaudentorjunnassa käytetty natriumkloridi vaikuttaa edelleen alueen maaperässä. Kaliumformiaatin kaliumilla ei havaittu silmämääräisesti olevan vaikutusta alueen kasvilllisuuteen. Myöskään muiden määritettyjen kationien (Ca, Mg ja Na) pitoisuuksissa ei havaittu huolestuttavia muutoksia. Kaliumformiaatilla havaittiin olevan selvä negatiivinen vaikutus natriumbentoniitin ja natriumaktivoidun kalsiumbentoniitin paisumisominaisuuksiin. Tämä johtui suurimmaksi osin kaliumionin vaikutuksesta, koska formiaatti-ionin vaikutus oli erittäin vähäinen. Tästä huolimatta kaliumformiaatin todellisia vaikutuksia bentoniittia sisältäviin pohjavedensuojauksiin on mahdotonta sanoa ilman lisätutkimuksia, koska maaperän muiden kationien laadulla ja määrällä sekä muilla maaperän ominaisuuksilla on todennäköisesti kalium-ioneja suurempi vaikutus suojauksien toimivuuteen.

The object of this research is to study the mineralogy of the diabase dykes in Suomussalmi and the relevance of the mineralogy to tectonic events, specifically large block movements in the Archaean crust. Sharp tectonic lines separate two anomalies in the dyke swarms, shown on a geomagnetic map as positive anomalies. In one of these areas, the Toravaara anomaly, the diabases seem to contain pyroxenes as a main component. Outside the Toravaara anomaly hornblende is the main ferromagnesian mineral in diabases. The aim of this paper is to research the differences in the diabases inside and outside the anomalies and interpret the processes that formed the anomalies. The data for this study consist of field observations, 120 thin sections, 334 electron microprobe analyses, 19 whole-rock chemical analyses, a U-Pb age analysis and geomagnetic low-altitude aerial survey maps. The methods are interpretation of field observations, chemical analyses, microprobe analyses of single minerals and radiometric age determination, microscopic studies of the thin sections, geothermometers and geobarometers. On the basis of field observations and petrographic studies the diabases in the area are divided into pyroxene diabases, hornblende diabases and the Lohisärkkä porphyritic dyke swarm. Hornblende diabases are found in the entire study area, while the pyroxene diabases concentrate on the area of the Toravaara geomagnetic anomaly. The Lohisärkkä swarm transects the whole area as a thin line from east to west. The diabases are fairly homogenous both chemically and by mineral composition. The few exceptions are part of rarer older swarms or are significantly altered. The Lohisärkkä dyke swarm was dated as 2,21 Ga old, significantly older than the most common 1,98 Ga swarm in the area. The geothermometers applied showed that the diabases on the Toravaara anomaly were stabilized at a much higher temperature than the dykes outside the anomaly. The geobarometers showed the pyroxenes to have crystallized at varying depths. The research showed the Toravaara anomaly to have formed by a vertical block movement, and the fault on its west side to have a total lateral transfer of only a few kilometers. The formation of the second anomaly was also interpreted to be tectonic in nature. In addition, the results of the geothermobarometry uncovered necessary conditions for the study of diabase emplacement depth: the minerals for the study must be chosen by minimum crystallization depth, and a geobarometer capable of determining the magmatic temperature must be used. In addition, it would be more suitable to conduct this kind of study in an area where the dykes are more exposed.