Suomen komatiittiset Ni-Cu-PGE-malmit ja niiden karakteristiikka, PGE-sisältö ja synty

Vuonna 2006 arvioitiin, että noin 20 prosenttia maailman nikkelivaroista liittyy komatiittisiin Ni-Cu-PGE-sulfidiesiintymiin. Merkittävimmät esiintymät sijaitsevat Länsi-Australiassa ja Kanadassa. Suomessa komatiittisia Ni-Cu-PGE-malmeja on löydetty Itä- ja Pohjois-Suomen arkeeisilta ja paleoproterotsooisilta vihreäkivivyöhykkeiltä.

Väitöskirjassa on tutkittu Suomen komatiittisia kiviä ja niihin liittyviä Ni-Cu-PGE-sulfidiesiintymiä sekä vertailtu niitä muihin samankaltaisiin esiintymiin maailmalla. Väitöskirjassa on tarkasteltu kahdeksaa merkittävintä esiintymää Itä- ja Pohjois-Suomessa. Erityisesti huomiota on kiinnitetty niiden platinaryhmän alkuainesisältöön sekä malmien syntyprosesseihin. Tutkimuksessa saatua tietoa voidaan soveltaa esimerkiksi tämän tyyppisten malmien etsinnässä Suomessa ja lähialueilla.

Komatiitit ovat ultraemäksisiä laavoja, jotka ovat geokemialliselta luonteeltaan MgO- ja Cr-rikkaita sekä SiO2- ja TiO2-köyhiä. Lisäksi nämä kivet ovat rikastuneet nikkelin, kuparin ja platinaryhmän alkuaineiden (PGE) suhteen verrattuna esimerkiksi basaltteihin. Komatiitteja esiintyy tyypillisesti vihreäkivivyöhykkeiksi kutsutuilla, vulkaanisia kiviä sisältävillä vyöhykkeillä kaikilla mantereilla. Komatiittiset sulat ovat syntyneet syvällä vaipassa sen pitkälle menneet osittain sulamisen johdosta ja nousseet maanpinnalle muodostaen esimerkiksi laavajokikomplekseja.

Komatiittisen magmatismin huippukausi osui arkeeiselle (> 2500 milj. vuotta sitten) ja paleoproterotsooiselle kaudelle (1900-2500 milj. vuotta sitten), jolloin maapallon kuori oli vasta kehittymässä ja maapallon lämmöntuotanto oli paljon nykyistä voimakkaampaa. Purkautuessaan maanpinnalle komatiitit ovat hyvin kuumia ja omaavat alhaisen viskositeetin. Komatiittisten magmojen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet tekevät niistä potentiaalisia muodostamaan suotuisissa olosuhteissa Ni-Cu-PGE-malmeja.

Väitöskirjatutkimuksissa tehdyt rikki-isotooppianalyysit osoittavat, että malminmuodostuksen avaintekijänä on rikkipitoisten sivukivien assimilaatio komatiittiseen magmaan, mikä johtaa rikin kylläisyyspisteen ylitykseen sulassa ja metallipitoisten sulfidien muodostumiseen sekä niiden kasautumiseen suotuisissa olosuhteissa hyödynnettäväksi esiintymäksi. Useat Suomen esiintymistä ovat merkittäviä, koska ne edustavat maailman laajuisesti harvinaisia PGE:n suhteen rikastuneita komatiittisia Ni-esiintymiä. Niiden korkeat PGE-pitoisuudet nikkelin ja kuparin lisäksi tuovat merkittävää lisäarvoa ajatellen esiintymien ekonomista merkitystä.