Early Proterozoic layered intrusions in the northeastern part of the Fennoscandian Shield

Summary

Early Proterozoic layered intrusions, about 2440 Ma in age, are widespread over a large area of the northeastern Fennoscandian Shield in Finland, Sweden and the Soviet Union. Only one intrusion, the Kukkola intrusion, is encountered in Sweden whereas in Finland, their number exceeds twenty. These are concentrated principally in two areas, the dicontinuous Tornio-Närdnkävaara intrusion belt which crosses northern Finland and the Koitelainen intrusion with its satellites located in central Finnish Lapland. The intrusions in the Soviet Union are concentrated in three areas: (i) on the Kola Peninsula, (ii) in the Paanajärvi area close to the Finnish border and (iii) northeast of Lake Onega.

Examples of all the ore types characteristic of layered intrusions have been found in these intrusions. Chromitite layers are encountered in the Kukkola/Tornio, Kemi, Penikat, Koitelainen and Burakovsky intrusions, but only one, the Kemi chromitite, has so far been mined. The Portimo, Koillismaa, Monchegorsk and Fedorova intrusions are characterized by PGE-bearing Cu-Ni-deposits in their marginal series. Mineralized zones enriched in PGE are also encountered in the layered series. Those in the Penikat intrusion and in the Portimo intrusions are the most remarkable and the best known to date. Vanadium-bearing Fe-Ti-oxide layers are encountered in several intrusions, but only one, the Mustavaara deposit, is presently being exploited.

Two types of parental magma have tentatively been proposed for these intrusions. The first type is represented by a magma which was relatively rich in magnesium and chromium and was as a whole boninitic in composition, whereas the plagioclase-rich intrusions and megacyclic units are interpreted as having crystallized from a magma which was greatly depleted in these elements, especially Cr, and had melted crustal material incorporated in it.

The emplacement of the early Proterozoic layered intrusions in Fennoscandia was part of the world-wide igneous activity indicated by other layered intrusions and mafic dyke swarms of similar age in other ancient cratons, i.e. the Jimberlana intrusion in Australia, the Great Dyke in Zimbabwe, the Scouric picrite suite in Scotland, the Hearst-Matachewan dyke swarm, Copper Cliff Formation and East Bull Lake intrusion in Ontario, Canada, and the Vestfold Hills and Napier Complex dyke swarms in Antarctica. This almost contemporaneous occurrence in different parts of the world would suggest a more intimate relationship between the Fennoscandian Shield, northwest Scotland, Canadian Shield, Yilgarn Block, Zimbabwe Craton and East Antarctic Shield at the beginning of the Proterozoic than at present.

Zusammenfassung

Im Nordost-Teil des Fennoskandischen Schildes in Finnland, Schweden und der Sowjetunion kommen fast vierzig frühproterozoische geschichtete Intrusionen, die ungefähr 2440 Mio J. alt sind, vor. Nur eine davon, die Kukkola Intrusion, liegt in Schweden, während in Finnland mehr als zwanzig Intrusionen vorkommen. Diese sind hauptsächlich in zwei Gebieten konzentriert, nämlich in dem nicht-zusammenhängenden Tornio-Näränkävaara Gürtel, der das nördliche Finnland durchzieht, und die Koitelainen-Intrusion mit ihren Satelliten im zentralen Finnischen Lapland. Die Intrusionen in der Sowjetunion sind in drei Gebieten konzentriert: (i) auf der Kola Halbinsel (ii) im Paanajärvi Gebiet nahe der Finnischen Grenze und (iii) östlich vom Onega-See.

Beispiele aller für geschichtete Intrusionen charakteristischen Erztypen kommen vor. Chromititlagen sind in den Intrusionen von Kukkola/Tornio, Kemi, Penikat, Koitelainen und Burakovsky zu finden, aber nur eine davon, der Kemi Chromitit, ist bisher in Abbau genommen worden.

Die Portimo-, Koillismaa-, Monchegorsk- und Fedorova-Intrusionen werden durch PGE-führende Kupfer-Nickel-Lagerstätten in ihren randlichen Bereichen charakterisiert. Mineralisierte Zonen die an PGE angereichert sind kommen auch in den geschich teten Serien vor. Die bemerkenswertesten sind die PGE-Vererzungen der Penikat- und der Portimo-Intrusionen. Vanadium-führende Fe-Ti-Oxidlagen kommen in verschiedenen Intrusionen vor, aber nur eine davon, die Mustavaara-Lagerstätte, ist bisher abgebaut worden.

Diese Intrusionen werden auf zwei verschiedene Magmentypen zurückgeführt. Ersteres ist ein Magma das relativ reich an Magnesium und Chrom war und eine boninitische Zusammensetzung hatte, während die Plagioklas-reichen Intrusionen, und die megazyklischen Einheiten auf ein Magma das an diesen Elementen (besonders Cr) verarmt war, und das Krustenmaterial aufgeschmolzen hat, zurückgehen.

Die Platznahme der frühproterozoischen geschichteten Intrusionen in Fennoskandien stellt einen Teil weltweiter magmatischer Aktivität dar, die durch andere geschichtete Intrusionen und mafische Gänge von fast identischem Alter in anderen alten Kratonen repräsentiert wird. Hier ist die Jimberlana-Intrusion in Australien, der Great Dyke in Zimbabwe, die Pikrit-Suite von Scourie in Schottland, die Gänge von Hearst-Matachewan, die Copper Cliff Formation und die East Bull Lake Intrusion in Ontario, Kanada ebenso wie die Gangsysteme der Vesthold Hills und des Napier Komplexes in Antarctica zu nennen. Diese fast gleichaltrigen Vorkommen in verschiedenen Teilen der Welt weisen auf eine engere Beziehung zwischen dem Fennoskandischen Schild, Nordwest-Schottland, dem Kanadischen Schild, dem Yilgarn Block, dem Zimbabwe-Craton und dem Ostantarktischen Schild zum Beginn des Proterozoikums hin.