Structural interpretation of the Iso-Kuotko area, Lapland, with implications to gold precipitation

Abstract

Central Lapland Belt (CLB) in Northern Finland hosts multiple orogenic gold deposits from which Iso-Kuotko gold deposit is one. The Iso-Kuotko deposit comprises three mineralizations: Kati, Retu and Tiira. Previous studies have focused on the geochronology and geochemical attributes of the deposit, whereas the structural geometry of the deposit, and the linkage between gold-bearing veins and shear features remains partly unknown. The main goal of this study is to describe both the ductile and brittle deformation structures of the study area and to link them together. The secondary objective is to identify and compare the orientations distribution of diverse vein sets occurring within the mineralized areas, and further compare them with the mineralization. The study is based on new field observations and structural measurements from drill core and bore hole videos, which complement the pre-existing datasets available from several parts of the study area. Moreover, a structural interpretation of magnetic anomaly maps was conducted, and previously gathered drill core measurements were used in the study. The data were eventually gathered into digital 3D models and lower hemisphere projections. The Kati area is dominated by gently NE dipping foliation which has been sheared during a thrusting event. The Kati area is also cross-cut by NW trending, likely dextral, sub-vertical shear bands splaying out from the Kiistala Shear Zone (KiSZ). Additionally, in the Kati area there is a E-W trending, sub-vertical, shear band possibly splaying out from the NW trending shear bands. The Retu area is dominated by sub-horizontal foliation which is undulating around gently NE plunging fold axis. According to this study, shear deformation occurred along the sub-horizontal foliation surface, and the foliation was cross-cut by the main branch of the NE trending sub-vertical KiSZ and parallel subsidiary shear bands. In total five mineralogically varying vein types were observed: 1) quartz, 2) quartz + Fe-carbonate, 3) quartz + Fe-carbonate + sulphide, 4) calcite and 5) quartz + calcite. All of the shear features in both Kati and Retu areas contain the gold-critical type 3 (quartz + Fe-carbonate + sulphide) veins. The veining is mainly controlled by shear features as well as competent lithologies, including felsic dykes and albite + sericite altered mafic volcanic rocks. In comparison, the sub-vertical gold-critical veins in the Kati area trend ENE-WSW and NW-SE, whereas the gold-critical veins in the Retu area trend NE-SW.

Iso-Kuotko on yksi useasta Keski-Lapin vihreäkivivyöhykkeellä sijaitsevasta orogeenisesta kultaesiintymästä. Iso-Kuotkon kultaesiintymä koostuu kolmesta mineralisaatiosta: Kati, Retu ja Tiira. Aiemmat tutkimukset alueelta ovat keskittyneet pääosin alueen geokronologian ja geokemian selvittämiseen. Alueen rakennegeologinen geometria sekä kultapitoisten juonten ja hiertorakenteiden yhteys toisiinsa on osittain epäselvä. Tutkimuksen tavoitteena on i) kuvailla Iso-Kuotkon duktiileja ja hauraita deformaatiorakenteita ja yhdistää niitä toisiinsa, ja ii) tunnistaa mineralogialtaan erilaisia juonia ja verrata niiden orientaatioita toisiinsa sekä eri mineralisaatioiden välillä. Tutkimusaineisto koostuu jo olemassa olevan aineiston lisäksi uusista kenttähavainnoista, kairasydänten ja optisesti kuvattujen kairareikien rakennemittauksista sekä aeromagneettisen kartan perusteella tehdystä rakennetulkinnasta. Aineistosta koostettiin 3D-malli ja alapalloprojektioita. Kati alueen liuskeisuus on loivaa kaatuen pääosin koilliseen. Liuskeisuus on hiertynyt koilliseen kaatuvan ylityöntövyöhykkeen vaikutuksesta. Kati alueen liuskeisuutta leikkaa luoteissuuntaiset, todennäköisesti oikeakätiset, lähes pystysuorat hiertosaumat. Luoteissuuntaiset hiertosaumat erkanevat Kiistalan hiertovyöhykkeestä (KiSZ). Kati alueen itä-länsi suuntaiset lähes pystysuorat hiertosaumat erkanevat todennäköisesti luoteissuuntaisista hiertosaumoista. Retu alueen liuskeisuus on pääosin lähes horisontaalia. Liuskeisuus unduloi loivasti koilliseen kaatuvan poimuakselin ympärillä. Tämän tutkimuksen mukaan lähes horisontaali liuskeisuus on hiertynyt ja liuskeisuutta leikkaa lähes pystysuora koillisen suuntainen KiSZ ja sen toissijaiset hiertosaumat. Tutkimuksessa havaittiin viisi mineralogisesti poikkeavaa juonta: 1) kvartsi, 2) kvartsi + Fe-karbonaatti, 3) kvartsi + Fe-karbonaatti + sulfidi, 4) kalsiitti, ja 5) kvartsi + kalsiitti. Kaikki Kati ja Retu alueiden hiertorakenteet sisältävät kultakriittistä juoni tyyppiä 3 (kvartsi + Fe-karbonaatti + sulfidi). Hiertorakenteet ja kompetentit felsiset juonet ja albiitti + serisiitti muuttuneet mafiset vulkaniitit kontrolloivat juonitusta. Kati alueen lähes pystysuorat kultakriittiset juonet ovat suunnaltaan pääosin ENE-WSW ja luoteinen-kaakko, kun taas Retu alueen lähes pystysuorat kultakriittiset juonet ovat suunnaltaan koillinen-lounas.