Ahti Simonen

Kaakkois-Suomen rapakivimassiivinkartta-alueiden kallioperaSummary: Pre-Quaternary rocks of the map-sheet

areas of the rapakivi massif in SE Finland

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUSGEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND

ESPOO 1987

WOMEN GEOLOGINEN KARTTA 1 :100 000GEOLOGICAL MAP OF FINLAND 1:100 000

KALLIOPERAKARTTOJEN SELITYKSET LEHDET - SHEETSEXPLANATION TO THE MAPS OF 3023+3014PRE-QUATERNARY ROCKS 3024

304130423044311331313133

SUOMEN GEOLOGINEN KARTTA GEOLOGICAL MAP OF FINLAND1 :100 000

Kallioperakarttojen selityksetExplanation to the maps of Pre-Quaternary rocks

Ahti Simonen

KAAKKOIS-SUOMEN RAPAKIVIMASSIIVINKARTTA-ALUEIDEN KALLIOPERA

Summary: Pre-Quaternary rocks ofthe map-sheet areas of the rapakivi massif in SE Finland

Geologian tutkimuskeskus - Geological Survey of Finland

Espoo 1987

Simonen, A ., 1987 . Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin kartta-alueiden kalliopera .The Pre-Quaternary rocks of the map-sheet areas of the rapakivi massif in SEFinland . Suomen geologinen kartta 1 : 100 000 . Kallioperdkarttojen selitykset,3023+3014, 3024, 3041, 3042, 3044. 3113, 3131, 3133 . 49 pages, 17 figures and 6tables .

The map-sheet areas described in this explanation consist mainly of thedifferent varieties of the rapakivi granite belonging to the Wiborg rapakivi massif insoutheastern Finland . Country rocks of the massif consist of Svecokarelidic metamorphic and plutonic rocks penetrated by some Subjotnian diabases . The rapakivi cutssharply the country rocks and its intrusion has caused contact metamorphicalterations . The foreign rock fragments and roof pendants of the rapakivi massifconsist of Svecokarelidic and Subjotnian rocks .

The broad rapakivi area is composed of many petrographic varieties ofpotassium rich granitic rocks . The various rapakivi granites differ from each othermainly in regard to textural features, but there are also slight differences between thevarieties in chemical and mineralogical composition . Most abundant are porphyriticrapakivi granites, but also even-grained types occur .

The different varieties of the rapakivi granites of the Wiborg massif and theirmineralogy and chemistry has been described . Furthermore, the age, petrology andstructure of the rapakivi massif has been presented .

The text is in Finnish, with figure and table captions and a summary in English .

Key words : areal geology, explanatory text, bedrock, rapakivi, Wiborg Massif,Proterozoic, Finland

Ahti SimonenOtakuja 3 D 46, 02150 Espoo 15, Finland

ISBN 951-690-250-2Helsinki 1987 . Valtion painatuskeskus

1 463060B

SISALTO - CONTENTS

Alueja tutkimusvaiheet 5Kallioperan yleispiirteet 7Rapakivimassiivin sivukivet 8Rapakiven sulkeumat 9Rapakivi 13

Rapakivimuunnokset 15Viborgiitti 15Tumma viborgiitti 16Pyterliitti 18Porfyyrinen rapakivigraniitti 18Tumma tasarakeinen rapakivi 19Tasarakeinen sarvivalkerapakivi 21Tasarakeinen biotiittirapakivi 23Kymin harmaa rapakivi 23Porfyyriapliitti 24Pegmatiitti-, apliitti- ja kvartsijuonet 24Kvartsiporfyyri 24

Mineralogia 25Kemismi 29Ika ja muunnosten keskinaiset ikasuhteet 31Petrologia 32Rakenne 34Kaakkois-Suomen rapakivialueen ja sen ympariston kaivannaiset 39

Summary : Pre-Quaternary rocks of the map-sheet areas ofthe rapakivi massif in SE Finland 41Introduction 41Country rocks of the rapakivi 41Eruptive breccias and roof pendants of the rapakivi 41Rapakivi 42

Rapakivi varieties 42Mineralogy 44Chemistry 44Age 45Petrology 45Structure 46

Kirjallisuutta - References 47

ALUE JA TUTKIMUSVAIHEET

Tassa selostettavien karttalehtialueiden kalliopera kuuluu laajaan Kaakkois-Suo-men ell Viipurin rapakivimassiiviin . Alueen kallioperaa on kuvattu aikaisemminseuraavilla 1 :200 000 -mittakaavaisilla geologisilla karttalehdilla ja niihin liittyvissaselityksissa :

lehti no 4 - Pellinge (Moberg 1889),lehti no 7 - Porvoo (Moberg 1888),lehti no 8 - Lahti (Moberg 1888),lehti no 19 - Suursaari (Ramsay 1892),lehti no 27

Hamina (Moberg 1895),lehti no 22

Valkeala (Sederholm 1893),lehti no 28

Sakkijarvi (Berghell & Frosterus 1897),lehti no 33

Viipuri (Berghell 1899) .

Kaakkois-Suomen rapakivialueen pohjoisin osa on esitetty 1 :400 000 -mittakaavai-sella Mikkelin vuorilajikartalla ja siihen liittyvissa Frosteruksen (1903) kirjoittamassavuorilajikartan selityksessa . Edella mainitun aineiston lisiksi erikoisesti Wahlin (1925ja 1938) ja Hackmanin (1934) Viipurin rapakivialueelta suorittamat erikoistutkimuksetovat olleet avuksi alueen 1 :100 000 -mittakaavaisten karttalehtien ja taman selityksenlaadinnassa .

Rapakivialueen uudelleen kartoittaminen aloitettiin vuonna 1954 . Kenttatyotsuoritettiin kirjoittajan johdolla ja niihin osallistuivat :

P. Eenila 1957, A-L . Harvela (o .s . Peltonen) 1961-62, P . Homer 1959-60, S .Kaitaro 1956, T. Kaukonen 1959, J . Kiuas 1957, R . Kuusela 1959, I . Laitakari1955-57, M . Laitala 1954-55, 1961, R . Lappalainen 1961, R. Lauerma 1955, S .Lavikainen 1961, M . Lehijarvi 1953-55, 1957, L . Lemmetti 1959, A . Lonka 1956, R .Marjonen 1958, K . Merilainen 1955-58, 1964-65, R . Niemela 1961, 1968-69,1975-76, M . Salmi 1958, A . Simonen 1954-56, T . Simonen 1958, M . Tyni1956-57, A . Tyrvainen 1956-57, M . Vilkki 1957, K . Virtakainen 1960, A. Vorma1958-60, P. Vahasarja 1956-58, P . Wasenius 1968-69, M. Ylinen 1956 .

5

6

Kuva 1 . Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin artta-alueet .Fig . 1 . Map-sheet areas of the rapakivi massif in SF. Finland.

Kaakkois-Suomen rapaklvimassiivi ulottuu monille 1 :100 000 -mittakaavaisillekartta-alueille (kuva 1), jotka ovat karttalehtien ilmestymisjarjestyksessa lueteltuinaseuraavat :

AHVENISTO

SUOMENNIEMI3114 1 3134

4112

3113

VIIPURIN

3131

MASSIIVI

3133

4111., J

3024

WIBORG

3042

MASSIF

3044

f

SNTL-000P

3021ONAS

3023

` 3041 3043

50 km,3012 3914

lehti 3022, Lapinjarvi (Laitakari & Simonen 1962),lehti 3113, Kouvola (Simonen & Lehijarvi 1963),lehti 3021, Porvoo (Laitala 1964),lehti 3111, Lahti (Lehijarvi 1964),lehti 3134, Lappeenranta (Vorma 1964),lehti 3024, Karhula (Simonen 1965),lehti 3132, Savitaipale (Simonen & Tyrvainen 1965),lehti 4112 + 4111, Imatra (Merilainen 1966),lehti 3114, Vuohijarvi (Lehijarvi & Tyrvainen 1969),lehti 3023 + 3014, Kotka (Simonen & Laitala 1970),lehti 3041, Haapasaari (Simonen & Laitala 1972),lehti 3042, Hamina (Simonen 1973),lehti 3131, Luumaki (Simonen 1975),

lehti - 3044, Vaalimaa (Simonen 1979),

lehti - 3133, Ylamaa (Simonen 1979) .

Kallioperakarttojen selitykset on julkaistu Lapinjarven (Laitakari & Simonen 1963),

Lahden (Lehijarvi 1964), Lappeenrannan (Vorma 1965), Savitaipaleen (Simonen &

Tyrvainen 1981), Porvoon (Laitala 1984) ja Vuohijarven (Tyrvainen 1986) karttaleh-tiin .

Kartoitustoissa kootun aineiston perusteella on julkaistu monia rapakiven geolo-

giaa (Lehijarvi & Lonka 1964), mineralogiaa (Simonen 1961, Vorma 1961, Simonen &

Vorma 1969 )a Vorma 1971), kontaktimetamorfoosia (Vorma 1972), sulkeumia

(Vorma 1975), kemismia (Vorma 1976) ja ikaa (Vaasjoki 1977) kasittelevia erikoistut-

kimuksia, joita on kaytetty hyvaksi taman selityksen laadinnassa . Lisaksi Helsingin1 :400 000 -mittakaavaisen yleiskarttalehden (Harme 1980) Kaakkois-Suomen rapakivi-aluetta esittava osa perustuu alueelta julkaistuihin 1 :100 000 -mittakaavaisiin kalliope-rakarttoihin .

Pitkaaikaisina apulaisinani rapakivialueen tutkimuksissa ovat olleet professors A .Vorma, joka on osallistunut aktiivisesti tutkimustyohon, ja tutkirnusassistentti R .

Niemela, joka on avustanut laajan tutkimusaineiston kasittelyssa . Kirjoittaja esittaa

parhaimmat kiitoksensa kaikille rapakivialueen kartoitukseen ja tutkimukseen osallis-tuneille .

KALLIOPERAN YLEISPIIRTEET

Suurin osa tassa selityksessa kuvattavien kartta-alueiden kallioperasta koostuurapakivigraniitin erilaisista muunnoksista, jotka kuuluvat Kaakkois-Suomen ell Viipu-

rin laajaan rapakivimassiiviin . Rapakivigraniitin eri muunnokset eroavat toisistaan joko

rakenteen tai niissa esiintyvien erilaisten Fe-Mg-pitoisten tummien mineraalienperusteella . Yleisin on muunnos, jossa on tiuhassa suuria, muutaman senttimetrin

lapimittaisia plagioklaasimanttelin ymparoimia kalimaasalpaovoideja tasarakeisessagraniittisessa perusmassassa . Tallaista kivea sanotaan tyypilliseksi tai normaaliksirapakiveksi ell viborgiitiksi . Normaalin rapakiven yhteydessa on lisaksi monia seka

porfyyrisia etta tasarakeisia graniittimuunnoksia, joita myos sanotaan rapakiviksi,koska ne liittyvat synnyltaan laheisesti viborgiittiin . Kaikki rapakivet ovat suunnittu-mattomia graniitteja ja kemialliselta koostumukseltaan ne ovat kaliumrikkaita graniit-

teja, )olden kalsium- ja magnesiumpitoisuus on pieni .

Rapakivimagmaa on tunkeutunut useassa eri vaiheessa svekokarelidiseen kalliope-

raan, joka koostuu erilaisista liuskeista, gneisseista ja syvakivista . Rapakiven kontaktitsivukivea vasten ovat terkvkt ja ne leikkaavat ymparoivkn peruskallion rakenteita .Rapakivimassiivin reunaosissa on eruptiivibreksioita, joissa on magmaan lohkeilleitasivukiven murskaleita. Suuria rapakivimassiivin katosta peraisin olevia sulkeumia onetenkin rapakivialueen luoteis- ja itaosassa. Nama sulkeumat koostuvat seka svekokare-lidisista etta rapakivea hieman vanhemmista subjotunisista kivilajeista .

8

RAPAKIVIMASSIIVIN SIVUKIVET

Kaakkois-Suomen rapakivimassiivia ymparoiva svekokarelidinen peruskallio koos-

tuu erilaisista liuskeista, gneisseista ja syvckivista, joita on kuvattu monissa rapakiven

reuna-alueiden karttalehtiselityksissa . Seuraavassa esitetaankin vain lyhyt selostusrapakivimassiivia reunustavista kivilajeista .

Enemman tai vchemman suonigneissimainen kiillegneissi on yleisin rapakivea

ymparoivist i kiteisist i liuskeista . Sita on laajempina yhtenaisina alueina Lapinjarven

(lehti - 3022), Savitaipaleen (lehti - 3132), Lappeenrannan (lehti - 3134) jaImatran (lehti - 4112) kartta-alueilla . Lisaksi sita on pienina gneissijuovina ja luiroina

migmatiittisessa graniitissa rapakiven luoteis- ja pohjoispuolella Lahden (lehti -

3111), Vuohijarven (lehti - 3114) ja Savitaipaleen (lehti - 3132) kartta-alueilla .Amfiboliittia, jossa on monia vulkaanisen rakenteen relikteja, on runsaimmin

rapakivimassiivin lounaispuolella Pernajan ja Pellingin alueilla . Amfiboliittia, joka on

usein diopsidipitoista, on lisaksi vahaisina valikerroksina kiillegneisseissa . Kvartsi-maa-

sclpcliusketta ja -gneissia seka kvartsiittia on valikerroksina ja pienina alueina muiden

liuskeiden yhteydessa .

Synorogeenisia svekokarelidisia syvckivia (gabro, kvartsidioriitti ja granodioriitti)

on rapakiven sivukivina etenkin massiivin lounais- ja koillisreunassa . Migmatiittejamuodostavaa mikrokliinigraniittia on laajoilla alueilla rapakivimassiivin lansi- ja

luoteispuolella .

Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin etelaraja on Suomeen kuuluvan ulkosaariston

etelapuolella, silly Neuvostoliittoon kuuluvilla Suursaaren, Narvin ja Tytarsaaren

saarilla on gneisseista ja gneissigraniiteista koostunutta svekokarelidista kallioperaa .

Suursaaressa ja Somerissa on lisaksi rapakivea hieman vanhempia subjotunisia kivilaje-

ja (kvartsiittikonglomeraatti seka emcksisia etta happamia vulkaanisia kivia), jotkaovat kerrostuneet svekokarelidisen peruskallion paalle .

Peruskalliota lcvistcvca, mutta rapakivea vanhempaa subjotunista diabaasia (Vuo-

hijcrven )a Lovaskosken diabaasit) on rapakivimassiivin sivukivenc seka Vuohijarven

(lehti - 3114) etta Savitaipaleen (lehti - 3132) kartta-alueilla .Rapakivimassiivin sivukivina olevat svekokarelidiset liuskeet ja gneissit ovat alku-

aan metamorfoituneet alhaisen paineen amfiboliittifasieksen olosuhteissa ja niihin

tunkeutuneiden orogeenisten granodioriittien ja graniittien kalimaasalpa on ollut

mikrokliinia . Rapakiven valittomcssa kontaktissa on kuitenkin monin paikoin hypers-

teenipitoista hornfelsic (Hackman 1934, Lehijarvi 1964, Simonen & Tyrvainen 1965 ja

Vorma 1972), jonka mineraaliassosiaatio on syntynyt rapakivimagman aiheuttaman

kontaktimetamorfoosin tuloksena pyrokseeni-hornfels fasieksen olosuhteissa . Lisaksisvekokarelidisten syvakivien mikrokliini on muuttunut rapakiven kontaktin laheisyy-

dessc ortoklaasiksi . Rapakiven aiheuttamaa kontaktimetamorfoosia kasittelevassa eri-

koistutkimuksessaan Vorma (1972) on arvioinut, etta rapakivimagman lampotila on

ollut > 800'C ja sen aiheuttaman kontaktimetamorfisen aureolin leveys on nom 5

kilometric .

2 463060B

RAPAKIVEN SULKEUMAT

Kaakkois-Suomen rapakivimassiivissa on runsaasti vaihtelevan kokoisia sulkeumia,jotka koostuvat seka svekokarelidisista etta rapakivea hieman vanhemmista postsveko-karjalaisista ell subjotunisista kivilajeista . Sulkeumat koostuvat joskus yksinomaan jokosvekokarelidisista tai postsvekokarjalaisista kivista, mutta muutamissa suurimmissasulkeumissa, jotka ovat pinta-alaltaan useita kymmenia neliokilometreja, on useinsamanaikaisesti seka svekokarelidisia etta postsvekokarjalaisia kivilajeja . Kaakkois-Suo-men rapakivimassiivin murskaleiden ja sulkeumien sijainti on esitetty kuvassa 2 .

Kuva 2 . Kaakkois-Suomen rapakivimassiivi ja sen sulkeumat . 1, svekokarelidisia kivia ; 2, rapakiveavanhempia subjotunisia kivia ; 3, rapakivea ; 4, peruskalliomurskaleita ja -sulkeumia rapakivessa ; 5,subjotunisia kivia murskaleina ja sulkeumina rapakivessa . Laaja-alaisimmat sulkeumat : K, Kirkkojirvi ;S, Saaksjarvi ; Ho, Hopjarvi ; H, Hyvarila ; R, Ruoholampi ; I, Ihalainen ; Ta, Taalikkala ; T, Toivarila ;

Y, Ylamaa .Fig . 2 . Rapakivi massif of Viborg and its foreign rock fragments and roof pendants . 1, svecokarelidicrocks ; 2, subjotnian rocks older than rapakivi; 3, rapakivi; 4, svecokarelidic rocks as fragments and roof

pendants in rapakivi; 5, subfotnian rocks as fragments and roof pendants in rapakivi .

9

1()

Kuva 3 . Eruptiivibreksia . Amfiboliiaisulkeumia rapakivessa . L, 5ttila, litti . 3113 : x = 6762 .51 v =471,411 . Valok . M . Lehijarvi .

Fig . 3 . Eruptive breccia, Fragments of amphibolite in rapakivi .

Kallioperakartoille, etenkin rapakivimassiivin reunaosiin, on merkitty intrusiivi- taieruptiivibreksioita, joissa on kooltaan muutaman metrin tai desimetrin lapimittaisiaperuskallion kivilajeja murskaleina rapakivessa . Thllaisia sulkeumia on hyvin nahtavis-sa mm . Kotkan kartta-alueen (lehti - 3023) Langinkosken paikoitusalueella jaKouvolan kartta-alueen (lehti - 3113) Lyottilassa (kuva 3) .

Rapakivialueen lansiosassa on suuria peruskalliosulkeumia Kouvolan kartta-alueella(lehti -- 3113) Kirkkojarven ja Pyhajarven valissa, Kouvolan ja Lahden (lehti 3111)kartta-alueideri rajalla Saaksjarvella seka Lapinjarven kartta-alueella (lehti -- 3022)Hopjarven itapuolella. Nama sulkeumat koostuvat svekokarelidisesta migmatiittejamuodostavasta graniitista, jossa on vahaisina luiroina kiillegneissia ja amfiboltittia .Saaksjarven sulkeumassa on myos hiukan kalkkikivea .

Kooltaan ja kivilajeiltaan vaihtelevia sulkeumia on rapakivessa erikoisen runsaastirapakivialueen itaosassa Lappeenrannan (lehti - 3134), Ylkmaan (lehti - 3133) jaVaalimaan (lehti - 3044) kartta-alueilla . Sulkeumina on seka svekokarelidisia ettarapakivea hieman vanhempia subjotunisia kivilajeja, joiden petrografiaa on selostettuseka Hackmanin (1934) etta Vorman (1965 )a 1975) tutkimuksissa .

1 1

Vorman laatimalla Lappeenrannan kallioperakartalla (lehti -- 3134) ja siihenliittyvassa selityksessa on esitetty liuskeista ja granodioriitista koostuneet Hyvarilan jaRuoholammen sulkeumat seka lhalaisen kalkkikivisulkeuma . Vorman (1975) myo-hemmin julkaisemassa Hyvarilan ja Ruoholammen sulkeumia kksittelevassa erikoistut-kimuksessa on erotettu ja kuvattu erikseen seka orogeenisen (svekokarelidisen)kompleksin etta subjotunisen ryhman kivilajit ja selostetru rapakivimagman niissaaiheuttamia kontaktimetamorfisia muutoksia .

Ruoholammen ja Hyvarilan sulkeumien svekokarelidisina kivina on joko tasarakei-nen tai porfyyrinen granodioriirti ja kiillegneissi . Sulkeumien subjotunisina kivilajeinaon vulkaanista tai subvulkaanista diabaasia ja hapanta porfyyria, jotka ovat ianmaari-tysten mukaan vain hiukan vanhempia kuin rapakivi . Subjotunisia kivia on runsaim-min Ruoholammen sulkeuman etelaosassa . Rapakivimagman tunkeutuminen onaiheuttanut pyrokseeni-hornfels tasieksen olosuhteissa tapahtuneita kontaktimetamor-fisia muutoksia svekokarelidisissa kivissa . Metapeliitit ovat rnetamorfoituneet andalu-siitti- ja kordieriittipitoisiksi kiviksi . Hapan porfyyri on hybridisoinut diabaasia .

Ylamaan (lehti - 3133) kartta-alueen suurissa Taalikkalan ja Toivarilan sulkeu-missa svekokarelidisena kivena on heikosti suuntautunut porfyyrinen granodioriitti,jossa on paikoin gneissisulkeumia . Kivessa on suuria kal1maasalparakeita (0 2--5 cm)harmaassa perusmassassa, jonka paamineraaleina ovat plagioklaasi (An 26 2 ), kvartsi,kalimaasalpa ja biotiitti . Taalikkalan sulkeuman etelaosassa on runsaasti seka emaksisiketta happamia vulkaanista kivia, jonka ovat hyvin samanlaisia kuin Ruoholammensulkeuman subjotuniset kivilajit . Taalikkalan sulkeumassa on liskksi vahkisin mkkrinarkoosimaista kvartsiittia .

Taalikkalan sulkeuman harmaa, heikosti kerroksellinen ja hornfels-rake nteinenarkoosikvartsiitti on kerrostunut suoraan svekokarelidisen porfyyrisen granodioriitinpaalle . Kontaktipinnan kaade on loivasti (30°-40°) etelaan . Kvartsiittia on murskalei-na sell paalla olevassa emaksisessk vulkaanisessa kivessa . Taalikkalan emkksisetvulkaaniset kivet ovat enimmkkseen plagioklaasiporfyriittia ja vahkisin maarin on myosmantelikivea ja diabaasia .

Plagioklaasiporfyriitissa on suuria (0 1-4 cm) plagioklaasiliistakkeita (An 40_ 60)hienorakeisessa perusmassassa, jonka paamineraaleina ovat sarvivalke ja plagioklaasi .Plagioklaasiporfyriittia nuorempi kvartsiporfyyri on variltaan punertavaa tai vaaleanharmahtavaa . Kiven hajarakeina on tumma kvartsi (0 3-5 mm) ja punertavakalimaasalpa (0 0,5-2 cm) . Hienorakeisen perusmassan paamineraaleina ovatkalimaasalpa, plagioklaasi ja kvartsi seka aksessoreina zirkonia, apatiittia, magnetiittiaja fluorisalpaa . Kivi on usein epahomogeenista, min etta siina on variltaan taikoostumukseltaan vaihtelevia epaselvia linssimaisia juovia . Edella selostettu Taalikka-lan sulkeuman subjotuninen kivilajiassosiaatio (kvartsiitti - plagioklaasiporfyriitti -kvartsiporfyyri) on hyvin samanlainen kuin peruskallion paalle kerrostunut Suursaarensubjotuninen (Hoglandian) ryhma Viipurin rapakivimassiivin etelareunalla .

Ylamaan (lehti - 3133) ja Vaalimaan (lehti - 3044) kartta-alueilla on rapakivensulkeumina monenlaisia emaksisik magmakivia . Yleisik ovat diabaasimaiset kivet,

12

joissa on paikoin suuria plagioklaasirakeita . Lisaksi on syvakivimaisia karkearakeisiakivia : gabroja, noriitteja, gabro-anortosiittia ja anortosiittia . Naihin syvakivimkisiin,emaksisiin sulkeumiin kuuluu myos Ylkmaan Ylijarven anortosiitti, jossa on suurina,jopa usean desimetrin lkpimittaisina rakeina, koruihin kkytettkvak labradorisoivaaplagioklaasia (spektroliitti) .

Ylkmaan labradorikiven (Tevalaisen louhos) kemiallinen koostumus on P. Ojanpe-ran suorittaman kemiallisen analyysin mukaan :

SiO 2 = 52 .81, Ti0 2 = 0 .91, A1 2O, = 23 .09, FeO, = 1 .23, FeO = 4.31,MnO = 0 .11, MgO = 2 .06, CaO = 9 .87, Na 2O = 3 .74, K 2 0 = 0 .90, P 20 5 =

0.25, HO' = 0.54, H 2O - = 0 .10, CO, = 0 .08. Se on hyvin samanlainen kuinSavolahden (1956) esittkma gabro-anortosiitin koostumus Ahveniston massiivin emak-sisten kivien kompleksissa .

Edella mainittujen emaksisten magmakivisulkeumien kivet ovat samanlaisia kuinAhveniston rapakivimassiivin emaksisistk magmakivista koostuneen kaaren subjotuni-set kivilajit . Lisaksi ne ovat korreloitavissa niihin subjotunisiin kivilajeihin, joita onlukuisina peruskalliota leikkaavina diabaasijuonina laajalla Kaakkois-Suomen rapakivi-alueen pohjoisreunalta aina Hameeseen saakka ulottuvalla alueella .

Rapakiven sulkeumista etenkin ne, jotka sijaitsevat massiivin reunaosissa, ovatirronneet sivukivista ja muodostavat eruptiivibreksioita . Sen sijaan massiivin kontaktis-ta kauempana olevat sulkeumat ovat peraisin massiivin katosta, josta ne ovat vajonneetrapakivimagmaan . Rapakivimagma nayttaa siis raivanneen maankuoreen tunkeutues-saan tilaa itselleen irrottamalla kappaleita magmasailion katosta . Tallainen tunkeutu-mistapa (magmatic stoping) on luonteenomainen monille batoliittisille intruusioille .

Magmaan vajonneiden sulkeumien avulla voidaan tehda paatelmia eroosionkuluttaman rapakivimassiivin katon kallioperastk . Rapakivialueen lansiosassa kattonayttaa koostuneen miltei yksinomaan svekokarelidisesta migmatiitteja muodostavastakalirikkaasta graniitista, iota on siellk myos laajoilla alueilla rapakiven sivukivenk .

Rapakivialueen keskiosassa esim . Luumken (lehti - 3131), Karhulan (lehti -3024) ja Haminan (lehti - 3042) kartta-alueilla ei ole lainkaan vieraita sulkeumiarapakivessk. Otaksuttavasti massiivin katto on siellkkin koostunut svekokarelidisestagraniittisesta kallioperastk .

Rapakivialueen itaosan katto Lappeenrannan (lehti - 3134), Ylkmaan (lehti -3133) ja Vainikkalan (lehti - 3044) kartta-alueilla on koostunut svekokarelidisesta

kallioperastk ja siihen tunkeutuneista tai sille kerrostuneista subjotunisista kivilajeista .Sulkeumina tavattavia peruskallion kivia (kiillegneissi - granodioriitti - porfyyrinengranodioriitti) on siellk rapakivimassiivin sivukivina . Peruskalliolle kerrostuneita subjo-tunisia kivia on Suursaarella ja peruskalliota leikkaavia diabaasijuonia on massiivinvalittomassa laheisyydessa Savitaipaleen (lehti - 3132) ja Vuohijarven (lehti - 3114)kartta-alueilla .

RAPAKIVI

Kaakkois-Suomen laaja rapakivimassiivi rajoittuu teravin, sivukivia jyrkasti leikkaa-vin kontaktein svekokarelidiseen kallioperaan . Massiivin reunaosissa on paikoineruptiivibreksioita, joissa on rapakivimagmaan lohkeilleita, teravasarmaisia sivukivenmurskaleita (kuva 3) . Massiivin reunaosista tehdyt havainnot osoittavat, etta rapakivipainuu milloin jyrkemmalla milloin loivemmalla kaateella peruskallion alle . Rapakivi-massiivi koostuu monista tasalaatuisista graniittimuunnoksista, jotka eivat ole osallis-tuneet orogeenisiin liikuntoihin . Eri muunnokset eroavat toisistaan joko erilaisenmineralogisen ja kemiallisen koostumuksen tai erilaisen rakenteen perusteella .

Kaikkien rapakivimuunnosten vaaleina paamineraaleina ovat kalimaasalpa, plagi-oklaasi ja kvartsi, joiden keskinaisissa paljoussuhteissa on kuitenkin vain vahaisiavaihteluita eri muunnosten kesken, sell sijaan tummien Fe-Mg-silikaattien assosiaati-oissa on selvia vaihteluja eri muunnosten valilla . Rapakiven tavallisimmat tummatmineraalit ovat biotiitti ja sarvivalke, mutta emit vahaisin maarin esiintyvat muunnok-set sisaltavat myos oliviinia ja pyrokseenia . Rapakivelle on luonteenomaista, etta siinamonet paamineraalit esiintyvat samanaikaisesti eri-ikaisina seka orna- etta vierasmuo-toisina rakeina . Niinpa esim . vanha, varhaisessa vaiheessa kiteytynyt kvartsi esiintyyomamuotoisina kaksinaispyramidisina rakeina, mutta nuori kvartsi on vierasmuotoista .

Rapakivimuunnokset eroavat toisistaan selvimmin petrografisen rakenteen perus-teella. Rapakivet ovat enimmakseen karkearakeisia, porfyyrisia graniitteja . Yleisin onmuunnos, jossa on tiuhassa suuria plagioklaasimanttelin ymparoimia pyoreahkojakalimaasalparakeita ell ovoideja . Tallaista kivea sanotaan tyypilliseksi tai normaaliksirapakiveksi ell viborgiitiksi . Lisaksi on tummaksi viborgiitiksi sanottua muunnosta,jossa on plagioklaasimanttelin ymparoimia kalimaasalpaovoideja vain harvakseltaantummahkossa perusmassassa . Kivea, jossa kalimaasalpaovoidien ymparilla ei oleviborgiiteille ominaista plagioklaasimanttelia, sanotaan pyterliitiksi . Viborgiitin japyterliitin lisaksi on karkearakeisia rapakivea, jossa kalimaasalpa on kulmikkainaporfyyrisina rakeina . Tata muunnosta sanotaan porfyyriseksi rapakivigraniitiksi .

Edella mainituissa karkearakeisissa porfyyrisisa rapakivigraniiteissa (viborgiitti-pyterliitti - porfyyrinen rapakivigraniitti) on usein samanaikaisesti porfyyrisinarakeina viborgiittisia plagioklaasimanttelin ymparoimia kalimaasalpaovoideja, pyter-liittisia kalimaasalpaovoideja ilman plagioklaasimanttelia seka kulmikkaita kalimaasal-parakeita . Kuvassa 4 on esitetty erilaisten porfyyristen rakeiden keskinaiset suhteetkivilajisarjassa viborgiitti-pyterliitti-porfyyrinen rapakivigraniitti . Tama kolmiodiag-rammi osoittaa, etta petrografisen rakenteen puitteissa viborgiitika on aukotonvaihettumissarja pyterliitin kautta kulmikkaita maasalparakeita sisaltavaan porfyyriseenrapakivigraniittiin .

Edella mainittujen porfyyristen rapakivimuunnosten lisaksi Kaakkois-Suomenmassiivissa on tasa-karkearakeisia ja tasa-keskirakeisia variltaan punaisia tai harmaitarapakivigraniitteja, joiden tummana mineraalina on useimmiten biotiitti . Omanerikoisen ryhmansa muodostavat variltaan tummanvihreat tasarakeiset rapakivigranii-

13

1 4

Kuva 4 . Porfvyristen rakeiden keskinaiset suhteet kivilajisarjassa viborgiitti -pyterliirri - porfyyrinen rapakivigraniitti . W, plagioklaasimanttelin ymparoimiakalirnaasalpaovoideja (viborgiitti) ; P, kalimaasalpaovoideia ilman plagioklaasirnant-telia (pyterliitti) ; A, kulmikkaita, porfvyrisia kalimaasalparakeita (porfyvnnen rapa-

kivigraniitti). Simonen ja Vorma (1969) .Fig . 4 . Ratios between porphyntic potassium feldspar grains in the rock -serieswiborgite -- pylerlite - - porphyritic rapakivi granite . U,", potassium feldspar avoidsmantled by plagioclase (wiborgite) ; P, potassium feldspar ovoid without plagioclasemantle (pyterlite) ; P, angular, porphyrztic potassium feldspar grains (poiphyritic

rapakivi granite) . After _Simonen and Vorma (1969) .

tit, jotka sisaltavat tummina mineraaleina myos oliviinia ja pyrokseenia . Tata tummaatasarakeista rapakivigraniittia sanotaan t iriliitik .s i era-an esiintymispaikkansa LappeenTirilan kylan niukaan .

Karkearakeisten porfyyristen ja tasarakeisten muunnosten lisaksi rapakivialucellaon vahaisini esiintymina porfyyriapliittia, jossa on harvakseltaan plagioklaasimanttelinyrnparoimia kalimaasalpkovoideja hienorakeisessa apliittigraniittise .ssa perusmassassa .luonikivilaieina on kvartsiporfyyria, apliittigraniittia ja pegmatiittia .

Rapakivirnuunnosten suhteellinen levinneisyys laajalla Kaakkois-Suomen rapakivi-alueella on esitetty taulukossa 1 . Vallitsevina ovat porfvyriset muunnokset, joita on88,4 % koko massiivin alueesta .

1 5

Taultlkko I Rapakivin'iuunnosren 1evinneisyys Kaakkois-Suomen (V iipurin) rapakivunassiivissa .Simonen la Vorma ( 1969) .

Table 1. Dirtributon of the rapakivi varieties in the IWibort; rapakivi rnai_i/ of routheai/ern Finland

Viborgtrtti - Wiborgite 6 .2 °/oTumma viborgiitti - Dark-coloured wiborgite E,9 %Pyterliitti -- Pyterlite 6,1Porfyyrinen rapakivigraniitri - Porphyritic rapakirz Granite 1,2Tasarakeinen tumma rapakivi - Dark-coloured rapakivi graniteTasarakeinen rapakivigraniitri-- Even-grained rapakivi granite 7,8Porfvvriapliitti - Porphyry ap/i/e 0 .7 0

1 6

plagioklaasia seka vahaisin maarin muita rapakiven mineraaleja kuten sarvivalketta,biotiittia, zirkonia ja fluorisalpaa .

Kalimaasalpaovoidien ymparilla oleva plagioklaasikeha on paksuudeltaan 1-5mm ja koostuu monista erikokoisista epasaannollisesti suuntautuneista plagioklaasiyk-siloista. Kehan raja kalimaasalpaovoidiin on epatasainen ja hampaallinen . Paikoinkalimaasalpaovoidiin ulottuvat pylvasmaiset plagioklaasikiteet ovat selvasti omamuo-toisia ovoidin reunaosan kalimaasalvan suhteen . Tama viittaa siihen, etta tassatapauksessa plagioklaasin kiteytyminen olisi alkanut aikaisemmin kuin ovoidin ulko-reunan jahmettyminen. Plagioklaasikehan sulkeumina on kvartsia ja magnetiittia .

Plagioklaasikehan ymparoimien kalimaasalpaovoidien ohella kivessa on usein myosovoideja ilman plagioklaasikehaa . Toisinaan pienet, toisinaan suuret kalimaasalpaovoi-dit ovat ilman plagioklaasimanttelia .

Viborgiiteissa on ovoidien valista perusmassaa niukalti, vain 25-30 % kivesta .Sen paamineraalit ovat kvartsi, kalimaasalpa, plagioklaasi, biotiitti ja sarvivalke .Variltaan savunharmaa kvartsi on seka omamuotoisina etta vierasmuotoisina, perus-massan viimeiseksi kiteytyneina rakeina yhdessa kalimaasalvan kanssa . Saannollisestiesiintyvina aksessoreina on magnetiittia, zirkonia, apatiittia ja fluorisalpaa sekatummien mineraalien muuttumistuloksina kloriittia ja iddingsiittia .

Viborgiitti on kemialliselta koostumukseltaan (taulukko 2, anal . 1--2) piihappo- jakaliumrikas graniitti, jonka magnesium- ja kalsiumpitoisuudet ovat alhaiset . Hivenal-kuaineista erityisesti fluoria on runsaammin kuin graniittisissa kivissa yleensa .

Tumma viborgiitti

Tummaksi viborgiitiksi on sanottu sellaista normaalista viborgiitista poikkeavaaporfyyrista muunnosta, jossa on vain harvakseltaan plagioklaasikehan ymparoimiakalimaasalpaovoideja variltaan tummassa perusmassassa . Kallioperakartoilla tamamuunnos on esitetty viborgiitin tummanpunaisella varilla ja pystylla viivoituksella .

Tummaa viborgiittia on runsaimmin rapakivialueen luoteis- ja etelaosissa, ja sita ettavata lainkaan massiivin keskiosassa. Massiivin luoteisosassa sita on Lapinjarven (lehti- 3022) ja Kouvolan (lehti - 3113) karttaalueilla Artjarvelta Kuusankoskelleulottuvalla alueella . Ulkosaaristossa, rapakivialueen etelareunalla Kotkan (lehti3023) ja Haapasaaren (lehti - 3041) kartta-alueilla sita on useita kymmeniakilometreja pitkana, N80°E-suuntaisena vyohykkeena, joka kulkee ns . Pellinginliuskealueen itapuolelta Ronnskarista Orrengrundin ja Ristisaaren kautta Haapasaarenpohjois- ja koillispuolelle . Tumma viborgiitti liittyy laheisesti Haapasaaren saariryh-man tummiin karkearakeisiin ja sarvivalkepitoisiin rapakivimuunnoksiin . Saaristontummassa viborgiitissa on monin paikoin eruptiivibreksiamaisina sulkeumina perus-kallion gneissimaista granodioriittia ja graniittia niin, etta nayttaa silta, etta ulkosaaris-ton tumma viborgiitti siihen liittyvine muine tummine rapakivimuunnoksineenedustaa Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin reunavyohvketta sen etelapuolella olevaaperuskalliota vastaan . Rapakivialueen etelanpuoleista peruskalliota on paljastuneena

vain muutamilla Neuvostoliiton alueeseen kuuluvilla saarilla Suomenlahden itaosassa(Suursaari, Narvi ja Tytarsaari) .

Tumman viborgiitin paamineraaleina ovat kalimaasalpa, plagioklaasi, kvartsi,sarvivalke ja biotiitti . Plagioklaasia ja sarvivalketta on kuitenkin runsaammin kuinnormaalissa viborgiitissa . Variltaan tummaa plagioklaasia on 1-2 senttimetrin lapi-mittaisina omamuotoisina porfyyrisina rakeina . Lisaksi sita on kalimaasalpaovoidienymparilla ja kiven keskirakeisessa perusmassassa . Porfyyrisina rakeina esiintyva plagiok-laasi (An, 25 ) on vyohykkeista. Kiven tummana mineraalina on satunnaisesti myosoliviinia (fayaliitti) . Tummien mineraalien muuttumistuloksena on iddingsiittia,gruneriittik ja kloriittia . Tumman viborgiitin tavallisimmat aksessorit ovat magnetiitti,apatiitti ja zirkont. Fluorisalpaa on vain satunnaisesti .

Saariston tummassa viborgiitissa on paikoin lahes ita- lansisuuntaisia luiroja(Schlieren), joihin on rikastunut kiven tummia mineraaleja . Ristisaarella tallainenluiro sisaltaa oliviinia 30,0 % ja sarvivalketta 18,3 % (Simonen 1961) .

Tumman viborgiitin kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 2, anal . 3-4 .Niiden piihappopitoisuus on alhaisempi, mutta rauta-, magnesium- ja kalsiumpitoi-suudet ovat korkeammat kuin normaalissa viborgiitissa .

Taulukko 2 . Rapakivien kemiallisia koostumuksia .Table 2 . Chemical compositions of rapakivis .

3 463060B

1 7

Porfyyunen rapakivigramitti - Porpbyrztic rapakivi granite . Verla, litn . 3114 : x = 6772,7, y = 480,2 .8 . Harmaa, porfyyrinen rapakivigraniitti (Sinkon graniitti) - Grey porphyritic rapakivi granite (Sinkko

granite) . Karkkola . Lappee . Hackman (1934) .

1 2 3 4 5 6 7 8

SiO, 68,88 70,03 64,70 67,11 75,36 76,69 76,20 70,67TiO, ,49 ,45 1,12 45 ,21 ,25 15 ,88A1,0 ; 13 .74 13,82 13,45 15,40 11,57 10,68 11,90 13,65Fe,O, 1,02 1,02 2,24 0,89 95 96 ,27 ,65FeO 3,62 2,96 4,99 3,42 1,50 1,93 1,54 3,23MnO 06 05 10 ,05 02 ,03 ,02 ,04MgO ,47 ,40 ,94 ,42 16 ,17 ,02 ,50CaO 1,92 2,08 3,06 3,16 ,83 1,01 1,16 1,92Na,O 2,94 3,14 2,59 2,85 2,37 2,27 2,54 2,76K,0 5,79 5,53 5,09 4,86 5,89 5,15 5,20 4,82P,O, 14 ,09 ,48 ,15 04 .04 ,02 ,23H,O+ 5 34 1,04 66 69 47 41 49H,0- ,20 ,10 ,16 11 ,14 ,08 ,09 ,09F 21 ,19 12 20 28 ,40 33

100,23 100,20 100,08 99,73 100,01 100,13 99,85 99,93-0 = F, 0,09 ,08 ,05 ,08 ,12 ,17 ,14

100,14 100,12 100,03 99,65 99,89 99,96 99,71 99,93

1 . Viborgutti - US'iborgzte . Lapmjarvt. 3022 : x = 6719,9, y = 450,0 .2 . Viborgutti - Viborgite . Summa, Vehkalahti . 3042 : x = 6717,2, y = 506,7 .3 . Tumma viborgiitti - Dark-coloured wiborgite . Artjarvi . 3022 : x = 6736,5, y = 443,3 .4 . Tumma viborgiitti -- Dark-coloured wiborgite . Langinkoski, Kotka . 3023 : x = 6708,9, y = 474,0 .5 . Pyterliittt - Pyterlite . Lillendahl . 3022 : x = 6716,8, y = 447,9 .6 . Pytedutti - Pyterlite . Sutela, Kotka . 3024 : x = 6710,3, y = 492,8 .

1 8

Pyterliitti

Pyterliitti on rakenteeltaan porfyyrinen rapakivi, jossa on tiuhassa 2-3 cm :nlapimittaisia kalimaasalpaovoideja keskirakeisessa perusmassassa . Pyterliittisten ovoi-dien lisaksi kivessa saattaa olla niukalti myos viborgiittisia plagioklaasimanttelinymparoimia ovoideja tai suuria kulmikkaita kalimaasalparakeita. Pyterliitti vaihettuuasteittain viborgiitiksi . Kiven pyterliittisten ovoidien joukkoon ilmaantuu ensinharvoja plagioklaasimanttelin ymparoimia ovoideja, )'olden maara lisaantyy asteittain,kunnes suurin osa ovoideista on manttelin verhoarnia ja kivi on viborgiittia . Pyterliitinja porfyyrisen rapakivigraniitin valilli on myos asteittainen vaihettuminen . Pyterliitinyhteydessa on monin paikoin vahaisina epasaannollisina osueina tasarakeista, karkea-tai keskirakeista rapakivigraniittia, joka edustanee pyterliittirnassan viimeista kiteyty-maa .

Variltaan vaaleanpunaista pyterliittia on monina tavallisimmrn 3-20 km :nlapimittaisirra massoina rapakivialueen eri osissa . Runsaimmin sita on rapakivimassii-vin keskiosassa Kouvolan (lehti - 3113), Karhulan (lehti 3024), Kotkan (lehti -3023) ja Haminan (lehti - 3042) kartta-alueilla . Rapakivimass 1ivin pohjoisreunallaVuohijarven (lehti - 3114) ja Savitaipaleen (lehti -- 3132) kartta-alueilla pyterliittirajoittuu yli 40 kilometrin matkalla suoraan peruskallioon . Savitaipaleen kallioperakar-tan selityksessa (Simonen & Tyrvainen 1981) esitetyn paljastumahavainnon mukaanpyterliitti leikkaa jyrkasti peruskallion liuskeisuutta ja painuu peruskallion alle .Kontaktissa kivi on muutaman rnetrin vahvuudelta tummaa ja hienorakeista ja sisaltaavain harvakseltaan kalimaasalpahajarakeita .

Pyterliitin mineraloginen koostumus on hyvin samanlainen kuin viborgiitin . Sesisaltaa kuitenkin hieman enemman kvartsia ja kalimaasalpaa seka vahemmanplagioklaasia ja turnmia mineraaleja kuin viborgiitti . Sarvivaiketta on vain satunnaises-ti .

Pyterliitin kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 2, anal . 5-6 . Nesisaltavat enemman piihappoa ja vahernman rautaa, magnesiumia ja kalsiumia kuinviborgiitti .

Porfyyrinen rapakivigraniitti

Porfyyriseksi rapakivigraniitiksi on sanottu rapakiven muunnosta, jossa kulmik-kaat, porfyyriset kalimaasalpahajarakeet ovat keskirakeisessa perusmassassa . Variltaanpunaista porfyyrista graniittia on yleensa pienehkoina esiintymina viborgiitin japyterliitin yhteydessa . Runsaamrnin sita on rapakivialueen luoteisosassa Kouvolan(lehti - 3113) kartta-alueen Pyhajarvelta Vuohijarven (lehti - 3114) kartta-alueelleulottuvassa jaksossa, jossa se on usein vaikeasti rajattavina alueina pyterliitin yhteydes-sa. Porfyyrista rapakivigraniittia on suurena yhtenaisena massana rapakivimassiivinkoillisreunalla, jossa se ulottuu Savitaipaleen (lehti -- 3132) kartta-alueen itarajaltaLappeenrannan (lehti --- 3134) kartta-alueen puolelle . Kiven rajoittuessa peruskallioon

1 9

on kontaktin laheisyydessa muunnoksia, joissa on porfyyrisia kalimaasalparakeita vainharvakseltaan ja kiven perusmassa on pienirakeisempaa .

Punainen porfyyrinen rapakivigraniitti on mineralogiselta koostumukseltaan hyvinsamanlainen kuin pyterliitti . Erikoisuutena mainittakoon, etta Verlasta otetussaporfyyrisen rapakiven naytteessk on aksessorisena mineraalina anataasia, joka onidentifioitu rontgendifraktiotutkimuksella .

Porfyyrisen rapakivigraniitin kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 2, anal .7 . Se on hyvin samanlainen kuin pyterliitin koostumus .

Edeila mainitusta punaisesta porfyyrisesta rapakivigraniitista poikkeavaa muunnos-ta on Lappeenrannan kaakkoispuolella Ylamaan (lehti -- 3133) ja Lappeenrannan(lehti -- 3134) kartta-alueilla . Tassa vaaleanharmaassa Sinkon graniitiksi sanotussakvessa on porfyyrisinii rakeina 0.5-2 cm :n lapirittaisia kulmikkaita kalimaasalpara-keita ja satunnaisesti myos plagioklaasihajarakeita (oligoklaasi-andesiini) . Kivessa onsatunnaisesti myos 3-5 cm :n lapimittaisia kalimaasaipaovoideja, joiden ymparilla onjoskus plagioklaasimantteli . Kiven tummana mineraalina on biotiitti ja se sisaltkaplagioklaasia huomattavasti enemman kuin punainen porfyyrinen rapakivigraniitti .Sinkon porfyyrinen rapakivigraniitti vaihettuu asteittain sita ymparoivaksi tasarakeisek-si sarvivklkepitoiseksi rapakivigraniitiksi, jota on sanottu Lappeen graniitiksi .

Sinkon porfyyrisen rapakivigraniitin kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa2, anal . 8 . Sen piihappo- ja kaliumpitoisuudet ovat pienemmat ja rauta-, magnesium-ja kalsiumpitoisuudet suuremmat kuin punaisen porfyyrisen rapakivigraniitin . Sensijaan sen koostumus on samantapainen kuin jaljempana kuvattavien tasarakeistensarvivalkerapakivien .

Tumma tasarakeinen rapakivi

Tummaksi tasarakeiseksi rapakiveksi ell tiriliitiksi on sanottu keski- tai karkeara-keista rapakivigraniittia, jonka yleisvari on tummanvilrrek tai tummanharmaa . Kivi onusein ulkonaoltakn gabroa muistuttava, mutta sen mineraloginen koostumus onkuitenkin graniittinen tai kvartsisyeniittinen . Kallioperakartoilla tama tumma muun-nos on esitetty tasarakeisen graniitin vaaleanpunaisella varilla ja pystylla viivoituksella .

Tummaa tasarakeista rapakivea on monina esiintymina rapakivialueen itkosassaLappeenrannan (lehti -- 3134) ja Ylamaan (lehti - 3133) kartta-alueilla . Kivessa onsatunnaisesti ja harvakseltaan suuria (0 1-3 cm) kulmikkaita tai ovoidisia kalimaasal-pkrakeita ja joskus myos 1--3 cm :n lapimittaisia plagioklaasirakeita . Lappeenrannanseudulla tama tumma rapakivi vaihettuu asteittain variltaan ruskeanpunaiseksi sarvi-vklkepitoiseksi rapakivigraniitiksi, jota on sanottu Lappeen graniitiksi .

Tummaa karkearakeista rapakivea on rapakivialueen etelareunalla Haapasaaren(lehti - 3041) saaristossa. Kivi on epahomogeenista ja sisaltka harvakseltaan ja hyvinepatasaisesti jakaantuneena seka porfyyrisia plagioklaasirakeita etta viborgiittisia ovoi-deja . Tkrna tumma rapakivi sisaltka sulkeumina peruskallion kivia samoin kuin

20

ulkosaariston tumma viborgiitti (vrt . s . 16) . Lisaksi tummaa tasarakeista rapakivea on

kontaktimuunnoksena ns . Jaalan - litin sarvivalkerapakivijuonessa Kouvolan (lehti -

3113) ja Vuohijarven (lehti - 3114) kartta-alueiden rajalla .Tumman rapakiven eli tiriliitin paamineraaleina ovat kalimaasalpa, plagioklaasi

(An 30-45) ja kvartsi . Tummina mineraaleina on sarvivalketta, biotiittia ja oliviinia(fayaliitti) . Pyrokseenia on satunnaisesti, etenkin ulkosaariston tummassa rapakivessa .Tummien mineraalien muuttumistuloksina on iddingsiittia, gruneriittia ja kloriittia .Saannollisesti esiintyvina aksessoreina ovat magnetiitti, apatiitti ja zirkoni . Sen sijaan

rapakiville yleensa luonteenomaista fluorisalpaa on vain satunnaisesti . Kiven mineralo-ginen koostumus ja tumma vari ovat luonteenomaisia kuivasta magmasta kiteytyneillecharnockiittisille kiville .

Tumman tasarakeisen rapakiven kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 3,anal . 9-13 . Ne edustavat rapakiven piihappokoyhimpia, kvartsisyeniittisia tai kvartsi-monzoniittisia muunnoksia .

Taulukko 3 . Rapakivien kemiallisia koostumuksia .Table 3, Chemical compositions of rapakivis .

9 . Tumma rapakivi, t riliitti - Dark rapakivi, tirilite, Tullisenlarnpi, Lemi . 3134 : x = 6775,3, y =551,7 .

10 . Tirilirtti - Tirzlite . SE Lappeenranta, Hackman (1934) .11 . Tumma rapakivi, kvartsisyeniittrnen - Dark rapakzvz, quartz sye ztu . Haapasaari . Wahl (1938) . 3041 :

x = 6686,1, y = 510,82 .12 . Tumma rapakivi, kvartsisyennttmen - Dark rapakivi, quartz syenztic . Luppi, Haapasaari . Wahl (1938) .

3041 : x = 6680,8, y = 501,7 .13 . Tumma rapakivi, tiriliitti - Dark rapakivi, tirzlite . Kokkomaki, Jaala . 3113 : x = 6770,3, y = 477, 1 .14 . Sarvivalkerapakivi, Lappeen graniitti - Hornblende rapakivi, Lappee granite . Kiviharju, Lappeenranta .

Hackman (1934) .15 . Sarvivalkerapakrvi - Hornblende rapakivi . Sahaniemi, Jaala . 3113 : x = 6769,6, y = 473,4 .

(3 10 11 12 13 14 15

S1O, 63,72 65,52 61,06 64,69 67,96 67,33 68,05TiO2 96 1,00 1,04 68 ,67 ,94 ,68A1,O ; 14,29 15,16 17,12 16,02 12,96 13,45 12,77Fe 2 O, 1,92 1,64 1,06 ,62 1,92 1,14 1,75FeO 5,74 4,58 6,35 4,64 4,20 5,51 4,36MnO ,13 ,08 10 ,02 ,09 ,07 ,10MgO ,69 64 ,68 ,63 ,54 ,30 58CaO 3,28 2,81 4,40 3,62 2,49 2,92 2,05Na,O 2,68 2,75 2,79 2,34 3,04 2,95 2,91K,O 4,73 5,31 4,99 5,54 4,92 4,36 5,12P 2 O, ,38 ,40 ,48 ,38 ,28 ,07 ,29H 2O+ ,64 ,39 04 ,50 ,56 53 ,92H 2 O- 14 28 ,16 ,10 ,07 .05 ,14F ,11 ,34CO 2 44

99,74 100,67 100,27 99,78 99,70 99,96 99,72

Tasarakeinen sarvivalkerapakivi

Punaista tai ruskeanpunaista, tasarakeista sarvivalkerapakivea, ns . Lappeen graniit-tia (Hackman 1934), on laajalla alueella rapakivimassiivin koillisosassa Lappeenrannan(lehti - 3134), Imatran (lehti - 4112) ja Ylamaan (lehti - 3133) kartta-alueilla .Kivi on yleensa tasa-keskirakeista, mutta paikoin se on epaselvasti porfyyrista ja sisaltaa1-2 cm :n lapimittaisia kulmikkaita kalimaasalparakeita . Vallitsevana tummanamineraalina on sarvivclke, jonka lisaksi on hiukan biotiittia ja satunnaisesti vaaleaadiopsidia seka oliviinia .

Kouvolan (lehti - 3113) ja Vuohijtirven (lehti - 3114) kartta-alueilla on yli 20kilometric pitka sarvivalkerapakivijuoni, jota ovat kuvanneet Lehijarvi ja Lonka (1964) .juonen kivi on epahomogeenista, raesuuruudeltaan vaihtelevaa ruskeanpunaistasarvivalkerapakivea, jossa on harvakseltaan ja epatasaisesti jakaantuneena seka plagio-

Kuva 6 . Tumman rapakiven ja sarvivalkerapakivenkontakti . Haapasaari . 3041 : x = 6886,4, y = 511 .2 .

Valok . M . Laitala .Fig . 6 . Contact between dark-coloured rapakivi and

hornblende rapakivi. Haapasaari .

21

2 2

klaasimanttelin verhoamia etta pelkkia kalimaasalpaovoideja . Kontaktimuunnoksenaon tiriliittista tummaa rapakivea . Juoni leikkaa seka peru .skallion migmatiittistagraniittia etta porfyyrista rapakivigraniitia, joita on murskaleina sarvivalkerapakivessa .Lisaksi sulkeumina on viborgiittia ja diabaasiksi sanottua koosturnukseltaan kvartsi-monzoniittista kivea, jonka tummassa hienorakeisessa perusmassassa on harvakseltaansuuria (0 0,5-7 cm) plagioklaasimanttelin verhoamia kalimaasalpaovoideja ja plagi-oklaasihajarakeita (An a ,) .

Karkearakeista sarvivalkerapakivea on Haapasaaren (lehti - 3041) saaristossa, ja seliittyy laheisesti siella esiintyvaan tummaan rapakiveen (kuva 6) . Kivi on variltaanharmahtavaa ja sen vallitsevina tummina mineraaleina ovat sarvivalke ja biotiitti .Lisaksi kivessa on myos satunnaisesti hiukan oliviinia ja diopsidia .

Sarvivalkerapakivien paamineraalien (plagioklaasi, kalimaasalpa, kvartsi) keskinai-sissa paljoussuhteissa on huomattavia vaihteluja . Paikoin vallitsevana mineraalina onplagioklaasi (oligoklaasi - andesiini), paikoin kalimaasalpa . Tummina mineraaleinaovat sarvivalke ja biotiitti seka satunnaisesti olivitni ja pyrokseeni . Tavallisimmataksessorit ovat magnetiitti, apatiitti, zirkoni ja fluorisalpa .

Sarvivalkerapakivien kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 3, anal . 14 ja15 . Niiden piihappopitoisuudet ovat lahes samanlaiset kuin viborgiitissa, mutta nesisaltavat kuitenkin enemman rautaa ja vahemman kaliumia kuin viborgiitti .

Taulukko 4 . Rapakivien kemiallisia koostumuksia .Table 4 . Chemical compositions of rapakivu .

16 17 18 19 20 21 22SiO, 73 .80 ',4,87 75 .95 73, .10 74,38 ,5,80 -0,88Ti0 31 23 ,24 2- .20 .35A1 2 0, 12,06 12,39 11,44 14,20 12,10 1 L46 11 .87Fe,O, 1,08 ,25 ,72 ,39 .75 ,68 3,73FeO 1,92 1,89 1,40 ,5- 1,89 1,41 1 .28MnO ,03 02 02 ,02 ,03 .02 04MgO ,24 ,24 ,17 .31 .0' 64CaO .90 ,82 95 3 ,75 .87 90Na,O 2,30 2,42 2,53 4,15 2,53 2,68 1 .78K,O 6,21 5,79 5,80 4,91 5 .76 5 .90 6,2-P,O ; ,06 ,03 ,05 .02 .04 .05 0 7CO, .18H 2O+ ,59 ,47 ,37 ,56 .50 1,46H,O- 17 ,08 ,03 .13 ,10 ,26F .29 ,42 ,40 1,45 ,33 ,39

99,96 99,92 100,51 100,24 99,86 100,19 99,71-0 = F, 0,12 .18 17 .61 .14 'I -

99,84 99,74 100,34 99,63 99,72 100,02 99,71

16 . Biouittirapakivi - Biotite rapakzvt . Lapinjarvi . 3022 : x = 6722,4 .

= 452,617 . Biotnttirapakivi - Biotzte rapakiri . Myrskvla . 3022 : x = 6728,2, y = 437,2 .18 . Biotiitttrapakivi - Biotzte rapakivi . Pyhtaa- 3023 : x = 6708.9, y = 479 .4 .19 . Harmaa rapakivi - Grey rapakzvi . Kymi . 3024 : x = 6717,5, v = 493,1 .20 . Porfyyriapliitti - Porphyry aplue . Porlammi, Lapinjarvi . 3022 : x = 6727,9, v = 449,8 .21 . Porfyyriaplutti - Porphyry aphte . Tesjoki, Ruotsinpyhtaa . 3023 : x = 6706, ;, = 160,8 .22 . Kvartsiportvvri - Quartz porphyry Hamina . 3042 : x = 6719 .1 . = 500,8 .

Tasarakeinen biotiittirapakivi

Tasarakeista blot 1lttirapakivea on rnonina pienehkoina, ymparistoaan nuorempinapahkuina (stocks) etenkin rapakivialueen lansiosassa Lapinjarven (lehti - 3022),Karhulan (lehti - 3024) ja Kotkan (leliti - 3023) kartta-alueilla . Biotiittirapakivi onraesuuruudeltaan vaihtelevaa ja variltaan punaista . Kivessa on joskus satunnaisestiyksinaisia plagioklaasimantrelin ymparoimia kalimaasalpaovoideja .

Biotiittirapakivet sisaltavat runsaasti ka1imaasalpi a ja kvartsia . Plagioklaasia onniukalti . Tummana mineraalina on vksinomaan biotiittia . Tavallisimmat aksessoritovat magnetiitti, fluorisilpa, apatiitti ja zirkoni .

Biotiittirapakiven kemiallisia koostumuksia on esitetty taulukossa 4, anal . 16-18 .Ne ovat likipitaen samanlaisia kuin pyterliittien koostumukset .

Kymin harmaa rapakivi

Karhulan (lehti 3024) kartta-alueen ns . Kymin graniittipahku koostuu vaalean-harmaasta topaasipitoisesta rapakivesta, joka on massan keskiosissa porfvvrista jareunoilla tasa-keskirakeista (kuva 7) . 7 aman vmparistoaan nuoremman rapakivengeokemiallista luonnetta ja siihen liittyvaa greisentvvppista mineraalisaatiota onkuvattu monissa tutkimuksissa (Haapala & Ojanpera 1972, Haapala 1973 ja 1974) .

Kymin harmaa rapakivi sisaltaa runsaammin plagioklaasia kuin biotiittirapakivet,ja siina on suuri joukko erilaisia aksessorisia mineraaleja . Rapakiville luonteenomaistenaksessorien magnetiitin, fluorisalvan, apatlitin ja zirkonin lisaksi siina on lisaksitopaasia, muskoviittia, anataasia, kolumbiittia, monatsiittia, bastnasiittia, toriittia,

Kuva

Kymin harmaa ropaastprtoinen rapakivi . 302+ : a = 6 - 1 - .5 .F . ' . Grey-coloured /opaz-beating rapakivi of Ktmi .

= k93, t .

23

24

pyriittia, molybdeniittia, 1o11ingiittia ja pyrokloori-ryhman mineraaleja (Haapala

1974) .

Kymin harmaan tasarakeinen rapakiven kemiallinen koostumus on esitetty taulu-

kossa 4, anal . 19. Se sisaltaa enemman natriumia ja vahemman rautaa ja magnesiumia

kuin tasarakeinen biotiittirapakivi .

Porfyyriapliitti

Porfyyriapliitiksi sanotaan rapakivimuunnosta, jossa on harvakseltaan useimmiten

plagioklaasimanttelin verhoamia kalimaasalpaovoideja hienorakeisessa apliittigraniitti-

sessa perusmassassa . Sita on pienialaisina esiintymina punaisten rapakivimuunnosten- viborgiitin, pyterliitin ja biotiittirapakiven - yhteydessa .

Porfyyriapliitti on sekn mineralogiselta etta kemialliselta koostumukseltaan saman-

lainen kuin pyterliitti ja punainen biotiittirapakivi . Sen kemiallisia koostumuksia on

esitetty taulukossa 4, anal . 20-21 .

Pegmatiitti-, apliitti- ja kvartsijuonet

Pegmatiittijuonia, jotka ovat leveydeltaan muutamasta sentista pariin metriin onrapakivessa niukalti. Ne ovat pystyasentoisia rakojuonia ja koostuvat miltei yksin-

omaan kalimaasalvasta ja kvartsista . Tummana mineraalina on hiukan biotiittia .

Punaiset apliittigraniittiset juonet ovat leveydeltaan 5-100 cm ja ne ovat koostumuk-

seltaan samanlaisia kuin tasarakeinen biotiittirapakivi . Lisaksi on kapeita kvartsijuonia,

joissa on joskus eraiden tasarakeisten graniittipahkujen laheisyydessa greisentyyppistamineraalisaatiota .

Edella mainitut juonet ovat enimmakseen pystyasentoisia rakojuonia, jotka oval

syntyneet vnlittomasti rapakiven jahmettymisen jalkeen . Niiden kulut seuraavat

rapakiven pystyja rakoilusuuntia . Kvartsijuonet oval miltei yksinomaan suunnassa

N30°-40°W. Pegmatiitti- ja apliittijuonia on osaksi suunnassa N30°-40'W, rnutta

suurin osa niista on kuitenkin sita vastaan kohtisuorassa suunnassa N50°-60°E .

Rapakiven viimeisina pegmatiittisina kiteytymina on pidettavn myos siella tnallaesiintyvia ns . miaroliittisia onteloita ell kidekellareita, jotka ovat luonteenomaisia

lahella maanpintaa kiteytyneille magmakiville . Ne ovat yleensn muutaman desimetrin

lapimittaisia karkearakeisia pegmatiittisia osueita, joiden keskelln on ontelo . Ontelon

seinamia peittavat kvartsi- ja maasalpakiteet . Lisaksi niissa on usein fluorisalpaa,

apofylliittia ja kalsiittia . Suurin Kaakkois-Suomen rapakivessa tavattu kidekellari

lienee Mobergin (1895) Vehkalahden Reitkallin (Bredskall) kylasta mainitsema ''sike-

rokolo", jonka mitat oval 90x120x80 senttimetria .

Kvartsiporfyyri

Kaakkois-Suomen rapakiven leikkaavia kvartsiporfyyrijuonia on Haapasaaren (lehti

- 3041) ja Haminan (lehti - 3042) kartta-alueilla . Ne oval pystyasentoisia ja

4 463060B

2 5

leveydeltaan metrista muutamaan metriin . Juonet muodostavat kaakosta luoteeseen

(N30'-50'W) suuntautuvan epaselvan juoniparven .Kvartsiporfyyri on variltaan punaista tai ruskeanpunaista, mutta juonien tiivisra-

kenteisissa reunaosissa vari on tummanharmaa tai tummanruskea . Kiven hajarakeinaovat kulmikas kalimaasalpa ja tumma kvartsi . Plagioklaasihajarakeita on vain niukalti .

Perusmassa on hienorakeinen ja koostuu valtaosaltaan kalimaasalvasta,kvartsista japlagioklaasista . Tummana mineraalina on hiukan biotiittia . Aksessoreina on kloriittia,zirkonia ja fluorisalpaa .

Kvartsiporfyyrijuonien kontaktit rapakivea vasten ovat tnvis- ja hienorakeiset .

Tiiviin kontaktimuunnoksen vahvuus on muutamia desimetreja ja siina ei ole lainkaanhajarakeita. Kontaktissa on magman virtauksesta aiheutunutta raitaisuutta juonenkontaktipinnan suunnassa . Akkia jahmettynyt kontakti on ollut alkuaan vulkaanistalasia, ja siina havaitaan joskus vulkaanisen lasin kiteytyessa muodostunutta perliittira-kennetta .

Kvartsiporfyyrin kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 4, anal . 22 . Se on

kaliumrikkain rapakivimassiivin kivilajeista ja likipitaen samanlainen kuin punaisen

tasarakeisen biotiittirapakiven koostumus .

Mineralogia

Rapakivigraniittien paamineraaleina ovat kalimaasalpa, kvartsi ja plagioklaasi, joitaon yhteensa yli 90 % rapakivien tilavuudesta. Tummia Fe-Mg-silikaatteja ja aksessore-ja on rapakivissa vain muutamia prosentteja .

Kalimaasdlpa'. Rapakivien yleisin mineraali on kalimaasalpa, jota on 45-60tilavuusprosenttia. Kalimaasalpapitoisuus on alhaisin tummissa rapakivimuunnoksissaja suurin pyterliittisissa ja punaisissa tasarakeisissa rapakivigraniiteissa . Kalimaasalpaon usein kahtena generaationa: omamuotoisina hajarakeina ja vierasmuotoisinarakeina perusmassassa .

Kalimaasalvan trikliinisyysaste vaihtelee. Neuvosen (1957) mukaan viborgiitinkalimaasalpa on ortoklaasia tai heikosti trikliinista kalimaasalpaa . Pyterliitissa jatasarakeisessa rapakivigraniitissa on kalimaasalpaa, jonka trikliinisyysaste on 0,0-0,3tai 0,75 . Kvartsiporfyyrin kalimaasalvan trikliinisyysaste on 0,7-1,0 .

Vorman (1971) laaja ja perusteellinen Viipurin rapakivimassiivin alkalimaasalvan

tutkimus osoittaa, etta kivilajisarjassa tumma, tasarakeinen rapakivi - tummaviborgiitti - viborgiitti - pyterliitti/porfyyrinen rapakivigraniitti - biotiittirapakivi/porfyyriapliitti - kvartsiporfyyri kalimaasalpa muuttuu asteittain ortoklaasista mik-rokliiniin . Muutos tapahtuu kiven haihtuvien aineiden ja piihappopitoisuudenlisaantyessa ja CaO-pitoisuuden vahentyessa .

Wahlin (1925) esittaman kemiallisen analyysin mukaan viborgiitin ovoidinaesiintyvan kalimaasalvan koostumus on Or,, Ab 30 An, . Vorman (1971) mukaan

26

rapakiven kalimaasalvan koostumus vaihtelee rajoissa Or, 6 Abn Ant - Or gy - Ab 71 An, .Piihappokoyhimmissa rapakivimuunnoksissa ortoklaasi on krypto- ja mikropertiittista .Tumman rapakiven pertiitin Na-komponentti on korkean lampotilan anortoklaasia .Rapakiven piihappopitoisuuden kasvaessa ortoklaasi muuttuu asteittain mikrokliiniksija samalla pertiittisen albiitin maara kasvaa .

Kvartsi. Rapakivigraniiteissa on variltaan tummaa tai savunharmaata kvartsiatavallisimmin 20-40 tilavuusprosenttia, ja sita on niissa monena generaationa (Wahl1925, Popoff 1928, Vorma 1971) . Porfyyristen rapakivigraniittien perusmassassa onseka omamuotoista bipyramidista korkeaa kvartsia (0 2-5 mm) etta vierasmuotoistakvartsia . Omamuotoiset kvartsikiteet muodostavat usein rengasmaisen kehan pyterliit-tisten kalimaasalpaovoidien ymparille (margination texture, Holmqvist 1901) . Lisaksikvartsia on pisaramaisina (drop quartz) tai muodoltaan kayrina (concave quartz)sulkeumina kalimaasalpaovoideissa .

Plagioklaasi . Rapakiven plagioklaasipitoisuus on yleensa 5-30 tilavuusprosenttia .Plagioklaasia on runsaimmin tummissa rapakivissa ja vahiten piihapporikkaimmissamuunnoksissa. Sen koostumus vaihtelee albiitista andesiiniin . Yleisinta on kuitenkinoligoklaasi, jonka koostumus viborgiitissa on Wahlin (1925) esittamdn kemiallisenanalyysin mukaan Or, Ab6, An,, . Plagioklaasi on rapakivissa monena sukupolvena .Sita on usein vyohykerakenteisina hajarakeina tummissa rapakivissa ja omamuotoisinasulkeumina kalimaasalpaovoideissa . Lisaksi plagioklaasia on manttelina kalimaasalpa-ovoidien ymparilld ja vierasmuotoisina rakeina perusmassassa .

Fe-Mg-silikaatit. Rapakivien tummina mineraaleina ovat oliviini, pyrokseeni,amfrboli ja biotiitti seka niiden muuttumistuloksina iddingsiitti, gruneriitti jakloriitti . Fe-Mg-silikaattien mineraaliassosiaatiot rapakivimuunnoksissa on esitettytaulukossa 5 . Oliviinia, pyrokseenia ja gruneriittia on ainoastaan tummissa rapakivi-muunnoksissa. Sarvivalke ja biotiitti ovat rapakivien yleisimmat mineraalit . Assosiaatiosarvivdlke - biotiitti on luonteenomainen viborgiitissa, ja biotiitti on pyterliitin jamuiden piihapporikkaiden rapakivimuunnosten padasiallisin tumma mineraali . Kar-toitustyon aikana on julkaistu erikoistutkimukset rapakiven oliviinista (Simonen 1961)seka amfibolista ja biotiitista (Simonen & Vorma 1969) .

Oliviinia on niukalti tummissa sarvivalkepitoisissa rapakivimuunnoksissa ja se onrautarikasta fayaliittia, jonka forsteriittipitoisuus on vain 2-6 mol. % . Oliviininmuuttumistuloksena on iddingsiittid . Tummissa rapakivimuunnoksissa on satunnaises-ti myos seka rombista etta monokliinista pyrokseenia, joiden mineralogiaa ei olekuitenkaan yksityiskohtaisemmin selvitetty .

Sarvivalke on rautarikasta ferrohastingsiittia ja sita on runsaimmin (- 10%)tummissa rapakivimuunnoksissa . Piihapporikkaimmissa rapakivissa sarvivalketta onvain satunnaisesti . Gruneriittia on niukalti (0,1-0,3 %) sarvivalketta ja iddingsiittidsisaltavissa tummissa rapakivissa . Se esiintyy homoaksiaalisesti yhteenkasvettuneenaferrohastingsiitin kanssa ja on usein saumana ferrohastingsiitin ja iddingsiitin valissa .

Biotiitti on kaikkien rapakivimuunnosten tummana mineraalina . Sen pitoisuustummissa rapakivimuunnoksissa on 0,3-4,0 % ja piihapporikkaissa rapakivissa 2-

saannollisesti esiintwa

( + ) satunnaisesti esiinty aregularly present

occasionally present

6 % . Kemialliselta koostumukseltaan biotiitti on rautarikasta lepidomelaania . Kloriit-tia on vahaisin maarin tummien mineraalien muuttumistuloksena .

Aksessorit. Rapakivien tavallisimmat aksessoriset mineraalit ovat fluorisalpa, apa-tiitti, zirkoni ja magnetiitti . Lisaksi on monia muita satunnaisesti esiintyvia mineraale-ja (ks . sivu 23), joista mainittakoon fluoria sisaltavat topaasi ja apofylliitti .

Hivenalkuaineista erikoisesti fluoria on tavallista runsaammin rapakivissa . Fluori-salpa onkin luonteenomainen aksessori rap akivigraniiteissa, mutta tummissa rapakivis-sa sita on kuitenkin vain satunnaisesti . Rapakiven apatiitti on fluoripitoista niin, ettatumman rapakiven apatiitti sisaltaa P . Ojanperan maarityksen mukaan fluoria 3,38ja klooria vain 0,05 % . Topaasia on Kymin harmaassa rapakivessa . Apofylliittia onrapakiven pegmatiittisissa ja miaroliittisissa osueissa Virolahdella ja Ihalaisissa (Nor-densk16ld 1855 )a Volborth 1953) seka Kotkan Langinkoskella (Vorma 1961) .

Rapakivigraniittien keskimaarainen ZrO 2-pitoisuus on 0,12 % (Sahama 1945), jazirkonia onkin omamuotoisina kiteina kaikissa rapakivimuunnoksissa . Zirkonikiteidenkoko on 0,1-0,3 mm ja niiden pituuden suhde leveyteen (kuva 8) on enimmakseen2,1-2,9, kuten monissa muissakin intrusiivisissa graniiteissa . Kiteiden joukossasaattaa kuitenkin olla joitakin yksittaisia rakeita, joissa pituuden suhde leveyteen on>5 .

Magnetiittia on aksessorisena mineraalina kaikissa rapakivimuunnoksissa . LeminTullisenlammen tumman rapakiven magnetiitin Ti0 2-pitoisuus on tohtori Faheyn(USA) suorittaman analyysin perusteella 11,6 % . Tama epatavallisen korkea TiO 2 -pitoisuus on samanlainen kuin pyrokseenigabrojen magnetiiteissa ja se osoittaa, ettamagnetiitin kiteytymislampotila on ollut n . 900°C (Buddington et al. 1955) .

Taulukko 5 . Rapakivimuunnosten Fe-Mg-silikaatit .Table 5 . Fe-Mg silicates of rapakivi varieties .

2 7

Rapakivimuunnokset

Oliviini

Pyrokseeni Iddingsiitti GruneriittiRapakzvi vaneties

Olivine

Pyroxene

Iddingsite

GruneriteSarvivalke

Bio

KlonittiHornblende Bio e

Chlorite

Tumma rapakivi (tiriltitti) +

+) +

+ +

+

+Dark-coloured rapakivi (tinlite)Sarvivalkerapakivi

( + )

( + )

( + ) +

+

+Hornblende rapakiviTumma viborgiitti

( + ) +

+ +

+

+Dark-coloured wiborgiteViborgiirti ( + ) +

+

+WiborgztePycerbnci + )

+

+PyterlitePorlyyrinen rapakivigraniitu +

+Porphyntic rapakivi graniteBiotiitrirapakivi +

+hiotzte rapakzvzAplittti ja pcgmariirti +Aplzte and pegmatite

28

-30

-30

y

1Cd

-20 >Yd

-10

-40

-30

-10

3

IIIL1 I2

3

4

pituus :Ieveys

20 aCa

I.II II1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

pltuus :leveys

length: breadth

40

30

-10

i

4

IIIA1

2

3

4

5

length:breadth

2

Kuva 8 . Erilaisen pituus : leveys - suhteen omaavien zirkonikiteiden ylersyys rapakivigran teissa .Mitattu 200 zirkoniraetta jokaisesta naytteesta .

Fig . 8. Frequence of zircon crystals with different length : breadth - ratios in the rapakivi granites .200 zircon crystals measured in each specimen .

1 . Viborgiitti - Wiborgite . Perala, Luumakr . 3131 : x = 6760,1, y = 531,6-2 . Porfyyrinen rapakivigraniitti - Porphyritic rapakivi granite . Verla, Valkeala . 3114: x = 6772,7,

y = 480,2 .3 . Sarvivalkerapakivi - Hornblende rapakivi . litti . 3113 : x = 6766,0, y = 467,3 .

4 . Biotiittirapakivi - Biotite rapakivi . Pihlajasaari, Valkeala . 3114 :x = 6771,8, y = 494,86 .

Kemismi

Rapakivien kemialliset analyysit ja niista lasketut keskikoostumukset (Sederholm1925 )a Sahama 1945) osoittavat, etta rapakivet ovat kaliumrikkaita graniitteja, joidenMgO-, A1 203 - ja CaO-pitoisuudet ovat pienet . Sahaman (1945) mukaan Ita-Fennos-kandian rapakivien S'0 2-pitoisuudet vaihtelevat kuitenkin melko laajoissa rajoissa(64,23-77,71 %) min etta rapakivigraniitit muodostavat yhtenaisen jatkuvan sarjan,jossa kemiallinen koostumus vaihtuu asteettain . Hivenalkuaineista erikoisesti fluori,zirkonium, barium, rubidium ja lyijy ovat rikastuneet rapakivigraniitteihin .

Wahl (1925) kuvasi Viipurin rapakivialueelta seka kemialliselta koostumukseltaanetta rakenteeltaan erilaisia rapakivimuunnoksia, joille oli luonteenomaista suurikaliumpitoisuus. Han korosti erikoisesti viborgiitin ja pyterliitin erilaista kemiallistakoostumusta. Viborgiitti sisaltaa enemman kalsiumia, natriumia, aluminiumia jarautaa seka vahemman piihappoa kuin pyterliitti .

Taulukoissa 2-4 esitetyissa rapakivien analyyseissa vaihtelevat en oksidien pitoi-suudet melko laajoissa rajoissa :

SiO 2 61,06-76,69 %, T10 2 0,20-1,12 %, A1 203 10,68-17,12 %, Fe 2 O i0,25-3,73 %, FeO 0,57-6,35 %, MnO 0,02-0,13 %, MgO 0,02-0,94 %, CaO0,73-4,40 %, Na,O 1,78-4,15 %, K,O 4,36-6,27 %, P 20 5 0,02-0,48 % .

Vorman (1976) suorittama Fennoskandian rapakivimassiivien kemismin keskinai-nen vertailu osoittaa, etta kemiallisen koostumuksen vaihtelut ovat suurimmat

nimenomaan Viipurin massiivissa, joka on lisaksi kalsiumrikkaampi kuin muut

29

Kuva 9 . Nigglin variaatiodiagrammi Kaakkois-Suomenrapakivista (Vorma 1976) .

Fig . 9 . Niggli variation diagram of the rapakivi granites insoutheastern Finland (Vorma 1976) .

30

_,o

Ab

Kuva 10 . Kaakkois-Suomen rapakivien normatiiviset Or : Ab : An - suhteet. Numerot1-22 viittaavat taulukoissa 2-4 esitettvihin analyyseihin .

Fig . 10 . Normative proportions Or : Ab. An in the rapakivi granites of southeasternFinland. Numbers 1-22 refer to the analyses listed in Tables 2--4 .

Or

Kuva 11 . Kaakkois-Suomen rapakiviprovinssin alkali-kalkki-indeksi . Numerot 1-22 viirtaavattaulukoissa 2-4 esitettvihin analyyseihin . I-II . subjorunisia diabaaseja (Simonen & Tyrvainen1981) . 1, Korpijarvi, Mantvharlu (3132 : x = 6799,1 . v = 508,7) . II, Lovaskoski, M8nryharju

(3132 : x = 6784,4 . y = 506,6) . Katkoviivar esirtavat Tampereen alueen svekokarelidisengraniittiprovinssin alkali-kalkki-indeksia .

Fig . 11 . Alkali-lime index of the rapakivi province in southeastern Finland. Numbers 1-22refer to analyses listed in Tables 2--4. 1-Il . Subjotnian diabases . Stippled lines show the

alkali-lime index of the Svecokarelidic granite Province in the lampere area .

3 1

rapakivimassiivit . Edella mainitussa tutkimuksessa on laadittu Viipurin massiivinrapakivista Harkerin ja Nigglin variaatiodiagrammit seka normatiivisten Qu : Ab : An-suhteiden perusteella tehty kolmiodiagrammi . Rapakivien differentioitumista osoitta-va Nigglin diagrammi on esitetty kuvassa 9 .

Rapakiven normatiiviset Or : Ab : An -suhteet on esitetty kuvassa 10 . SuurinOr-pitoisuus on kvartsiporfyyrissa (no 22) ja Or-valtaisia oval kaikki pyterliitit (no5-6), biotiittirapakivet (no 16-18) ja porfyyriapliitit (no 20 21) . Viborgiiteissa (no1-2) ja porfyyrisissa rapakivigraniiteissa (no 7-8) Or -pitoisuus saattaa olla jokosuurempi tai pienempi kuin (Ab + An) . Tummissa tiriliittisissa rapakivissa (no9--13), tummissa viborgiiteissa (no 3-4) ja sarvivalkerapakivessa (no 14--15) on Or< (Ab + An) . Suurin Ab-pitoisuus on Kyrnin harmaassa rapakivessa (no 19), jonkakoostumus poikkeaa selvasti muista rapakivista .

Kaakkois-Suomen rapakivet muodostavat petrografisen provinssin, jonka jasenialuonnehtii suuri kaliumpitoisuus . Taman provinssin emaksisina jasenina on pidettavaniita rapakivea vain hiukan vanhempia subjotunisia diabaaseja, joita on rapakivimas-siivin valittomassa laheisyydessi . KaakkoisSuomen rapakiviprovinssin alkali-kalkki-indeksi (kuva 11) on 55 ja se on huomattavasti alkalisempi kuin svekokarelidistenkaikki-alkalisten syvakiviprovinssien vastaavat indeksit, jonka vaihtelevat 59 :sta 61 :een(Simonen 1960) . Vertailun vuoksi on kuvaan 11 merkitty katkoviivalla Tampereenalueen svekokarelidisen graniittiprovinssin CaO- ja (Na,O + K,O) -pitoisuuksienkayrat . Vertailu osoittaa, etta rapakiviprovinssin alkalipitoisuudet ovat selvasti suurem-mat ja kalsiumpitoisuudet pienemmat kuin svekokarelidisen graniittiprovinssin kivis-sa .

Ika ja muunnosten keskinaiset ikasuhteet

Rapakivi on kallioperamme nuorin graniitti ja sita pidettiin tnaamme nuorimpiinprekambrisiin, ns . jotunisiin muodostumiin kuuluvana (Sederholm 1897) . Mvohem-min rapakivet ja niihin laheisesti liittyvat ernaksiset ja happamat laavakivet sekagabro-anortosiitit ja diabaasit erotettiin jotunista hiekkakivea vanhemmaksi alajotuni-seksi ell subjotuniseksi (Hoglandian) ryhmaksi (Sederholm 1927) .

Kaakkois-Suomen rapakivien zirkoneista tehdyt ensimmaiset radiometriset U-Pb-tnaaritykset (Kouvo 1958) antoivat rapakiven iaksi 1670 Ma . Rapakiven sulkeumissaesiintyvan subjotunisen diabaasin (Hyvarila) ja happaman porfvvrin (Ruoholampi)zirkoni-iat olivat 1680 Ma ja 1675 Ma (Geologinen tutkimuslaitos 1973 )a 1974,Vorma 1975) ell lakes samat kuin rapakiven .

Vaasjoen (1977) suorittaman Suomen rapakivien geokronologisen tutkimuksenrnukaan maamme rapakivet ovat kiteytyneet aikavalilla 1700-1540 Ma .. Kaakkois-Suomen rapakivien ika on 1700-1640 Ma . Viipurin massuvin vanhin ika (1697 t 12Ma) on esitetty Savitaipaleen kartta-alueen (lehti - 3132) Pesantajarven etelapuolen

3 2

viborgiitille ja nuorin ika (1638 Ma) Karhulan kartta-alueen (lehti

3024) Kvminharmaalle rapakivelle .

Eraita aikaisemmin esitcttyja ikamaarityksia on taydennetty useammilla zirkoni-fraktioilla. Naiden maaritysten tuloksia on selostettu Vuohijarven (Iehti - 3114)kartta-alueen selityksessa (Tyrvainen 1986) . Naista taydennetyista maarityksista mai-nittakoon : tiriliitti, Varro, Lemi 1642 f 3 Ma (lehti - 3134); porfyyrinenrapakivigraniitti, Vcrla, litti 1637 f 16 Ma (lehti 3114) ; viborgiitti, Muurikkala,Virolahti 1632 f 3 Ma (Iehti 3044) . Nama iat ovat hieman pienempia kuinaikaisemmin esitetyy (vrt . Vaasjoki 1977) .

Haminan kvartsiporfyyrin iaksi on saatu uusicn maaritysten perusteella 1617 f 2Ma (Kouvo 1983) . Kvartsiporfyyri Ilvistaa rapakivigraniitteja ja sell ika edustaneealueen rapakivimagmatismin viimcisinta vaihetta .

Ianmaaritykset ja eri muunnosten keskinaiset kontaktisuhtcct osoittavat, ettamasslivin rapakivet ovat syntyneet monicn suhteellisen lyhyella aikavalilla tapahtunei-den itsenaisten magmaintruusioiden tuloksena . Vorman (1971) ja Vaasjoen (1977)tutkimuksissa on esitetty mm . 3-4 erillsta intruusiovaihetta . Eri intruusiovaiheissatunkeutuneet magmat ovat ollect koostumukseltaan, etenkin haihtuvien ainestenosalta, jossain maarin erilaisia, nun etta niista on kiteytynyt petrografisclta luonteel-taan erilaisia kivia (esim . tiriliitti kontra viborgiitti) .

Laajimman Icvinneisyyden omaavien porfyyristen rapakivimuunnostcn (viborgiitti- pyterliitti porfyyrinen rapakivigraniitti) keskinaiset kontaktit ovat asteettaisia .Porfyyristcn rapakivien yhteydessa epasaannollisina osueina esiintyvat biotiittirapakivetja porfyyriapliitit ovat otaksuttavasti kiteytyneet niista kaliumrikkaista jaannosmag-moista, joita on syntynyt porfyyristen rapakivien kiteytyessa . Porfyyriset rapakivetedustavat rapakivimagman purkautumisen paavaihetta ja sita nuorempia intruusiovai-hetta edustavat eraat massiivin lansiosan biotiittirapakivien ja Kymin harmaanrapakiven muodostamat pyoreahkot tai soikeat tcravarajaiset pahkut (stocks) sekaporfyyrisia rapakivia leikkaavat kvartsiporfyyrijuonet .

Vorman (1971) mukaan Lappeenrannan seudun tummat tiriliittiset rapakivet janiihin liittyvat sarvivalkerapakivet (Lappeen graniitti) ja porfyyrinen Sinkon graniittiedustavat rapakivimagman intruusiovaihetta, joka on vanhempt kuin viborgiittiasynnyttanyt paaintruusiovaihe . Sen sijaan massiivin luoteisosan ,Jaalan - litinsarvivalkerapakivi, joka sisaltaa sulkeumina mm . viborgiittia, on selvasti rapakivimag-man paaintruusiovaihetta nuorempi . Samaan intruusiovaiheesecn Jaalan - Ittinsarvivalkerapakiven kanssa nayttavat kuuluvan ulkosaariston tummat ja sarvivalkepitoi-set rapakivet, joissa on tavattu satunnaisesti viborgiittia murskaleina .

Petrologia

Rapakivet ovat kiteytyneet syvalla maankuoressa muodostuneista magmoista, jotkaovat tunkeutuneet murroksia pitkin lahelle subjotunista eroosiopintaa . Vorman (1976)

33

mukaan rapakivimagmat ovat syntyneet ultram etamorfisissa prosesseissa Svekokarelidi-sen orogenian kulminaatiovaiheessa, pysyneet sitten pitkia aikoja syvalla maankuoressaolevissa sailioissaan ja tunkeutuneet vasta orogeenisten liikuntojen tauottua syvallekuluneeseen svekokarelid1seen poimuttumisvyohykkeeseen .

Rapakiven aiheuttamien kontaktimetamorfisten muutosten perusteella on arvioitu,etta magman tunkeutumislampotila on ollut >800°C (Vorma 1972) . Rapakivienkiteytymislampotilat ovat vaihdelleet magmojen haihtuvien aineiden pitoisuuksistariippuen. Kiteytymislampotila on ollut korkein tummien rapakivien kuivissa tiriliitti-sissa magmoissa, joista kiteytyneen magnetiitin kiteytymislampotilaksi on sen TiO 2 -pitoisuuden perusteella saatu---900°C (kts . s . 27). Viborgiitin maasalpien kemiallisenkoostumuksen perusteella, kayttamalla Barthin (1956) kehittamaa menetelmaa (felds-par equilibrium temperature), on maasalpien kiteytymislampotilaksi saatu 730°C(Simonen 1961) .

Rapakivien paamineraalien (kalimaasalpa, plagioklaasi ja kvartsi) keskinaista kitey-tymisjarjestysta on selvittanyt Vorma (1971) vertaamalla rapakivimuunnosten kemialli-sia koostumuksia systeemin NaA1Si 3Os - KA1Si 3 Os - CaA12Si 2O s - SiO, - H2Okokeellisiin tutkimuksiin (James ja Hamilton 1969) . Kalsiumrikkaimmissa ja viborgiit-tisia ovoideja sisaltavissa rapakivimuunnoksissa (tumma rapakivi - viborgiittisarvivalkerapakivi) plagioklaasin kiteytyminen on alkanut ennen kalimaasalpaa . Sensijaan kalium- ja piihapporikkaimmissa rapakivimuunnoksissa (pyterliitti, biotiittira-pakivi ja kvartsiporfyyri) kiteytymisen on alkanut joko kvartsi tai kalimaasalpa ennenplagioklaasia .

Plagioklaasimanttelin ymparoimien kalimaasalpaovoidien ell tyypillisen rapakivira-kenteen synnysta on esitetty monia selityksia, Jolla on selostettu mm . Sederholmin(1928) ja Vorman (1971) tutkimuksissa . Monissa varhaisimmissa tutkimuksissa oletet-tiin, ettk rapakiven kalimaasalvan kiteytyminen on alkanut ennen plagioklaasia, muttauusimmissa tutkimuksissa (Stewart 1959 )a Vorma 1971) on esitetty, etta rapakivira-kenteisissa kivissa plagioklaasi on alkanut kiteytya ennen kalimaasalpaa .

Plagioklaasin varhaisesta kiteytymisesta ovat osoituksena tumman viborgiitinplagioklaasihajarakeet ja viborgiitin kalimaasalpaovoidien omamuotoiset plagioklaasi-sulkeumat . Plagioklaasin varhaisen kiteytymisen jalkeen on alkanut kiteytya samanai-kaisesti seka plagioklaasia etta kalimaasalpaa . Silloin magma on sisaltanyt huomatta-vasti runsaammin kalimaasalvan kuin plagioklaasin kiteytymiseen tarvittavia aineksia .Magman jaahtyminen on tapahtunut hitaasti, mutta kalimaasalpakiteiden kasvuno-peus on kuitenkin ollut huomattavasti suurempi kuin plagioklaasikiteiden . Naissaolosuhteissa kalimaasalpa kiteytyi ovoideiksi, kun sen sijaan plagioklaasi kiteytyipienina kiteina .

Plagioklaasia nopeammin kiteytyvien kalimaasalpaovoidien ymparille muodostuiplagioklaasin aineksista rikas magma, josta plagioklaasimantteli kiteytyi. Tahankalimaasalpaovoidien kiteytymisen jalkeen jaaneeseen magmaan rikastuivat rapakivi-magman haihtuvat ainekset (vesi ja fluori). Kokeelliset tutkimukset systeemissaOr-Ab-Q (v. Platen 1965) osoittavat, ettk kalimaasalvan liukoisuus vesipitoiseen

3 4

magmaan on suurempi kuin plagioklaasin ja kasvaa magman haihtuvien aineidenmaaran lisaantyessa . Tamil on aiheuttanut kalimaasalpaovoidien kasvun pysahtymisenja edistanyt plagioklaasimanttelin kiteytymista .

Rakenne

Rapakivimagmaa on tunkeutunut useassa eri vaiheessa svekokarelidiseen perus-kallioon vertikaalisten epeirogeneettisten lohkoliikuntojen yhteydessa . Rapakivi onluonteeltaan epizonaalinen intruusio, joka on tunkeutunut lahelle muinaista rnaan-pintaa, ja nykyinen maankuoren leikkaus edustanee rapakivimassiivin ylimpia osia .Rapakivi leikkaa jyrkasti poimuttuneen peruskallion kaikkia rakenteita ja se on selviistidiskordanttinen plutoni .

Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin muodosta ja syvyysulottuvuudesta on esitettyuseita erilaisia malleja . Massiivia on luonnehdittu muodoltaan joko levymaiseksi,lakkoliittimaisekst tai batoliittimaiseksi intruusioksi . Massiivin syvyys on pienin ( < 1km) Wahlin (1925) esittamassa levymaisessa mallissa, jonka mukaan intruusio olisitapahtunut lahes vaakasuoria rakoja pitkin . Muissa rnalleissa massiivin syvyys onoletettu useiksi kilometreiksi .

Tietoa rapakivimassiivin syvyysulottuvuudesta on saatu alueen painovoimaanomali-oita tulkitsemalla . Rapakiven aiheuttarna selva negatiivinen painovoima-anomaliaosoittaa, etta massiivi on huomattavan paksu . Suornen gravimetrisen kartan perusteel-la Lauren (1970) on esittanyt Viipurin massiivin syvyysmallin (kuva 12), jonka mukaanpaksuus on suurin (18-20 km) luoteessa Ahveniston massiivin kohdalla ja oheneesitten kaakkoon Virolahdelle mentaessa 5 km :n paksuiseksi . Laurenin mukaan massiivion valtavan suuri lakkoliitti .

AHVE' ISTO

VIROiLAHTI+ +-FJ+ + + + + + + + + + + + + + + + + + S E

Kuva 12 . Kaakkois-Suomen rapakivimassiivin syvyys linjallaAhveniston massiivi - Virolahri (Laur€n 1970) .

Fig. 12 . Depth of the rapakivi ma .cof in southeastern Finland alongthe line Ahvenisto massif- Virolahti (Lauren 1970) .

Toisaalta rapakivimassiivin huomattava laajuus ja syvyys seka sivukivia leikkaavat,ulospain viettavat jyrkat kontaktit ovat luonteenomaisia batoliittisille intruusioille .Massiivin batoliittiseen malliin sopivat myos katosta peraisin olevat jaanteet (roofpendants) ja alueen kupolimaiset intruusiot esim . Myrskylassa, Artjarvelli ja Kymissa .

Rapakivimassojen pituussuunnat, joista ovat vallitsevina massiivin luoteisosassaN60°E ja saaristoalueella N80°E, edustanevat osaltaan niita murrossuuntia, joitapitkin rapakivimagman purkautumista on tapahtunut . Massiivin reunaosissa kivimas-sojen pituussuunnat ovat kuitenkin usein kontaktipinnan suuntaisia kuten magmojenvirtauskerrokset (flow layers) .

Rapakiven pystyasentoisia graniittisia pegmatiitti- ja apliittijuonia on monessa erisuunnassa (kuva 13) . Vallitsevia suuntia ovat N-S, N30°E, N60°E, N80°E, E-W,N60°W, N30°W . Sen sijaan kvartsijuonia on miltei yksinomaan suunnassa N30°-40°W (kuva 14) .

S

N

Kuva 13 . Rapakiven graniittisten juonien suuntaus . 1, Karhulan karttaalue, Iehti 3024, 35havaintoa ; 2, Kotkan kartta-alue, lehri 3023, 56 havaintoa .

Fig . 13 . Orientation of granitic veins in the rapakivi . 1, Karhula map-area, sheet 3024, 35observations ; 2, Kotka map-area, sheet 3023, 56 observations .

3 5

36

I

72

if

32

Kuva 14 . Rapakiven kvartsijuonien suuntaus . I, Karhulan kartta-alue, Iehti 3024, 72 havaintoa ;11, Kotkan kartta-alue, lehti 3023, 32 havaintoa .

Fig . 14. Orientation of quartz veins in the rapakivi . I, Karhula map-area, sheet 3024, 72observations ; II, Kotka map-area, sheet 3023, 32 observations .

Rapakiven pysty rakoilu on selva ja saannollinen . Aikaisemmin julkaistut suun-tausdiagrammit Lapinjarven (lehti - 3022) ja Savitaipaleen (lehti - 3132) kartta-alu-

eilta osoittavat, etta pystyn rakoilun maksimit ovat suunnissa N60°E ja N30°W .Kuvassa 15 esitetyt pystyn rakoilun suuntausdiagrammit Kotkan (lehti - 3023) jaKarhulan (lehti - 3024) kartta-alueilta osoittavat, etta niissakin suunnat N60°E ja

N30°W ovat selvasti vallitsevina. Lisaksi rapakivessk on selva vaakasuora pengerrys .Rapakiven lineaaristen rakenteiden selvittkmiseksi on mitattu seka rapakiven

sulkeumien etta ovoidien pituussuuntia horisontaalisella pinnalla . Mittaustulosten

perusteella on laadittu suuntausdiagrammeja .Kuvassa 16a on esitetty suuntausdiagrammi peruskalliosulkeum ten pituussuunnista

Kotkan Langinkosken tummassa viborgiitissa . Sulkeumien pituussuuntien maksimi on

suunnassa E-W, joka on myos isantakiven levinneisyysalueen pituussuunta . Sulkeu-

mien muita vallitsevia pituussuuntia ovat N60'E ja N60°W .

Kuva 15 . Rapakiven pystyn rakoilun suuntaus . 1, Karhulan karra-alue, lehti 3024, 458havaintoa ; II, Kotkan kartta-alue, Iehti 3023, 289 havaintoa .

Fig . 15 . Orientation of vertical joints in the rapakivi . I. Karbula map-area, sheet 3024 . 458observations ; II. Kotka map-area, sheet 3023 . 289 observations .

Kuva 16 a . Peruskalliosulkeumien suuntaus Kotkan Langinkosken tummassa viborgiitissa . b .Rapakiven ovoidien suuntaus .

Fig . 16 a . Orientation of the Svecokarelidic rock fragments in the dark-coloured wiborgite .Kotka, Langinkoski. b . Orientation of ovoids in the rapakivi .

3-

38

Kuva 17 . Kvartsiporfyyrijuonen kalimaasalpahajarakciden suunraus .Hamina. 3042 : x = 6710 .1, v = 509,8 .

Fig . 17 . Orientation of potassium feldspar phenocrysts in the quartzporphyry . Hamina .

Viborgiitin ovoidien pituussuunnan mittauksia on tehty kaikkiaan 66 rapakivialu-een eri osista. Laadittujen suuntausd1agrammien maksimisuunnat vaihtelevat eridiagrammeissa, joten yhtenaista koko rapakivialueelle luonteenomaista ovoidienpituussuunnan maksimia ei voida havaita . Kuvaan 16b on merkitty 2 vallitsevaapituussuuntaa kustakin erillisesta mittauksesta . Min saatu suuntausdiagrammi osoit-taa, etta viborgiitin ovoidien tavallisimmat vallitsevat pituussuunnat ovat N30°W,N60°E, N60°W ja N30°E .

Kuvassa 17 on esitetty kalimaasalpahajarakeiden suuntaus pystyasentoisessaN30°W-suuntaisessa kvartsiporfyyrijuonessa, Jolla on tiivis hienorakeinen kontaktiviborgiittista sivukivea vasten . Kvartsiporfyyrijuonen kalimaasalpahajarakeiden pituus-suuntien maksimi on selvasti juonen kontaktipinnan (N30°W) suuntainen .

Taulukko 6 . Rapakivien tasomaisten ja lineaaristen rakenne-elementtien vallitsevat suunnat .Table 6 . Predominant directions of the planar and linear structural elements of rapakivit .

39

1 . Kivirnassojen pituussuunta - Longitudinal axis of rock masses .2 . Pystyt gramittiset luonet (kuva 13) - Vertical granitic veins (Fig . 13) .3 . Pystyt kvartsijuonet (kuva 14) -- Vertical quartz veins (Fig . 14) .4. Pysty rakoilu (kuva 15) - Vertical joints (Fig . 15) .5 . Vieraat kivimurskaleet rapakivessa (kuva 16) -- Foreign rock fragments in rapakiri (Fig . 16) .6 . Ovoidit (kuva 16) -- Ovoids (Fig . 16) .7 . Kalimaasalpahajarakeet kvartsiporfyvrijuonessa (kuva 17) - Potassium feldspar phenocryrts in the quartz

porphyry dyke (Fig . 17) .

EMU kuvattujen rapakiven tasomaisten ja lineaaristen rakenne-elementtien vallit-sevat suunnat on esitetty yhteenvetona taulukossa 6 . Vallitsevimpana on ortogonaali-nen suuntapari N60°E/N30°W . Toinen vallitseva ortogonaalinen suuntapari onN30°E/N60°W . Edella mainitut suuntaparit vastaavat Parkkisen ja Huomon (1978)esittamia rapakiven ortogonaalisia murrossysteemeja, jotka ovat todennakoisesti kon-trolloineet rapakivimagmojen eri vaiheiden intrudoitumista . Lisaksi ortogonaalinensuuntapari N-S / E-W on heikosti edustettuna .

Kaakkois-Suomen rapakivialueen ja sen ympariston kaivannaiset

Vuorityolla on Kaakkois-Suomessa pitkkt perinteet . Kalkkikivea louhittiin litinSaaksjdrvelta jo keskiajalla Hameenlinnan rakentamiseen . 1700-luvulla louhittiinlyijyhohdetta Hopialan kaivoksesta Luumaen Luotolan kylkssa, kalkkikived Ihalaistenesiintymasta Lappeenrannan etelapuolelta ja rapakivigraniittia Virolahden Pyterlahdes-ta .

Rapakivialueella on pienik lyijy- ja tinaesiintymik . Viborgiitissa on paikoin ohuitarapakivek nuorempia eli epigeneettisia kvartsipitoisia lyijyhohdejuonia, joissa on myoshiukan muita sulfideja . Naita lyijypitoisia rakojuonia on mm . Virojoen Ravijoella,Anjalankosken Inkeroisissa ja Luumken Hopialassa (M . Vaasjoki 1977) . Liskksi onrapakivek vanhempaa lyijymineraalisaatiota rapakivimagmaan vajonneessa peruskalli-

2 . 4 . 5 . 6 .N-S

N30 - E

i

N3o°E

N60°E N60°E N60°E N60°E N60'E

N80°E N80°EW-E W-E

N60°W N60°W N60°W

N40°W N40 , WN30°W N30°W N30 - W N30°W N30°W

40

osulkeumassa Lemin Hyvarilassa (Holmberg 1858) ja rapakiven svekokarelidisessasivukivessa Pernajan Koskenkylassa (0 . Vaasjoki 1953) . Naissa esiintymissa, joita onaikoinaan louhittu, on lyijyhohteen lisaksi malmimineraaleina myos sinkkivalketta,

seka kupari-, rikki- ja magneettikiisua . Tinapitoisia greisen- ja kvartsijuonia on

rapakivessa etenkin Kymin topaasipitoisen harmaan rapakivigraniitin ymparistossa(Haapala & Ojanpera 1972, Haapala 1973 )a 1974) . Naissa juonissa on kassiteriitin

lisaksi myos berylliummineraaleja, volframiittia ja sulfidimineraaleja (lyijyhohde,sinkkivalke seka kupari- ja arsenikkikiisu) .

Edella mainituista malmiesiintymista ne, joiden sivukivena on rapakivi, liittyvat

geneettisesti rapakiveen ja ovat syntyneet valittomasti massiivtn jahmettymisen jal-keen. Vaasjoki (1977) on selvittanyt alucen malmimineraaliassosiaatioita, lyijyhohtei-den lyijyisotooppikoostumuksia ja malmien syntya .

Lappeenrannan Ihalaisissa on eras maamme suurimmista kalkkikiviesiintymista,josta Oy Partek Ab louhii kalkkisalpaa, dolomiittia ja wollastoniittia . Kalkkikivi onrapakiven peruskalliosulkeumassa. Esiintyman geologiaa ovat kuvanneet mm . Metzger

(1954) ja Lunden (1979) .

Rapakivialueen eri puolilla on ollut ja on vielakin monia graniittilouhoksia .

Merkittavinta graniitin louhinta on ollut Virolahden Pyterlahdessa, josta vietiinaikoinaan runsain maarin kivia silloisen Pietarin, nykyisen Leningradin rakennusai-

neeksi. Pyterlahden kivea nakeekin monin paikoin suurinakin yhtenaisina kappaleina

Leningradin historiallisessa keskustassa . Siita on tehty mm . 33 metrin korkuinen ja

360 tonnia painava Talvipalatsin edessa sijaitseva Aleksanterinpylvas seka lisakin

kirkon 48 pylvasta, joiden korkeus on 16,5 metrin (Laitakari 1930) .

Nykyaan toiminnassa olevia graniittilouhoksia on mm . Virolahdella, Kotkanlahistolla, Myrskylassa, litissa ja Ylamaalla. Kaakkois-Suomen rapakivialueelta louhi-taan vuosittain yli 100 000 tonnia graniittia, josta suurin osa viedaan raakakivena

ulkomaille. Rapakivigraniitin kaupallisina nimina ovat ''Baltic Brown'' ja ''Kotkan

Red'' tunnettuja (Harme 1980) .

Ylamaan Ylijarvelta loydettiin 1940-luvun alussa anortosiittia, josta on suurina

kiteina labradorisoivaa plagioklaasia (Laitakari 1946). Tata kivea on louhittu seka

monumentti- etta koristekiveksi . Eri vareissa valkehtiva plagioklaasi ell gemmologiselta

nimeltaan spektroliitti on tullut seka koti- etta ulkomailla suosituksi korumateriaaliksi .Nykyaan onkin Ylijarvella useita louhoksia, joissa erotetaan kiven sisaltama spektroliit-

ti korujen raaka-aineeksi .

Savitaipaleen kartta-alueen (lehti - 3132) Lovaskosken diabaasin yhteydessaesiintyvaa oliviinikivea louhitaan kiuaskiveksi .

Summary :

PRE-QUATERNARY ROCKS OF THE MAPS-SHEET AREAS OF THERAPAKIVI MASSIF IN SE FINLAND

Introduction

The explanation to the map-sheet areas of the broad rapakivi area in SE Finlanddescribes the country rocks and eruptive breccias of the rapakivi and foreign rockbodies (roof pendants) enclosed in the rapakivi . The emphasis is on the description ofthe petrography, mineralogy, chemistry, age, petrology and structure of the rapakivi .

The map-sheet areas containing the rapakivi granites of the Wiborg (Viipuri)massif are shown in Fig . 1 .

Country rocks of the rapakivi

The country rocks of the rapakivi are composed of Svecokarelidic schists, gneissesand plutonic rocks, of which mica gneisses and migmatite-forming microcline granitespredominate . Only in two places (sheets 3114 and 3132) is the country rockSubjotnian diabase slightly older than the rapakivi granite .

The Svecokarelidic country rocks were primarily metamorphosed under low-pressu-re conditions of amphibolite facies, but around the rapakivi massif there is athermometamorphic aureole . Mineral assemblages of the pyroxene - hornfels faciesoccur, and the original microcline of the country rocks was transformed into orthoclaseowing to the heat generated by the rapakivi . The orthoclase aureole around therapakivi massif may be up to 5 kilometres wide, and the emplacement temperature ofthe rapakivi magma has been estimated at >800°C (Vorma 1972) .

Eruptive breccias and roof pendants of the rapakivi

Along the boundaries of the rapakivi massif there are many intrusive breccias withangular and rotated fragments of the country rocks in the rapakivi (Fig . 3). Numerousroof pendants are also enclosed in the rapakivi (Fig . 2) .

4 1

4 2

The roof pendants in the western part of the massif are composed of Svecokarelidicmigmatite-forming granite, whereas those of the eastern part comprise both Svecoka-relidic and Subjotnian rocks . The rocks of the Ruoholampi and Hyvarila roof pendants(sheet - 3134) and their contact metamorphism by rapakivi granite have beendescribed in detail by Vorma (1975) . The Subjotnian succession (arkose quartzite,subvolcanic diabase, quartz porphyry) of the Taalikkala roof pendant (sheet - 3133)rests on Svecokarelidic granodiorite and it is similar to that of Suursaari (USSR), southof the Wiborg massif.

Many small bodies of mafic magmatic rocks (diabases, gabbro-anorthosites,anorthosites, etc .) are enclosed in the eastern part of the rapakivi . The rocks of thesebodies are similar to the Subjotnian mafic rocks around the Ahvenisto massif . Thebest known of these bodies is the gabbro-anorthosite in Yli maa (sheet - 3133) thatcontains big crystals of labradorite with labradorescense, used as gemstones .

Rapakivi

The rapakivi massif of SE Finland cuts sharply all the structures of themetamorphic and migmatitic rocks in the surroundings ; it has not been influenced byorogenic movements . It shows outward sloping contacts against the country rocks . Thebroad rapakivi area is composed of many petrographic varieties of potassium-richgranites, which differ from each other mainly in textural features but also to a certainextent in mineralogical and chemical composition .

The main minerals in all the rapakivi varieties are potassium feldspar, plagioclaseand quartz . The most marked differences between the rapakivi varieties are themineral associations of the Fe-Mg silicates . Hornblende and biotite are the mostcommon mafic minerals . Some dark-coloured, hornblende-bearing varieties containfayalite and, as alteration products, iddingsite and grunerite .

The rapakivi granites are predominantly coarse-grained porphyritic rocks with largeovoids of potassium feldspar mantled by plagioclase (wiborgite type) . In somevarieties, the plagioclase mantles are lacking around the potassium feldspar ovoids(pyterlite type) . The proportions of mantled and non-mantled ovoids vary substantial-ly . Porphyritic rapakivi granites with porphyritic, angular potassium feldspar grains arealso present . The proportions of mantled and non-mantled and angular porphyriticpotassium feldspar grains in the porphyritic varieties of the rapakivi are given in Fig .4 . In addition to the above porphyritic varie