COMMISSION GEOLOGIOUE

GEOLOGI N E N TUTKI MUSLAITOS
BULLETIN
DE LA
COMMISSION GEOLOGIOUE
DE FINLANDE
N:o 213
JATUL UND KARELISCHE MOLASSE IM S-KOLIGEBIET
IN NORDKARELIEN UND IHRE BEZIEHUNGEN ZUM
GEBIRGSBAU DES PRÄKAt'1BRISCHEN OROGENS
VON
GABOR. GAAL
MIT 10 TEXTABBILDUNGEN. 6 TAFELABBILDUNGEN
UND 2 BEILAGEN
OTANIEMI 1964
GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS
BULLETIN OE LA COMMISSION G~OLOGIQUE OE FINLANOE N:o 213
JATU L UND KARELISCHE MOLASSE IM S-KOLIGEBIET
IN NORDKARELIEN UND IHRE BEZIEHUNGEN ZUM
GEBIRGSBAU DES PRÄKAMBRISCHEN OROGENS
VON
GABOR GAAL
OTANIEMI 1964
Helsinki 1965. Va![ioneuvoston kirjapaino
DANKSAGUNG
Es ist mir eine angenehme Pflicht allen jenen zu danken, die mich in
dieser Arbeit unterstützten.
Der Outokumpu A .-G. verdanke ich überaus interessante Aufgaben, die
mir ein Bild über das präkambrische Orogen in Nordkarelien und Savo vermittelten. Ihr Chefgeologe Prof. Dr. P. Haapala gab mir das Erlaubnis zur
Publikation dieser Zeilen.
Dr. V. Vähätalo, der Leiter der Erzsucheabteilung in Outokumpu unterstützte mich in allen Stadien der Arbeit und befürwortete zuvorkommenderweise die Veröffentlichung des Aufsatzes.
Die Leitung der Aufnahme im S-Koligebiet hatte Mag. H. Wennervirta.
Er führte mich in die Kenntnis der geologischen Verhältnisse ein und hat
jederzeit mit Rat und Tat geholfen. Ohne seine Hilfe könnte dieser Aufsatz
nicht ersheinen. Er hat die beigefügten Photos an geologisch wichtigen
Stellen angefertigt.
Weiterhin bin ich für aufschlussreiche Diskussionen den Geologen der
Outokumpu A.-G., Mag. A. Huhma, Mag. Maija Huhma, Dr. A. Häkli, Mag.
J. Saastamoinen und Mag. E. Viluksela dankbar.
Das Manuskript hat der Freund Dr. G. Hertweck in Wien durchgelesen
und korrigiert.
Die Reinschrift machte Fräulein E. Kontkanen in Outokumpu.
Schliesslich bin ich für die Veröffentlichung Prof. Dr. V. Marmo, dem
Direktor der Geologischen Landesanstalt in Helsinki, dankbar.
Outokumpu , Oktober 1963
Gabo1" Gaal
ZUSAMMENFASSUNG
In der vorliegenden Arbeit werden sowohl die petrologischen und tektonischen
Merkmale als auch die stratigraphische und tektonische Stellung eines Schichtpaketes
von schwachmetamorphen klastischen Sedimentgesteinen beschrieben. In diesen Ge·
steinen, die eine eigene Fazies repräsentieren, werden die Molassebildungen einer prä.
kambrischen Gebirgsbildung erkannt. Für sie wird in dieser Arbeit die Bezeichnung
»Karelische Molasse» eingeführt.
Die Karelische Molasse lagerte in der Spätphase des Orogens vor und z. T. über
gefalteten Kordilleren der Kareliden ab und wurde selbst noch von karelischen Bild·
ungen überschoben. Ihre tektonische Verformung ist geringer als die Verformung der
Kareliden.
Ähnliche Probleme ergeben sich von zahlreichen anderen Stellen des präkambri.
sehen Orogens in Finnland.
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
VORWORT
EINLEITUNG .......... . .... .. ... ...... . . . ...... ... . . .......... ..... .
PETROLOGIE - STRATIGRAPHIE ...... . .... . ......... . ..... . ...... .
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die Gesteinsarten und ihre V erbreitung .. . . . ..... . ........ . .. ... .. .
Kareliden
Phyllitische Glimmerschiefer des Kalevs . . ................ .. .. . .
Koliquarzit .. ....... . .................. ... .. . ....... . .. . .. . . .
Jatul und Karelische Molasse ...................... . ... . .. ... .. . . .
Arkose· bis Serizitquarzite ....... . ........................ .. . .
Arkose· bis feldspathältige Serizitquarzite ......... . ........... .
Feldspathältige Serizit· bis reine Serizitquarzite ...... . ... .. ... .
Karelische Molasse ...... . .. . . ..... ........ . .................... . .
Synorogene Serie
.... .. . . ... . .. . . . .. ............ . .. .. . ... ... .
Blastopsephite .. . . ...... . .. . .. . . . . .. . .. .. . . .. .. . . ..... .. . .
Postorogene Serie ... .............. .... . . . .................... .
Reiner Quarzit ..... . ......... . .... . ....................... .
Quarzrestschottermetakonglomer at ................... . ...... .
Metamorphosezustand . ......... . . .. ....... .... .. ............ .
Metadiabas ... .. ....... .. .. .... .. .. ....... .... ......... . .... .
SEDIMENTATION ....... . .. .... . .... . ..... .. ... . .. . . . ...... .. .... .. . .
Kareliden .. . . .. ......... . .................... .. .. .. . . .. .. ...... .
J atul - die Kontinentalfazies
Kalev - die Geosynklinalfazies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Karelische Molasse . . ...................... .. . ... ......... . ......
Synorogene Serie ................... . ......... ... ........ . . ...
Postorogene Serie .. .... .. .. ...... . .... .. .......... ... .........
TEKTONIK . ..... . . .. ... . ............. . ...... . . . . ...... .. . . . .... . ....
Bewegungsphasen ........ .. ... .. ... . . . ................. . . . .......
Die Schieferungstypen ......... . .... ......... . .. . ...... .. ... ......
AUSBLICK . . ..... . ...... . ........ .. . ............ . .. . ................ .
LITER ATUR ..... .. . . ..... ... .......... ... . .... ............ . .... . ....
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VORWORT
Nordöstlich des Sees Höytiäinen in Nordkarelien breitet sich eine flache,
mit Mooren bedeckte Landschaft aus, deren Gesteinsunterlage Phyllite bzw.
Glimmerschiefer bilden. Auf dem SW-Ufer des Sees Pielinen erheben sich
die felsigen , hauptsächlich aus hellgefärbten, harten Quarziten aufgebauten
Rücken eines in NW-SE-Richtung streichenden Gebirgszuges über diese
Ebene. Die Landschaft wird von der höchsten Erhebung Nordkareliens,
dem Koli (347 m) beherrscht und nach ihm Koligebiet genannt.
Unter der Bezeichnung »S-Koligebiet» wird in dieser Arbeit die gebirgige
Gegend S des Koli, etwa zwischen dem Berg Koli und dem Kirchspiel Kaltimo
(Eno), verstanden. Dieses Gebiet ist verhältnismässig gut aufgeschlossen und
eignet sich vorzüglich für eine geologische Kartierung. Sein Gesteinsbestand
ist fast unverwittert, weil die darübergefahrenen Gletscher eine vermutlich
yorhanden gewesene Verwitterungskruste entfernt haben.
D er kartierte Bereich umfasst die ganze Breite des hauptsächlich aus
Quarziten aufgebauten Bergzuges zwischen den Linien S des Koli - N des
Jeronjärvi - N des Kenkälampi im Norden und S des Kaltimonjärvi - Riuttalampi - S Salmilammet - Heinävaara im Süden. Seine NE-E-Grenze
bildet einerseits das Seeufer des Pielinen zwischen dem Koli und Ahveninen,
anderseits verläuft diese W des Ala-Paukkajanjärvi und des Mokunlampi
gegen den S-Zipfel des Kaltimonjärvi. Die Begrenzung nach W-SW ist durchwegs natürlich: Wir kartierten über die scharfe morphologische Grenze
zwischen dem ebenen Glimmerschiefer- und dem gebirgigen Quarzitgelände
nur der Übersicht wegen etwas nach ' Vesten hinaus.
Die grösste Erhebung des S-Koligebietes ist der Verkkovaara (290 m) W
des Jeronjärvi.
Die Kartierung des S-Koligebietes war eine Gemeinschaftsarbeit unter
der Führung von H. Wennervirta im Auftrage der Erzsucheabteilung der
Outokumpu-A.G. Die Geländearbeiten, eine Aufschlusskartierung , wurden
im Sommer des Jahres 1961 von T . P. Pouttu und dem Verfasser begonnen:
Auf Luftaufnahmen 1 : 4.000 und 1 : 20.000 wurde der S-Abschnitt des Arbeitsgebietes , die breite Zone S des Paukkajanjärvi, detailliert aufgenommen.
Im Sommer des Jahres 1962 wurde die Kartierung im N-Abschnitt vom
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Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
Verfasser fortgesetzt: Es wurde auf Luftaufnahmen 1 : 20.000 das Gebiet W
der Linie Jeronjärvi - Herajärvi -- Alaselkä - Enonselkä - W des Paukkajanjärvi geologisch kartiert.
Die Aufnahmsergebnisse wurden vom Verfasser ausgewertet und in eine
geologische und eine tektonische Karte im Massstab 1: 20.000 eingetragen. Um
jedoch ein zusammenhängendes Bild über das ganze S-Koligebiet zu erhalten,
fehlten noch gewisse Bereiche. Diese wurden bereits von Geologen der Outokumpu-A.G. aufgenommen und die Aufnahmen wurden mir zuvorkommender
Weise zur Verfügung gestellt:
Den Streifen zwischen den Seen Jeronjärvi - Herajärvi - Alaselkä und Pielinen kartierte M. Tyni.
J. Saastamoinen nahm das Gebiet E des Enonselkä und N-NW· des Paukkajanjärvi W des Pielinen auf. .
Die geologische Karte der näheren Umgebung des Riuttalampi zeichnete
H. Wennervirta.
Die geologische Karte des S-Koligebietes wurde schliesslich für die Veröffentlichung vom Massstab 1 : 20.000 auf 1 : 50.000 verkleinert.
Als topographische Unterlagen dienten Luftaufnahmen zu den Blättern
der finnischen L andesaufnahme: die Blätter Kontiolahti 4224, Eno 4242,
Ahmovaara 4313 , Kelvä 4331.
EINLEITUNG
Der Gesteinsbestand des S-Koligebietes setzt sich aus Gesteinen des
präkarelischen Untergrundes, den darüberlagernden metamorphen Sedimentabkömmlingen der karelischen Zone und posttektonisch eingedrungenen
schwachmetamorphen Diabasgängen zusammen.
Über die Geologie der karelischen Zone bieten die Arbeiten von H . Väyrynen ein einheitliches Bild. Die Ansichten dieses Autors über die stratigraphische Gliederung des karelischen Gebirgsstreifens sind heute allgemein verbreitet. H. Väyrynen sieht in der, hauptsächlich aus Quarziten bestehenden
Schichtfolge über dem präkarelischen Untergrund , die J. J. Sederholm »jatulische Formation» benannte, und in der dar überliegenden eintönigen PhyllitGlimmershieferfolge, für die der Name »kalevische Formation» nach W.
Ramsay und B. Frosterus übernommen wurde , eine, nach oben immer jünger
werdende Schichtfolge, mit einer Diskordanz zwischen dem Jatul und dem
Kalev. Die kalevisehen Phyllite und Glimmerschiefer setzen nach H. Väyrynen über polymikten Konglomeraten , die Gerölle von jatulischen Quarziten
führen , ein. »Die kalevisehen Phyllite sind also nach Ansicht des Verfassers
bedeutend jünger als die jatulischen Bildungen und durch eine Diskordanz
von Ihnen geschieden, gehören aber b eide demselben orogenen Zyklus an».
(H. Väyrynen, 1933, S. 64).
Die Begriffe »J atuh> und »Kalev» haben also ihre ursprüngliche Bedeutung
als Formationen verloren. Sie werden zur Zeit, wenn überhaupt , als Faziesbegriffe benutzt: Jatul die Vorlandfazies, Kalev die Geosy nklinalfazies. In
diesem Sinne werden sie auch im folgenden Aufsatz verwendet. Ferner werden
hier unter dem Begriff »Kareliden» das Jatul und das Kalev zusammen
verstanden. Das J atul, das Kalev und die , nun abgetrennte Einheit der
Karelischen Molasse zusammen, werden als die »karelische Zone» des präkambrischen Orogens in Finnland b ezeichnet. In die Frage der Zusa mmengehörigkeit der Kareliden und Svekofenniden kann hier nicht eingegangen
werden.
Gegenstand der näheren Untersuchung ist der aus klastischen Metamorphiten bestehende Anteil der karelischen Zone im S-Koligebiet. Nach
W. W . Wilkman's Pionieraufnahme wurde jetzt dieser aufschlussreiche Ge2
6H 2 - 6 4
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Bulletin de la Commi ssion Gcologique de Finlandc N: 0 213.
birgsstreifen mit zeitgemässen Methoden bearbeitet. Die detaillierte Kartierung lieferte neue Kenntnisse über den Baustil am E-Rande des präkarelischen Orogens in Nordkarelien. Die Erkenntnis einiger tektonischen Charakterzüge, die sich von denen der weiter im Westen folgenden starkmetamorphen und plastisch gefalteten Teilen des Orogens scharf unterscheiden,
verhalf zu genaueren Aussagen auch über Stratigraphie und Sedimentation.
Bis jetzt ist es bei der stratigraphischen Gliederung der karelischen Zone
der Aufmerksamkeit entgangen, dass die »kalevischen Konglomerate» H.
Väyrynens an einigen Stellen nicht nur Fragmente der unterlagernden
jatulischen Quarzite, sondern auch der überlagernden phyllitischen Glimmerschiefer enthalten. Im S-Koligebiet wurden in Blastopsephiten im tektonisch Liegenden der kalevisehen Bildungen phyllitische Glimmerschieferbrocken angetroffen. Ähnliche klastische Metamorphite, die u.a. Glimmer
schieferbruchstücke führen , sind bereits in der Literatur aus anderen Gebieten
bekannt.
Wenn man diesen Funden die richtige Bedeutung beimisst, müssen in
der stratigraphischen Gliederung H. Väyrynen's einige Änderungen vorgenommen werden. Dies wurde in der folgenden Arbeit für das Koligebiet
konsequent durchgeführt .
PETROLOGIE -
STRATIGRAPHIE
ALLGEMEINES
Den Ausführungen des nachfolgenden Kapitels vorgreifend, werden hier,
der besseren Übersicht wegen, die stratigraphischen und faziellen Verhältnisse in kurzer Form geschildert.
Eine im S-Koligebiet durchgeführte nähere Untersuchung der schwachmetamorphen grobklastischen Sedimente, welche von H. Väyrynen (1933 ,
S. 64- 70) als die Basalbildungen der kalevischen Phyllite bzw. Glimmerschiefer über der jatulischen Formation gedeutet wurden, führt zu neuen
Ergebnissen: Unter den kalevischen Phylliten bzw. Glimmerschiefern lässt
sich eine schwachmetamorphe synorogene Serie von rasch eingeschütteten
polymikten Konglomeraten und Grauwackenkonglomeraten, primär verknüpft mit monomikten Quarzkonglomeraten und Arkose-Serizitquarziten,
feststellen. Sie enthält nicht nur Bruchstücke aus dem unterlagernden Quarzit
und präkarelischen Gneis, sondern auch Bruchstücke des üherlagernden
phyllitischen Glimmerschiefers.
Die synorogene Schüttungsserie ist also bedeutend jünger als die kale vischen Bildungen, wird aber von diesen überschoben. Sie hat, als eigene
Fazies, Merkmale, die sie mit jüngeren Molassebildungen der Erdgeschichte
parallelisieren lässt. Sie wird hier Karelische Molasse benannt.
Die Glimmerschiefergerölle in den Blastopsephiten sind sowohl nach dem
Aussehen (phyllitisch!) , als auch nach dem Mineralbestand den Gesteinen
der kalevischen Serie im Hangenden ähnlich. Das jüngere Alter der Karelischen Molasse ist dadurch erwiesen und kann als Fixpunkt bei den weiteren Folgerungen dienen. Beim Aufsuchen der geologischen Grenzen der Karelischen Molasse begibt man sich nämlich notwendigerweise auf unsicheren
Boden. Da wird uns die Hiflosigkeit des Geologen in einem Gebiet mit
metamorphen fossilfreien Sedimenten und oft spärlichen Aufschlüssen bewusst.
Eine sehr unangenehme Schwierigkeit ergibt sich aus einem scheinbar
paradoxen Sachverhalt im Geröllbestand der Blastopsephite der Karelischen
Molasse: Unter den allothigenen Komponenten befinden sich geschieferte
metamorphe Arkose-bis Serizitquarzite die dasselbe Aussehen und dieselbe
Zusammensetzung haben , wie die Arkose-bis Serizitquarzite , die selbst die
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Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
POSTTEKTONISCHE DIABASG Ä~GE
KARELISCHE
Postorogene Serie
Quarzrestschottermetakonglomerat
reiner Quarzit
MOLASSE
Synorogene Serie
Meta.grauwackenkonglomerate
polymikte und monomikte Metakonglomerate
Arkose-bis Serizitquarzite
- - - - - - - - - - - Diskordanz II. Ordnung - -_ _ _ _ _ _ _ __
J a t u I oder die Kontinentalfazies
Arkose-bis Serizitquarzite
Koliq uarzi t
basales Quarzmetakonglomerat
KARELIDEN
KaI e v oder die Geosynklinalfazies
Phyllitische Glimmerschiefer
- -
- Diskordanz I. Ordnung
PRÄKARELISCHES
GRUNDGEBIRGE
Grundmasse dieser grobklastischen Gesteine bilden und die im Streichen in
die polymikten Metakonglomerate übergehen.
Eine reine deutungsfreie Beschreibung und kartenmässige Darstellung
der klastischen Gesteinsserien im S-Koligebiet wäre möglich. Der Nachteil
einer solchen )Unparteiischem> Darstellung liegt aber an der Hand. Man fasst
auf diese Art zwei verschiedene geologische Körper zusammen und weicht
einem Problem aus, das bei der Klärung der orogenen Vorgänge der karelischen Zone eine wichtige Position besitzt. Man muss leider zunächst dar an
zweifeln, dass die geologischen Grenzen zwischen dem Jatul und der Karelischen Molasse im S-Kolige biet eindeutig erfasst werden können. Ihr Bestehen
ist aber, wie es aus dieser Arbeit hervorgeht, zweifellos.
Als sichere Karelische Molasse gelten die polymikten Blastopsephite und
eine Serie von )reifem> gutsortierten Quarziten mit metamorphen Restschotterkonglomeraten, die diese überlagern. Unter den Arkose-bis Serizitquarziten gehört ein Anteil zum J atul , ein Anteil zur Karelischen Molasse. Die
geologische Grenze muss innerhalb der Unter- und Oberkante dieses Schichtpaketes liegen. Auf der geologischen Karte ist die 'wahrscheinliche Verbreitung beider Anteile mit verschiedenen Farben dargestellt.
GabOI· Gaal. Jatul und KareliscIie Molasse im S-Koligebiet .. _
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Nach dieser Einführung lassen sich die Bauelemente des S-Koligebietes
stratigraphisch in folgendes Schema einordnen (siehe s. 12 und Beilage II).
DIE GESTEINSARTEN UND IHRE VERBREITUNG
Die Gesteine des präkarelischen Grundgebirges wurden in dieser Arbeit nicht näher
untersucht_
G r a n i t- bis G r a n 0 d i 0 r i t g n eis e machen den überwiegenden Anteil des
Untergrundes aus. Sie sind hauptsächlich porphyrisch entwickelt, geshiefert bis recht
massig aussehend und mehr oder weniger migmatitisch injiziert. Sie unterlagern die
Kareliden am E-Rand des Arbeitsgebietes und wölben sich in der Gegend E
Kontiolahti unter metamorpher Sedimentbedeckung in einem ovalförmigen Körper,
dessen grösste Durchmesser etwa 12.5 km in N-S-Richtung und 9.5 km in E-W-Richtung betragen, der Kuppel von Kontiolahti, domartig auf. 1/3 der Sedimentbedeckung
dieser Kuppel besteht aus Gesteinen der Karelischen Molasse und 2/3 aus kalevisehen
Bildungen.
Eine abweichende Beschaffenheit besitzt ein Zug von gutgeschieferten Bändergneisen E des Kuusijärvi und des Urkkajalampi und W des Riuttalampi. Er wurde hier
auf einer mit 350 gegen Weinfallenden Basisfläche auf Arkosequarzit und monomiktes
Quarzmetakonglomerat überschoben. In seinem Hangenden ist er vom Koliquarzit
überlagert. Es handelt sich hier um eine superkrustale Serie über dem Granit-bzw.
Granodioritgneis: Metamorphe, ehemals p el i t i s c h - P sam mit i s ehe Ge s t e in e und ein umkristallisierter P lag i 0 k las p 0 r p h y r i t in Form von BiotitPlagioklasgneis und von Hornblende-Biotit-Plagioklasgneis in Amphibolit überführend.
Die höhere Metamorphose, Migmatisierung und das plastische Verformungsbild dieser
Gesteine sichern für sie ein höheres Alter, als das der dar überliegen den klastischen
Gesteinsserien. Da aber ihr Verhältnis zu den kalevisehen Bildungen unbekannt ist,
bleibt ihr präkarelisches Alter fraglich.
Beide Gesteinsgruppen werden von einem ziegelroten P e g m a t i t diskordant
durchbrochen. Der Pegmatit tritt besonders am S-Rande des Kartengebietes in grossen
Massen auf. Er ist massig und meistens entlang mehreren Kluftscharen regelmässig
zerklüftet. Er lässt mit freiem Auge nur roten Feldspat, grauen fettglänzenden Quarz
und selten Turmalin erkennen. Dass der Pegmatit auch Quarzite durchbricht, wurde
im S-Koligebiet nicht beobachtet.
KARELIDEN
In den Blastopsephiten der Karelischen Molasse treten Gerölle von Koliquarzit (Abb. 1), Arkose-bis Serizitquarziten (Abb. 8) und phyllitischen
Glimmerschiefern (Abb. 2) nebeneinander auf. Diese Bildungen, die Lieferer
der Gerölle, repräsentieren im S-Koligebiet die Kareliden. Über die Art der
primären Verknüpfung von den Quarziten und phyllitischen Glimmerschiefern kann man aus dem kartierten Bereich nichts bestimmtes aussagen. Das
relative stratigraphische Alter der beiden Serien bleibt hier also unbekannt.
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Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N:o 213.
Abb. 1. Eckige Bruchstücke des gebänderten Koliquarzites
im pol ymikten Metakonglomerat der Kareli schen Molasse SSW
Verkkolampi.
Abb. 2. Phyllitisches Glimmerschiefergeröll im polymikten
Metakonglomerat der Karelischen Molasse in Heinävaara, auf
der E-Seite der Heinävaarastrasse. (Etwa 150 ll1 westlich, auf
der E-Seite der Strasse, legt sich mit flachem W-Fallen phyllitischer Glimmerschiefer über dieses Konglomerat.)
Gabm' Gaal.
Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
15
PHYLLITISHE GLIMMERSCHIEFER DES KALEVS
Diese schwarz- bis dunkelgrauen, feinkörnigen, gutgeschieferten und meistens lebhaft gefalteten Gesteine sind in ihrer in weiten Arealen charakteristischen Einförmigkeit allgemein bekannt. Für den Durchschnittstyp ist im S-Koligebiet der Name ')phyllitischer Glimmerschiefer,) bezeichnend, wenn auch mehr glimmerreiche Lagen rein phyllitisch oder glimmerschieferartig aussehen können und einzelne quarzreiche Lagen eher
den Namen ,)Glimmerquarzit,) verdienen. Mit freiem Auge lassen diese Gesteine auf
ihren ebenen bis gefalteten Schieferungaflächen einen schwarzen, schuppigen Biotit(+Muskovit) b elag erkennen. Im Querbruch sind sie meistens feinschieferig mit
rhythmisch abwechselnden Bändern von glimmerreichen und quarzreichen Lagen .
KOLIQUARZIT
Der Koliquarzit stellt im S-Koligebiet die jatulische Fazies der Kareliden
dar.
Über dem präkarelischen Grundgebirge, von ihm durch eine Diskordanz
1. Ordnung getrennt, und unter den Serien von rasch eingeschütteten, metamorphen klastischen Sedimenten der Karelischen Molasse, von dieser durch
eine Diskordanz H. Ordnung getrennt, liegt am E-Rande des S-Koligebietes
bestsortierter reiner Quarzit in bald an-, bald abschwellender Mächtigkeit.
Nur im SE-Teil des Kartengebietes , E-SE des Kaltimonjärvi fehlt dieses
Gestein. Hier kommen Arkosequarzite unmittelbar mit dem Granitgneis in
Berührung.
An einer Stelle in Hutunvaara, N des Paukkajanjärvi, wurde in der Basis
des Jatuls unter dem reinen Quarzit ein metamorphes Quarzkonglomerat mit
reichlicher Serizitschiefergrundmasse angetroffen. Hier liegen über dem
präkarelischen Untergrund in einer grünen Serizitschiefergrundmasse hauptsächlich abgerundete, aber auch eckige Quarzgerölle von durchschnittlich 2,
maximal 10 cm Durchmesser. Die Gerölle sind lagenweise dicht gepackt. Die
Konglomeratbänke wechsellagern mit hellgrünen Serizitschiefern. (Abb. 3).
Der beste stratigraphische Leithorizont ist im S-Koligebiet der reine
Quarzit in seiner charakteristischen petrographischen Einförmigkeit. Er wird
in dieser Arbeit »Koliquarzit» benannt. Der Name ist nach der höchsten
Erhebung Nordkareliens, dem Koli (347 m) gewählt, der aus diesem Quarzit
aufgebaut wird. Als Typuslokalität für den Koliquarzit sei die nächste Umgebung des Turistenhotels am Koli genannt. Dieses liegt bereits ausserhalb des
Arbeitsgebietes.
Von den Quarziten der überlagernden Karelischen Molasse ist der Koliquarzit deutlich zu unterscheiden. Während erstere klastisches Aussehen
besitzen, ist der Koliquarzit vollkommen umkristallisiert. Er ist mittelkörnig
bis glasig-kristallin, massig und von ausserordentlich grosser Gesteinshärte.
Seine sedimentäre Herkunft lässt er meistens durch feine Bänderung,
das Abwechseln fast serizitfreier und serizithältiger, verschiedengefärbter
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Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
Abb. 3.
Quarzkonglomerat-Serizitschiefer in der Basis des
Jatuls in Hutunvaara, N des Paukkaj anj ärvi.
Lagen erkennen. Diese Bänder zeigen in vielen Aufschlüssen ursprüngliche
Kreuzschichtung. Vom Koli sind auch Wellenfurchen bekannt (Abb. 4).
Seine Gesteinsfarben sind zwar bunt, aber meistens stumpf: entweder
gebändert, weiss-hellgrau-karminrot-rosa und weiss-rosa-grünlich, ev. weisshellgrün, oder einfärbig, weiss, rosa und hellgrün.
Im Aufschluss ist der Koliquarzit mittel- bis dickgebankt, sehr häufig
massig. Er ist bei mechanischer Beanspruchung bedeutend passiver und
spröder als die Arkose-Serizitquarzite der Karelischen Molasse. Er zeigt daher
meistens unregelmässige Zerklüftung und keine sekundären s- Überprägungen. Seine Bänke werden oft von schneeweissen, bisweilen recht dicken
Quarzgängen durchsetzt.
Ergebnisse einer gefügeanalytisch-petrographischen Untersuchung von
disthenhaltigem Koliquarzit von der Typuslokalität finden wir bei A. Hietanen (1938, S. 88- 91).
4 Handstücke aus dem Gebiet zwischen dem Paukkajanjärvi, dem Kuusijärvi und dem Kaltimonjärvi wurden mikroskopisch untersucht. Sie zeigen
granoblastisch umkristallisiertes, blastopsammitisches Reliktgefüge: Dicht
nebeneinanderliegende, gutgerundete, klastische Quarzkörner sind durch die
feinkörnige Pflasterstruktur der umkristallisierten Grundmasse verschweisst.
Die Gesteine sind in Bezug auf alle Gemengteile postkristallin deformiert.
(Tafel Ir, Fig. 1).
Gabor Gaal. Jatul und Karelische Molasse im S-Koligebiet ...
17
Abb. 4. Wellenfurchen im Kollquarzit am W-Fusse des Koll,
E des Jeronjärvi.
Obwohl ihre Ränder an der Umkristallisation der Grundmasse teilnehmen,
lassen die klastischen Quarzkörner meistens ihre runde Form erkennen. Die
durchschnittliche Korngrösse dieser Körner beträgt 0. 5 mm (zwischen 0.3 und
1 mm). Sie lassen, neben undulöser Auslöschung, oft Böhm'sche Streifen
erkennen. Diese uneinheitlich auslöschenden Lamellen sind durch Züge von
feinen blasen artigen Einschlüssen markiert.
Der Quarz der Grundmasse bildet ein granoblastisches Mosaik mit kleinen,
fast äquidimensionalen Körnchen von der durchschnittlichen Korngrösse
0.1- 0.3 mm.
Zwischen den Quarzkörnern wächst vollkommen regellos oder unvollkommen im seingeregelt sehr feinkörniger Serizit (1 - 7 %). Die Länge seiner
Blättchen beträgt 0.02 5 bis 0.1 mm.
Als Akzessorien finden sich vereinzelt eingestreute Feldspat-, Biotit-,
Epidot-, Zirkonkörnchen und Erz .
JATUL UND KARELISCHE MOLASSE
ARKOSE- BIS SERIZITQU ARZITE
Das mengenmässig überwiegende Schichtglied im S-Koligebiet bilden
weithin einförmige hellgrüne Blastopsammite von charakteristisch kla3
6442-64
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Bulletin de la Commission Geologique ue Finlande N: 0 213.
stischem Aussehen. Sie enthalten zwei altersverschiedene geologische Einheiten, die im Felde wegen der ähnlichen oder gleichen petrographischen
Ausbildung und der Fossilfreiheit nicht auseinanderzuhalten sind. Sie überlagern den Koliquarzit und verzahnen sich mit den Blastopsephiten über der
Kuppel von Kontiolahti. Über ihnen kommen wiederum reine Quarzsande
zum Absatz. Diese reinen Quarzite sind im S-Abschnitt des Arbeitsgebietes
scharf, im N-Abschnitt mit einer schmalen Übergangszone (etwa 20- 40 m)
von den Arkose-Serizitquarziten zu trennen.
Während in der Nähe der Kuppel von Kontiolahti feldspatreiche (stellenweise nur feldspatenthaltende) Arkosequarzite auftreten, werden diese mit
zunehmender Entfernung nach N durch serizitreichere Typen vertreten. Im
allgemeinen enthalten Quarzite im Abschnitt S des Paukkajanjärvi durchschnittlich 15 % klastischen Feldspat und sind als Arkosequarzite bzw. feldspathältige Serizitquarzite anzusprechen. N des Paukkajanjärvi ist der Serizitgehalt vorherrschend und feldspathältige Serizitquarzite bzw. typische
Serizitquarzite liegen vor.
ARKOSE- BIS FELDSPATHÄLTIGE SERIZITQUARZITE
(Typ 1)
Das makroskopische Aussehen dieser Gesteine ist recht einheitlich. Ihre
Gesteinsfarbe ist hellgrün (apfelgrün), seltener weiss-bräunlichgelb, rötlich
oder braun. Die verwitterten Flächen sind gebleicht und im Querbruch ist
unter ihnen ein Fe-reicher dunkler Saum sichtbar.
Sie sind mittel- bis grobkörnig und haben klastisches Aussehen. Das unterscheidet sie vor allem vom typischen Koliquarzit, der wegen der starken
Umkristallisation fast glasig erscheint.
Transversalverschieferung ist in diesen Quarziten eine gewöhnliche
Erscheinung. Doch ist die primäre Schichtung in der Abweschlung feinkörniger und grobkörniger ober feldspatreicher und quarzreicher Lagen fast
immer erkennbar. Sie enthalten vereinzelt grössere Quarzgerölle. In vielen
Aufschlüssen ist Kreuzschichtung zu sehen. Ausserdem wurden häufig
Wellenfurchen angetroffen.
Im Aufschluss ist dieser Quarzit meistens dünn- bis mittelbankig, öfters
auch dünnplattig oder dickbankig bis massig. Im Arkose-Serizitquarzit sind
gewöhnlich zwei s-Prägungen zu unterscheiden. Diese s-Flächen sind immer
eben; nur in einem einzigen Falle konnte ich eine flache Faltung im Aufschlussbereich beobachten. Auf s zeigen Serizitblättchen oft Lineation (meistens A-Achse, sehr selten B-Achse).
Die jüngste s-Prägung zeigt sich zumeist in Scherflächen, die das ältere s
verbiegen und die Mineralkörner kataklastisch zermalmen.
Arkosequarzite und feldspathältige Serizitquarzite wurden im S-Abschnitt
des Arbeitsgebietes in 8 Dünnschliffen untersucht. Im allgemeinen wurden
GClbo1· Gaal.
J a tul und Karelische Molasse im S·Koligcbict .. .
19
in allen Präparaten dieselben Mineralkomponenten, aber in stark schwankenden Mengenverhältnissen angetroffen.
Sie zeigen blastopsammitisches Reliktgefüge mit guterhaltenen klastischen Sedimentstrukturen: eckige bis schwachgerundete (selten ganz runde) Quarz- und Feldspatkörner liegen regellos und dicht gepackt in einer ±
karbonathältigen, entweder lepidoblastisch oder unorientiert zu Serizit und
Biotit umkristallisierten Matrix. In zwei Präparaten tritt die Menge der
Grundrnasse stark zurück. Hier liegt ein granoblastisches Mosaik von umkristallisiertem Quarz vor, in dem grössere schwach abgerundete Feldspatkörner
eingespannt sind. Ausgeprägte Schieferung wurde nicht beobachtet. (TafeilII,
Fig. 1).
Das durchschnittliche Verhältnis der Mineralkomponenten ist Quarz:
Feldspat: Serizit: Biotit (u.a.) ~ 60 : 15: 20 : 5.
Allothigene Komponenten:
Qua r z ist in Form von eckigen Splittern oder schwachabgerundeten
Körnchen von der durchschnittlichen Korngrösse 0.4 mm (zwischen 0.1 und
2 mm), wasserklar mit ganz feinen Einschlüssen. In einem Schliff ist der
Quarzgehalt gänzlich durch Feldspat ersetzt. Sonst beträgt er durchschnittlich 60 % (zwischen 30 und 72 %) des Mineralbestandes. Er löscht undulös
aus.
Feldspat zeigt eckige bis gerundete klastische Körnchen mit der durchschnittlichen Korngrösse 0.3 mm (zwischen 0.0 5 und 2 mm): Mi k r 0 k 1 i n
mit entweder frischen oder zersetzten Individuen herrscht gegenüber ungegittertem K - Na - F eId s pa t vor. Beide sind oft perthitisch entmischt:
Ader- und Fleckenperthite, »Schachbrettalbit». PI a g i 0 k 1 a s ist in frischen oder serizitisierten Körnchen in oft beträchtlicher Menge vorhanden.
Der Feldspatgehalt macht durchschnittlich 15 % (zwischen 2 und 75 %) aus.
± Kataklastisch zertrümmert.
Als Akzessorien treten A p at i t und Z i r k 0 n auf.
Authigene Komponenten:
Der Se r i z i t gehalt ist im allgemeinen nicht hoch. Er beträgt im Durchschnitt etwa 20 % (zwischen 1 und 31 %). Der Serizit ist entweder in dicken
Zügen parallel s, ± lepidoblastisch, oder in Nestern zwischen den klasischen
Körnern regellos gewachsen.
Bio t i t ist in einigen Gehaltsprozenten (0-5 %) in 6 Dünnschliffen
zu sehen. Er zeigt schmutziggelben bis dunkelbräunlichgrünen Pleochroismus.
Er ist mit Serizit und Chlorit verwachsen.
Chlor i t (0- 4 %) wächst in winzigen Nestern oder in einzelnen Kriställchen vollkommen richtungslos zwischen den klastischen Körnern. Er
20
Bulletin de la COIllmission Geologique de Finlande N:o 213.
Abb. 5. Kreuzschichtung im Arkose-Serizitquarzit am N-Ufer des Jeronjärvi.
zeigt hellgelblichgrünen bis olivgrünen Pleochroismus und niedrige Doppelbrechung (-) mit graubraunen Interferenzfarben. Er ist einachsig.
Farbloser Kar bon a t wurde in zwei Schliffen (2 und 21 %) zwischen
den klastischen Körnern in ± lameller verzwillingten, körnig-formlosen
Aggregaten beobachtet.
Einige idiomorphe Säulchen von T u r mal i n zeigen Zonarbau mit
lebhaftem Pleochroismus: Im Kern hellbraun - tiefgrün, im Saum farblos
- hellgrün. Sie sind stellenweise zersplittert oder von Quarz durchlöchert.
E p i d 0 t; Erz.
FELDSPATHÄLTIGE SERIZIT- BIS REINE SERIZITQUARZITE
(Typ 2)
Der makroskopische Unterschied zwischen dem Typ 1 und dem Typ 2 ist
nicht gross und der Übergang zwischen den beiden Typen erfolgt allmählich.
Auf der geologischen Karte wurden die beiden Gesteinsarten nicht unterschieden. Der Typ 2 ist stärker geschiefert als der Typ 1. Er ist meistens
dünngebankt bis dünnplattig mit gut ausgebildeten ebenen 8-Flächen. Auch
massige Lagen erscheinen in den meisten Aufschlüssen mit dünnbankigen bis
feinschiefrigen Bändern wechsellagernd. Die feinschiefrigen Bänder sind petrographisch als Serizitschiefer zu bezeichnen.
Vorkommen von quarzgeröllhaltigen Lagen, Kreuzschichtung und Wellenfurchen sind auch in diesen Gesteinen oft anzutreffen. Auch das klastische
Aussehen ist erhalten. (Abb. 5 und 6).
Gabor Gaal.
Jatul und Karelische Molasse im S-Koligebiet ...
21
Abb. 6. Kreuzschichtung im Arkose-Serizitquarzit S des Jeronjärvi.
Die Gesteine sind im allgemeinen feinkörniger: fein- bis grobkörnig.
Die Gesteinsfarbe ändert sich nach dem Serizitgehalt. Massige Lagen sind
rötlich-hellgrün-wessgebändert, ge schieferte Lagen sind apfelgrün, hellgrün
bis gelbgefärbt.
Im N-Abschnitt des S-Koligebietes gehen die Quarzite vom Typ 2 im Hangenden ohne scharfe Grenzen in die reinen Quarzite der postorogenen Serie der
Karelischen Molasse über. In einer 20-40 m breiten Zone wechsellagern
geschieferte, serizitreiche und massige reine Quarzitlagen. Im Gebiet W des
Metolampi scheint sich Serizitquarzit mit dem massigen reinen Quarzit zu
verzahnen.
Vom Typ 2 wurden 4 Dünnschliffe untersucht. Diese zeigen lepidoblastisch umkristallisiertes blastopsammitisches Reliktgefüge. (Tafel H, Fig.
2). Der Glimmer ist in dünnen bis oft recht dicken Zügen parallel seingeregelt.
Er umfliesst die klastischen eckigen oder schwach abgerundeten Quarz- und
Feldspatkörner. Der umkristallisierte Quarz bildet typische Pflasterstruktur.
Das durchschnittliche Verhältnis Quarz: Feldspat: Serizit ist etwa 65 : 5 : 30.
Die Bestandteile sind: Quarz (50-70 %), Feldspat (1 - 15 %), Karbonat
(in zwei Schliffen 2 und 4 %), Serizit (20-40 %), Biotit (in einem Schliff 4 %)
und als Akzessorien Apatit, Zirkon, Turmalin, Epidot, Erz.
Arkose-Serizitquarzite im Kontakt mit Diabas:
Häufig sind in Arkose-Serizitquarziten Kontakte mit Diabas zu beobachten. Die Nähe des hypabyssalen Ergussgesteines bewirkt im Gefüge und
22
Bulletin da la Commission Geologique de Finlande N: o 213.
im Mineralbestand dieser Gesteine Veränderungen, die bereits mit freiem Auge
wahrzunehmen sind: Die Gesteinsfarbe wir dunkler und eine erhöhte Umkristallisation macht sich in der ungewöhnlich hohen Gesteinshärte bemerkbar.
Unter dem Mikroskop lässt sich ein hornfelsartig umkristallisierter, auffallend biotit- und chloritreicher (dafür serizitfreier!) feldspathältigel' Quarzit
erkennen. Er zeigt porphyroblastisches Implikationsgefüge mit grossen runden Quarzxenoblasten, welche das Grundgewebe verdrängen ober poikiloblastisch einschliessen.
Der Quarz (55 %) ist in grösseren Körnern sammelkristallisiert und in
der feinkörnigen Grundrnasse nicht vertreten. Diese besteht aus gelb-dunkelgrün-pleochroitischem Biotit (15 %) und hellgrün-pleochroitischem Chlorit
(20 %). Biotit und Chlorit treten in unorientierten Kristallbündeln oft miteinander verwachsen auf. Der klastische Feldspat (10 %), Plagioklas und K Na
Feldspat, ist ungewöhnlich stark zersetzt. Er ist serizitisiert, perthitisch
entmischt und seine eckigen Umrisse werden von neusprossenden Biotitkristallen verdrängt. Akzessorien sind, wie gewöhnlich, Zirkon und Apatit.
KARELISCHE MOLASSE
Die Karelische Molasse zerfällt im S-Koligebiet in zwei Einheiten: Die
untere besteht aus leichtmetamorphen, unruhig sedimentierten, schlechtsortierten, klastischen Sedimenten und wird als synorogen gedeutet. Sie wird
von bestsortierten, meist feinkörnigen Quarziten mit guter Rundung der
klastischen Körner überlagert. Diese werden für postorogen gehalten.
SYNOROGENE SERIE
BLASTOPSEPHITE
Die Serie der synorogenen, klastischen Metamorphite setzt im S-Abschnitt
des Arbeitsgebietes, S des Enonselkä, über dem Koliquarzit, oder wo dieser
fehlt , dem präkarelischen Grundgebirge an den meisten Stellen mit grobklastischen Bildungen ein.
Im Gelände unterschieden wir zwischen monomikten Quarzkonglomeraten
und polymikten Metakonglomeraten. Letztere wurden, womöglich, nach
ihrem Geröllinhalt untergliedert. Zwischen den verschiedenen Konglomeratarten wurden vielfache Übergänge sowohl in vertikaler, als auch horizontaler
Richtung beobachtet.
Polymiktes Metakonglomerat ist das vorherrschende Schichtglied in den
Ablagerungen über dem präkarelischen Gneis der Kuppel von Kontiolahti
im S-Koligebiet. In diesem wurden Bruchstücke der karelischen Bedeckung,
Koliquarzit und phyllitischer Glimmerschiefer, und des präkarelischen
Sockels synorogen eingebettet.
Gabor Gaa!. .Ja tul und Karelische Molasse im S·Koligebiet .. .
23
An ihrem E-Rande , zwischen dem Enonselkä und dem Kuusijärvi, transgrediert die Karelische Molasse über dem Koliquarzit mit entweder monomikten oder quarz- und feldspathältigen Konglomeraten. Auch in höheren
Niveaus kommen diese Bildungen als vereinzelte Einlagerungen im
Arkose-Serizitquarzit vor.
Metakonglomerate, Metagrauwackenkonglomerate und Metagrauwacken
der Umgebung der Kuppel von Kontiolahti:
III
Die Vorkommen dieser Gesteine sind in einem dreieckförmigen Areal
zwischen dem Heinävaara, dem Hautajärvi und dem Urkkajalampi im tektonisch Liegenden von phyllitischen Glimmerschiefern an die Nachbarschaft
der präkarelischen Gneise der Kuppel von Kontiolahti gebunden.
In der Umgebung von Hautajärvi , Metolampi und Ilvesvaara werden die
polymikten Metakonglomerate durch reine Quarzite der postorogenen Serie
überlagert. Da einerseits dieser Quarzit im Abschnitt N Hautajärvi die
Arkosen-Serizitquarzite überlagert, anderseits sich die Blastopsephite mit
den Arkosen-Serizitquarziten sedimentär verzahnen, ist es anzunehmen, dass
die hier beschriebenen Blastopsephite, als eigene Faziesausbildung, im SWTeil des Kartengebietes die ganze stratigraphische Breite der synorogenen
Serie der Karelischen Molasse umfassen.
In unmittelbarer Nähe des präkarelischen Untergrundes liegen metamorphe, grobklastische Sedimente, die hauptsächlich grosse (bis 1 m Durchmesser),
eckige Bruchstücke des unterlag ern den Granitgneises neben Geröllen von
migmatitischem Bändergneis, Pegmatit und Aplit führen. Häufig trifft man
in diesen Gesteinen mehr oder weniger linsenförmig zerdrückte, grosse (max.
30 cm lang, 10 cm breit) Komponenten aus dem überlagernden phyllitischen
Glimmerschiefer. Mit den Glimmerschieferfragmenten sind meistens Gerölle
von geschieferten metamorphen Arkose-Serizitquarziten vergesellschaftet.
In höheren Lagen mischen sich Bruchstücke von massigem, weiss, hellgrün
oder rötlich gefärbtem, gebändertem Koliquarzit mit max. 12 m Durchmesser
unter die allothigenen Komponenten. Zu den Gesteinsfragmenten treten
eckige, bis gut gerundete Quarz- und Feldspatgerölle in grosser Anzahl hinzu.
Die Ges"teinsbruchstücke und Gerölle liegen gänzlich unsortiert in einer
dunklen , blastopelitischen bis -psammitischen, umkristallisierten, biotitreichen Grundmasse . Sie sind entweder dicht gepackt oder voneinander
getrennt in die Matrix eingebettet.
Diese Blastopsephite werden wegen ihrer charakteristischen Struktur,
die vor allem die schlechte Kornsortierung und die grosse Menge der umkristallisierten pelitischen Matrix charakterisiert, Met ag rau w a c k e n k 0 n g 10m e I' a t e genannt. Sie sind massig bis geschiefert (Abb.7).
24
Bulletin de Ia Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
Abb. 7. Geschiefertes Metagrauwackenkonglomerat am Fusse des llvesvaara,
W des Urkkajalampi. Geröllbestand: Porphyrischer Granit, pegmatitischer
Granit, phyllitischer Glimmerschiefer und Arkosequarzit.
Mit den Blastopsephiten treten in wechsellagernden Bänken Blastopsammite auf, deren Zusammensetzung derjenigen der Matrix der groklastischen
Metamorphite entspricht. Sie weisen in Miniaturform die gleichen Strukturmerkmale, wie die Blastopsephite der Nachbarschaft der Kuppel von Kontiolahti auf. Sie sind petrographisch als Met a g rau w a c k e zu bezeichnen. *
In höheren Niveaus und mit wachsender Entfernung von der Kuppel
von Kontiolahti tritt in den Blastopsephiten eine zunehmende Abrundung
der Komponenten ein. Zugleich scheint auch die Kornsortierung eine bessere
zu sein. Die Gesteine nehmen die Strukturmerkmale von pol y m i k t e m
Met a k 0 n g 10m e rat (Abb.8) an. In Richtung nach N verarmt der Geröllbestand: Der Gehalt an Gesteinsbruchstücken nimmt ab und das polymikte
Metakonglomerat geht im Streichen über monomiktes Metaquarzkonglomerat
allmählich in Arkose-Serizitquarzit über. Die blastopsammitischen Einlagerungen, die in wechsellagernden Bänken bereits über dem präkarelischen
Untergrund auftreten, werden nach N häufiger. Zugleich vollzieht sich in
ihrem Bestand ein Wandel: Der Glimmergehalt tritt allmählich zurück, bis
ein Arkose-Serizitquarzit vorliegt.
Die Metagrauwacke aus den blastopsammitischen Einlagerungen und der
Grundmasse der Metagrauwackenkonglomerate wurde in 8 Dünnschliffen
* Im Sinne von F. J. PETTIJOHN werden unter dem Namen "Grauwacke" dunkelgefärbte
psammitische Gesteine verstanden, die neben Quarz, über 25% unstabiler allothigener Komponenten (Gesteinsfragmente, Feldspat) und mehr als 15% primärer pelitischer Grundmasse enthalten. Diese Gesteine sind durch schlechte Kornsortierung und mangelhafte Abrundung ihrer
Komponenten ausgezeichnet.
Gabor Gaul.
.Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
25
Abb. 8. Polymiktes Metakonglomerat der Karelischen Molasse SS W des Verkkolampi. N at.
Grösse 60 x 80 cm. In weisser Arkosequarzitgrundmasse Gerölle von Koliquarzit (a), Arkose·
Serizitquarzit (b) und phyllitischem Glimmerschiefer (c). Deutliche Transversalschieferung.
untersucht. Alle Proben stammen aus einem Umkreis von 0.5 bis 1.5 km
Entfernung W bis SSW des Urkkajalampi im Kirchspiel Kontiolahti.
Im Handstück sind diese Gesteine klastisch aussehende, mittel- bis grobkörnige, sehr harte, mehr oder weniger geschieferte, dunkelgraue Blastopsammite. Sie lassen in der Grundrnasse feinschuppigen Biotit und Serizit,
klastische Feldspat- und Quarzkörner mit freiem Auge erkennen. Vereinzelt
zeigen sich schlecht abgerundete oder eckige Quarz- und Feldspatgerölle
(von 0.3-2 cm Durchmesser). Grössere Gesteinsfragmente sieht man erst im
Aufschlussbereich.
Alle Dünnschliffe zeigen ein grauwackenartiges, blastopsammitisches Reliktgefüge (Tafel IV, Fig. 1 u. 2.): In einer lepidoblastisch bis regellos zu
Serizit, Biotit, Chlorit und Quarz umkristallisierten Matrix liegen unorientiert
eckige und schwach abgerundete Körner von Feldspat, Quarz, Quarzit und
Granit. Die folgenden Gehaltsprozentangaben gelten für 3 ausgezählte
Schliffe.
Das Verhältnis zwischen Detritus und Matrix beträgt etwa 46-55 :
54- 45.
4
6442-6~
2G
Bulletin de la Commi ssioll Geologique de Finlallde N: 0 213.
Allothigene Komponenten:
Qua r z (26-35 ,5 %) liegt entweder in Form von schwach abgerundeten
Quarzitkörnern mit der durchschnittlichen Korngrösse von 1. 3 mm (zwischen
0. 5 und 1.9 mm) oder in eckigen, seltener abgerundeten Splittern mit der
durchschnittlichen Korngrösse von 0.4 mm (zwischen 0.1 5 und 0.7 mm) vor.
Die Quarzitkörner zeigen in einem granoblastischen Mosaik typische
Pflasterstruktur. Beide Arten zeigen undulöse Auslöschung.
K - Na - F eId s pa t (14.5 - 16 %), der oft harte Mikroklingitterung
zeigt, lässt meistens seine ursprünglich eckige, klastische Form erkennen. Er
ist einfach verzwillingt. Seine durschnittliche Korngrösse beträgt 0.7 mm
(zwischen 0.1 5 und 4.5 mm). Er wird stark zersetzt: Parallel kristallographischen Richtungen wurden die Körner von Perthitspindeln durchsetzt, die
sich stellenweise zu Perthitflecken vereinigen und oft das ganze Korn verdrängen (= »Schachbrettalbit»); ± Myrmekitbildung. Alle Körner sind entweder »getrübt» oder, besonders an Spalten und Rissen, serizitisiert; ± kataklastisch deformiert. In 3 Schliffen sind die klastischen Feldspatkörner von
einem Biotitkranz, einem oft recht dichten Saum von neugewachsenem Biotit,
umgeben. Der Biotit wächst in das Feldspatkorn hinein und verdrängt
es in beträchtlichem Masse.
PI a g i 0 k 1 a s (4-10 %) ist ebenfals serizitisiert. Er zeigt, in der Korngrösse des K-Na-Feldspates , lamellarverzwillingte, klastische und ± kataklastisch deformierte Körner.
In zwei Schliffen wurden eckige Bruchstücke von feinkörnigem G I' a n i t ,
aus einem granoblastischen Mosaik von Quarz und Mikroklin bestehend,
beobachtet.
A p a t i t und Z i I' k 0 n sind als akzessorische Bestandteile in einigen
Körnchen vorhanden.
Authigene Komponentn:
In der umkristallisierten Grundmasse ist SeI' i z i t (17.5-23 %) der
vorherrschende Gemengteil. Er wächst zwischen den klastischen Körnern in
Zügen parallel zu 8 neu. Seine durchschnittliche Korngrösse beträgt 0.06 0.0 8 mm.
Bio ti t (6.5 - 17 %) wächst entweder richtungslos in kleinen Nestern,
rosettenförmigen Aggregaten und im dichten Kranz um die Feldspatkörner
oder parallel zu 8, mit dem Serizit verwachsen, neu. Seine Korngrösse ist gegenüber der des Serizites auffallend gross: durchschnittlich 0.1 5 mm (zwischen
0.0 5 und 0.3 mm). Er ist stark pleochroitisch: bräunlichgelb-schwarzbraun.
Chlor i t (0-12 %) ist hellgelbrün - olivgrün pleochroitisch und
unorientiert mit Biotit verwachsen.
Gabor Gaul. J atul und K arelische Molasse im S·Koligebiet .. .
27
Qua r z (13-20 %) bildet im Grundgewebe ein feinkörniges Pflaster,
dessen Körner eine undulöse bis glatte Auslöschung zeigen.
Vereinzelt wurden im Grundgewebe feine Körnchen von neugesprosstem
Alb i t beobachtet.
Erz.
Disthenhaltiges Metakonglomerat:
In der Umgebung von Hokka, W bis S des Metolampi, sind unter den
Geröllen des polymikten Metakonglomerates Komponenten vom Koliquarzit
überwiegender Gemengteil. Diese Gesteinsart besitzt ein einheitliches Aussehen . ~er Durchschnittstyp ist ein weiss- bis bräunlichgelb gefärbtes, disthenhältiges Metakonglomerat mit meistens gut ausgeprägter Schieferung, die
stellenweise das Auslängen der Gerölle bewirkt. Es enthält neben Quarz- und
Feldspatgeröllen eckige, am häufigsten aber gerundete Fragmente von weissem
Koliquarzit mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5- 10 cm (max.
30-35 cm). Vereinzelt finden sich in diesem Konglomerat runde Gerölle von
einem kohlschwarzen, feinkristallinen und massigen Quarzit.
Die Grundmasse des Metakonglomerates besteht aus (bis 5 mm) grossen
weissen Muskovitblättchen, aus Quarz und Disthen. Letzterer ist, als violettoder blaugefärbte Aggregate, oft schon mit freiem Auge sichtbar.
Eine mittelkörnige Einlagerung in diesem polymikten Metakonglomerat
auf dem Ilvesvaara wurde mikroskopisch untersucht. Sie zeigt im Handstück
ein etwas unregelmässig geshiefertes, stark kristallines, weiss bis hellbräunlieh-gelbes Metakonglomerat mit einigen Quarzgeröllen und grossen weissen
Muskovitblättchen auf den gewellten Schieferungsflächen.
Unter dem Mikroskop liegt ein nematoblastisch bis lepidoblastisch umkristallisiertes psephitisches Reliktgefüge vor. Alle Bestandteile sind vorzüglich
im 8, das wellig gebogen ist , eigeregelt. Das Gestein ist in Bezug auf alle
Gemengteile stark postkristallin deformiert.
Der Quarz (etwa 60 %) bildet eine Pflasterstruktur, die von Muskovit blättchen und Disthenstengeln durchwachsen wird.
Disthen (etwa 20 %) ist in stengeligen Aggregaten ausgebildet. Er ist
farblos. Seine Doppelbrechnung bedingt die Interferenzfarben grau bis blau
1. Ordnung. In den Kristallsäulchen ist (001) schlecht ausgebildet. Dafür
zeigen diese gute Spaltbarkeit quer zur Säulenrichtung .
Muskovit (etwa 20 %) ist oft mit dem Disthen verwachsen.
POSTOROGENE SERIE
Nach der Ablagerung der synorogenen Serie dürften sich die Sedimentationsbedingungen geändert haden. Über den schlechtsortierten, )Unreifen»
28
Bulletin da la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
.,---____~ N
Blastopsephiten und -psammiten der Schüttungsserie wurden )reife), gutsortierte
Quarzsande und Quarzschotterkonglomerate abgelagert.
Wie schon erwähnt, ist die Grenze zwischen diesen zwei Serien im Gebiet S des Hautajärvi scharf. Über den polymikten Konglomeraten, deren Schieferungsflächen steil bis
mittelsteil nach Weinfallen, liegt reiner massiger Quarzit flach. Deutlich zeigt diese VerAbb. 9. Transversalschieferung
hältnisse die geologische Karte. S des Metoan der Grenze zwischen reinem
Quarzit und polymildem Metalampi legt sich der Quarzit kappenartig eikonglomerat.
nem runden Hügel auf, was die tropfenförmige Gestalt im Kartenbild ergibt. Hier liegt
eine scheinbare Diskordanz vor: Eine Transversalschieferung, die die plastischeren Gesteine der synorogenen Serie verschiefert hat, den darüberliegenden spröden und vollkristallinen Quarzit hingegen nicht bearbeiten konnte
(Abb. 9). N des Metolampi sind diese Quarzite, wie die synorogene Serie, steiltransversal verschiefert. Doch dürfte ihre primäre Lagerung, wie die Karte
zeigt, ziemlich flach liegen. W des Metolampi und des Hautajärvi fallen die
reinen Quarzite flach nach W, unter die phyllitischen Glimmerschiefer, ein.
N des Hautajärvi liegt der reine Quarzit über den Arkose-Serizitquarziten
mit einer schmalen (20-40 m) Übergangszone. Im Gebiet W des Jeronjärvi
liegen Serizitquarzite als Zwischenlagen in den reinen Quarziten. Es konnte
hier nicht entschieden werden, ob diese )Verzahnung) von primär-sedimentärer oder tektonischer Natur ist.
REINER QUARZIT
Die reinen Quarzite der postorogenen Serie sind makroskopisch vom Koliquarzit nicht zu unterscheiden.
An einigen Stellen enthält der reine Quarzit kugelrunde, schneeweisse
Quarzgerölle von der durchschnittlichen Korngrösse von 3/4cm: In einer grauoder rötlichgefärbten, vollkristallinen Quarzitgrundrnasse zerstreut, liegen
diese als kreisrunde weis se Flecken. Sie sind mit der Grundrnasse zu einem
homogenen Quarzitgefüge verschweisst.
Fünf untersuchte Dünnschliffe haben im Durchschnitt einen höheren
Serizitgehalt (5-12 %) als der Koliquarzit. Zwei Gefügetypen wurden beobachtet: Bei höherem Serizitgehalt bleiben die runden Umrisse der klastischen
Körner, die dicht gepackt nebeinanderliegen, in einer extrem feinkörnigen,
richtungslos gewachsenen Serizitgrundmasse gut erhalten. (Tafel In, Fig. 2.
Gabor Gaal. Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
29
Bei niedrigem Serizitgehalt liegt ein granoblastisches Gefüge vor, in dem die
klastischen Merkmale ganz verwischt werden können.
Die klastischen Körner sind vorzüglich gerundeter Quarz, von der durchschnittlichen Korngrösse von 1 mm, und, in einem Schliff angetroffen, abgerundete Geröllehen von Koliquarzit (1) oder Gangquarz mit feinkörniger,
granoblastischer Pflasterstruktur (max. Korngrösse 3 mm).
QUARZRESTSCHOTTERMETAKONGLOMERAT
Im Gebiet W bis SSW des Hautajärvi wird der reine Quarzit von
mittelkörnigen Quarzrestschottermetakonglomeraten überlagert. Diese Gesteine enthalten mehrere Einschaltungen von dem reinen Quarzit, aus dem
sie durch Wechsellagerung hervorgehen.
METAMORPHOSEZUSTAND
Die Gesteine des J atuls und der Karelischen Molasse wurden in der mittleren Grünschieferfazies, der Quarz-Albit-Epidot-Biotit Subfazies (W. S.
Fyfe, F. J. Turner, J. Verhoogen, 1958) metamorph, richtungslos bis lepidoblastisch umkristallisiert.
Die metamorphen Umwandlungsprodukte sind recht feinkörnig, und , da
auch die Kristallisationsschieferung meistens weniger ausgeprägt ist, sind die
primären Sedimentstrukturen sowohl im Schliff- als auch im Aufschlussbereich erhalten.
In der Grundmasse der Blastopsephite über der Kuppel von Kontiolahti
sind die durch die Metamorphose hervorgegangenen Mineralparagenesen für
die mittlere Grünschieferfazies charakteristisch. Der ursprünglich hohe Anteil
der klastisch eingestreuten, instabilen Komponenten und der pelitischen
Beimengung hat hier die Umkristallisation besonders gefördert. Aus der
metamorphen Umwandlung der Grundmasse entstand die Mineralassoziation
Serizit (oder Muskovit )-Quarz-Biotit-Chlorit (-Disthen -Albit).
In den Arkose-Serizitquarziten wird der Serizitgehalt auf Kosten von
Biotit und Chlorit bedeutend höher. Die metamorphen Umwandlungsprodukte deuten auf eine ursprünglich stabilere Zusammensetzung hin: SerizitQuarzit(Biotit-Chlori t-Kar bona t-Al bit-Epidot-Turmalin).
METADIABAS
Der präkarelische Untergrund und die klastischen Metamorphite des SKoligebietes werden von zahlreichen Gängen eines hypabbyssalen Ergussgesteines von gabbroider Zusammensetzung in grossen Massen entweder in
30
Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
Lagergängen oder diskordant durchbrochen. Diese liegen in schwachmetamorpher Form vor und werden »Metadiabas» genannt.
Der Metadiabas ist zwar regelmässig zerklüftet, blieb aber überall ungeschiefert. Seine Intrusion erfolgte daher posttektonisch. Wo sein Kontakt
zum Nebengestein hin aufgeschlossen ist, beobachtet man manchmal erstarrte
Fluidaltextur und eckige Gesteinsbrocken, die aus dem Nebengestein herausgerissen wurden.
SEDIMENTATION
KARELIDEN
JATUL -
DIE KONTINENTALFAZIES
Über dem präkarelischen Sockel, der bereits vor der Ablagerung der karelischen Sedimente bis zum Grundgebirgsstockwerk abgetragen wurde, kamen
die Bildungen des Jatuls, reine Quarzsande mit wenigen basalen Quarzkonglomeratlagen (N des Paukkajanjärvi), zum Absatz. Äquivalente zu den Grobkonglomeraten der )}sariolischen Fazies)} des Jatuls (H. Väyrynen, 1933, S. 35)
wurden an der Basis der Koliquarzite nicht angetroffen.
Die subjatulische Fläche dürfte eine weitgehend eingeebnete Deflationsfläche gewesen sein. )}Die Gleichmässigkeit der Lagerfolge und der Struktur,
sowie die gerade, feine Schichtung, sprechen ebenso für reife, ebene Formen
der Erdoberfläche. Alle diese Tatsachen weisen hinreichend darauf hin, dass
die Gegend eine sehr lange Kontinentalperiode durchgemacht hatte .. .» (H.
Väyrynen, 1928, S. 35).
Die Koliquarzite sind metamorphe Abkömmlinge von feinkörnigen reinen
Quarzsanden (»Orthoquarzit)}).
Die schlechte Kornsortierung und höherer Feldspat- und Glimmergehalt
der Arkose-Serizitquarzite des Jatuls stehen im auffallenden Gegensatz zur
Reinheit des Koliquarzites. Beiden Quarzitsorten sind aber Strukturmerkmale, wie Wellenfurchen und Kreuzschichtung gemeinsam. Sie sind als
Kontinental- bis Seichtwasserablagerungen anzusehen.
KALEV -
DIE GEOSYNKLINALFAZIES
Die phyllitischen Glimmerschiefer der kalevischen Fazies sind metamorph
umgewandelte, pelitisch-psammitische Gesteine, die in grossen Massen mit
rhythmischer Sedimentation in einem sinkenden Geosynklinalraum abgelagert wurden. Auf ihren Flyschcharakter hat als erster E. Wegmann (1928)
hingewiesen.
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Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
)}The Kalevian phyllites are characterized by incomplete chemical weathering and they represent the flysch sediments of the Karelian sedimentation.)} (A. Simonen, 1960, S. 25).
Es wurde hier festgestellt, dass in einer Spätphase des karelischen Orogens
in einem Trog vor der frischgefalteten Kette der Kareliden klastische Sedimente eingeschüttet wurden, die den Ablagerungen der Molasse des alpinen
Orogens ähneln. Wenn sich hier ein aktuogeologischer Vergleich weiter
ausbauen lässt, wäre es zu erwarten, dass die kalevisehen Phyllite und Glimmerschiefer, die die Karelische Molasse überschieben, mit dem alpinen Flysch,
der seinerseits die alpine Molasse tektonisch überlagert, parallelisierbar sind.
Zur Überprüfung dieser Annahme liegen noch zu wenig Daten vor. Man
müsste umfangreiche Untersuchungen einleiten, um diesen Gesteinskomplex
als Fazies einerseits petrologisch, anderseits nach den auf Grund der petrologisehen Merkmale rekonstruierten Entstehungsbedingungen zu charakterisieren. So wäre ein exakter Vergleich mit dem )}Flysch)} möglich.
KARELISCHE MOLASSE
SYNOREGENE SERIE
Der Koliquarzit und der phyllitische Glimmerschiefer lagen schon in
metamorpher Form über dem präkarelischen Grundgebirge, als die Schüttungsserie der Karelischen Molasse* zur Ablagerung kam. Die Hauptphasen
der Orogenese waren bereits abgeklungen. Die Glimmerschiefer lagen
im Westen gefaltet und metamorph umgewandelt. Vor der gefalteten
Gebirgskette entstand in einer Spätphase 9-es Orogens eine sinkende Vortiefe,
in der sich rasch Molassesedimente ablagerten.
In der Gegend um Kontiolahti wölbte sich, teils von phyllitischen Glimmerschiefern, teils vom Koliquarzit bedeckt, der präkarelische Untergrund
(infolge des batholithartigen Eindringens eines jüngeren Granits? - P.
Eskola, 1.949) domartig auf. Über ihm setzte eine ungewöhnlich rasche,
synorogene Sedimentation ein.
Der erste Blick auf das Kartenbild macht uns klar, dass die grobklastischen Sedimente der Karelischen Molasse im S-Koligebiet deutlich mit der
Kuppel von Kontiolahti in primärsedimentärer Beziehung stehen. Die Untersuchung des Geröllinhaltes und die Übersicht der Verbreitung der einzelnen
klastischen Gesteinsarten können uns zu einer Rekonstruktion des Bildungs* Molasse ist ein Faziesbegriff. Sie ist an ein bestimmtes Stadium des Orogens gebunden:
Wäbrend der Heraushebung des Gebirgskörpers lagern sich in Trögen vor und zwischen den Ketten
der neugebildeten Kordilleren grobklastische Sedimente, Psammite und Tone ab. Für die
Molasse ist typisch Seichtmeer- bis Kontinentalentwicklung mit Kreuzschichtung, Wellenfurchen usw.
Zwischen Flysch und Molasse kann man oft keine scharfe Grenze ziehen. Die Molasse ist tektonisch
weniger verformt als der Flysch.
Gab01' Gaal. Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
33
milieus verhelfen. Sowohl fehlende oder unvollkommene Abrundung der
Gesteinsfragmente, als auch die schlechte Kornsortierung in den polymikten
Metakonglomeraten, Metagrauwackenkonglomeraten und Metagrauwacken
sprechen für einen kurzen Transport und raschen Absatz der Komponenten.
Andererseits wieder müssen die vielen runden Quarz- und Feldspatkörner '
bereits eine mehrfache Umlagerung mitgemacht haben. Die erodierten Fragmente der karelischen Bedeckung und des präkarelischen Untergrundes
rutschten in pelitisch-psammitisches Material hinein und wurden entweder in
dieses eingebettet oder in der Längsachse des Beckens auf eine maximale
Entfernung von 7 km nordwärts transportiert. Die T r ans p 0 r tri c h t u n g ist aus der Verteilung der klastischen Komponenten der Beckenfüllung
zu rekonstruiren: Während das psephitische Material 7 km nordwärts getragen wurde, verarmt allmählich der Feldspatgehalt der Psammite gegen
Norden, und in der Gegend um den Jeronjärvi herrscht bereits Serizitquarzit
vor.
Fehlende oder mangelhafte Abrundung der klastischen Körner, die sehr
oft beobachtete Kreuzschichtung, Wellenfurchen in den Arkosen-Serizitquarziten sprechen für rasche Ablagerung in bewegtem Wasser. Es handelt
sich hier um Delta-Ablagerungen im Seichtwasserbereich.
POSTOROGENE SERIE
N ach der Auffüllung des Molassetroges durch die synorogene Serie scheint
eine Periode der Trockenlegung und der Einebnung gekommen zu sein. So
könnte man die scharfe Grenze zwischen der syn- und der post orogenen Serie
S des Hautajärvi sedimentologisch erklären. Dass diese Grenze N des Hautajärvi etwas verschwommen ist, könnte vielleicht durch einen geringen Korngrösseunterschied zwischen den bei den Serien verursacht worden sein.
Bei der Ablagerung der reinen Quarzsande und Quarzrestschotterkonglomerate der postorogenen Serie herrschten neue Sedimentationsbedingungen.
Die vollkommene Rundung und die vorzügliche Sortierung dieser Gesteine
erinnern stark an den Koliquarzit, vielleicht ist aber in ihnen die durchschnittliche Korngrösse höher. Ihr Transportmittel und Ablagerungsbereich muss
zum grössten Teil bewegtes Wasser gewesen sein.
5
6442- 64
TEKTONIK
Bevor ich meine Feldarbeit im S-Koligebiet anfing, machte ich einen
flüchtigen Einblick in E. Wegmann's Arbeiten in Karelien. So sah ich sein
Blockdiagramm aus dem Soanlahtigebiet und ich war überzeugt, dass ich im
S-Koligebiet, das ja aus ähnlichen Gesteinen aufgebaut ist, die Merkmale des
alpinotypen Bauplanes antreffen werde. Bald aber musste ich erkennen, dass
die deutlich erkennbare W-E-Bewegung in den klastischen Metamorphiten
des S-Koligebietes ein Baubild erzeugte, das durch spröde Formen, kataklastische Scherflächen, Transversalschieferung und steilen Schuppenbau ausgezeichnet ist. Die Verwendung der Lagenkugelprojektion für die statistische Erfassung der Gefügedaten im Verbreitungsgebiet der klastischen
Metamorphite brachte mir keinen grossen Nutzen.
In den klastischen Gesteinen des S-Koligebietes liegt ein im geologischen
Bau Finnlands wahrscheinlich nicht häufig vorkommender Baustil vor. Die
Bezeichnung dieses Bauplanes bereitet einige Schwierigkeiten. Seine Merkmale stehen im auffallenden Gegensatz zu dem plastischen Verformungsbild
der im Westen anschliessenden phyllitischen Glimmerschiefer. Die flachge lagerten oder flach bis mittelsteil nach Weinfallenden Schichtpakete wurden
steil verschiefert, an langen steilen parallelen Flächenscharen zerschert und
in Schuppen gelegt. Meistens verlaufen diese Scherflächen parallel den
Schichtgrenzen. Nur im SW-Anteil des Kartengebietes bilden die Streichen
der Scherflächen und der Schichtgrenzen einen Winkel von etwa 45°. Hier
sind die Schichtplatten mosaikartig zerschnitten und die spröd zerlegte
Blöcke werden durch seitlichen Druck übereinandergeschoben, d.h. diagonal
zum Streichen verschuppt.
Ein seitlicher Druck aus dem Westen bewirkte eine einscharige affine
Scherung die die Schichtstösse stE'il verschieferte, zerscherte und verschuppte.
Da die Blastopsephite der Karelischen Molasse Bruchstücke aus den überlagernden phyllitischen Glimmerschiefern enthalten, müssen wir eine Uberschiebung der kalevisehen Bildungen auf die Gesteine der Karelischen Molasse
und des J atuls annehmen. Die Grösse dieser Überschiebung ist zunächst
unbekannt.
\
Gab 01' Gaal. Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
35
Bei der Überschiebung der phyllitischen Glimmerschiefer kamen Gesteine
eines tieferen Stockwerkes auf Gesteine eines höheren Stockwerkes, im Sinne
H. Stille's (1924, S. 224) ein »höherer» tektonischer Typus auf einen »niedrigeren» tektonischen Typus zu liegen.
BEWEGUNGSPHASEN
Die Gesteine der Karelischen Molasse haben selten ein ausgesprochen
schiefriges, planparalleles Gefüge. Die Schieferung macht sich in diesen klastischen Metamorphiten als Bankung bemerkbar oder sie durchsetzt diese in
etwas unregelmässigen Flächenscharen. Die Schieferungsflächen sind nicht
gefaltet.
Aus der Vielfalt der Schieferungsarten in den klastischen Metamorphiten
des S-Koligebietes kann man eine zeitliche Aufeinanderfolge herauslesen:
Die pr i m ä r e Lag e run g (88) ist im S-Koligebiet flach bis
schwach nach W geneigt.
1) Die erste Bewegungsphase:
In einer Bewegung nach E gegen den Grundgebirgssockel kam eine Schieferung (8 1 ) mit N-S- oder NW-SE-Streichen zustande. Diese Phase erzeugte keine
Falten, doch lassen sich die durch sie entstandenen Bauformen von vollkommen spröden Scherflächen einer zweiten Phase unterscheiden.
Kleine Überschiebungen mit Überschiebungsbahnen und Schuppungen,
die jetzt etwa mittelsteil (30- 40°) nach Weinfallen, charakterisieren die erste
Bewegungsphase. In ihr erfolgte die Überschiebung der kalevischen Bildungen auf die Gesteine der Karelischen Molasse. Sie prägte nur in den präkarelischen Bändergneisen E des Kuusijärvi und des Urkkajalampi flachliegende N-S Achsen mit plastischen Faltenformen.In den klastischen Metamorphiten des Jatuls und der Karelischen Molasse kann man dagegen nur
recht selten, in feiner Fältelung von Serizithäutchen, auf 8 B - Achsen
erkennen.
2) Die zweite Bewegungsphase:
Eine zweite Bewegung, die bereits einen fertigen Bau ergriffen hat, zeigt
sich, in kataklastischer Scherung, mit hauptsächlich.mittelsteilen bis steilen,
konstant NW-SE-streichenden Flächenscharen . Diese Bewegung wirkte sich
in den Gesteinen der Karelischen Molasse bis in den kleinsten Bereich aus
und ist als zweite 8-Prägung (8 2 ) häufig in den Aufschlüssen sichtbar.
Sie verursacht eine steile Schuppung, die die stratigraphisch aufeinanderfolgenden Schichten entweder quer oder diagonal zum Streichen (letzteres
ist im SW-Teil des Arbeitsgebietes der Fall) wiederholen lässt.
36
Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
Abb. 10. Transversalschieferung im Arkosequarzit W des
Kuusijärvi, Seitenansichts, ss flach nach W einfallend.
Nach dem Abklingen der zweiten Phase drangen, hauptsächlich entlang
den Scherflächen der letzten Bewegungsphase, h y P a b b Y s ale
Erg u s s g e s te i nein die Gesteinswelt des S-Koligebietes ein. Sie durchbrechen merkwürdigerweise nur die klastischen Metamorphite. In den kalevischen phyllitischen Glimmerschiefern wurden in dem bearbeiteten Gebiet
keine Metadiabasgänge beobachtet.
DIE SCHIEFERUNGSTYPEN
Die zwei Bewegungsphasen mit ihren s-Flächenscharen erzeugen in der
Grössenordnung des Aufschlussbereiches verschiedene Gefügebilder. Die
typischen, immer wiederkehrenden Formen, die Schieferungstypen, lassen
sich in ein genetisches System einordnen.
1) Die no r mal e Sc h i e fe run g (8 1 parallel 88) ist der charakteristische Schieferungstyp der reinen Quarzite. Diese wurden parallel der
primären Lagerung verschlefert. In den ausserordentlich harten und vollkristallinen Quarziten zeichnet sich eine zweite Bewegungsphase nicht ab.
2) Die T ra n s ver s als chi e fe run g (8 1 schneidet 88) ist in den
Gesteinen der Karolischen Molasse verbreitet (Abb. 10).
- Im häufigsten Fall der Transversalschieferung ist das Streichen von 8 1
und 88 annähernd parallel.
Gabor Gaal. Jatul und Karelische Molasse im S-Koligebiet ...
37
Im selteneren Falle unterscheiden sich auch die Streichrichtungen. Z.B .
im Gebiet E des Ripulinjärvi durchschneidet 81 die Schichtgrenze zwischen
dem Arkose-Serizitquarzit und dem reinen Quarzit schief (Siehe Beilage I).
a) Regelmässige Transversalschieferung: Am häufigsten wird das Gestein
von 81 regelmässig, in planparallelen Bänken, durchgesetzt.
b) Unregelmässige Transversalschieferung: Ein und dieselbe Bewegung
erzeugt eine Flächenschar, deren 8 nur annähernd parallele Streichen und
verschieden grosse Einfallen haben.
3) Jüngere 8-Überprägungen mit dem konstanten NW-SWStreichen lassen sich in sehr vielen Aufschlüssen wahrnehmen. Sie stellen eine
kataklastische Scherung mit planparallelen 8 2 -Flächen dar. An den Scherflächen findet häufig eine Verschiebung statt (von mm-Weite bis Yz m).
- Am ganzen E-Rand des S-Koligebietes verläuft das Streichen von 8 2
parallel mit dem Streichen von 81 ,
- W der Linie Kaltimonjärvi-Kuusijärvi schneidet das Streichen von 8 2
das Streichen von 8 1 etwa unter 45°.
AUSBLICK
Die Einführung des Begriffes »Molasse» hat nur dort Wert, wo neben den
petrographischen Gesichtspunkten auch der Gebirgsbau in seinen Einzelheiten mitberücksichtigt wird. Diese Anforderung kann der hier verwendete
Begriff »Karelische Molasse» befriedigen: Nicht nur die petrologische Charakteristik der bezeichneten Gesteinsserien, sondern auch ihre tektonische
Stellung und ihr enges Verhältnis zum präkambrischen Orogen gerechtfertigen ihren Vergleich mit der alpinen Molasse.
Die Karelische Molasse wurde in einem langgestreckten Troge vor frisch
aufgefalteten Ketten des Orogens abgelagert. Sie wurde selbst noch überschoben. Hier ist das Phänomen, dass in grobklastischen Sedimentabkömmlingen, die unter phyllitischen Glimmerschiefern liegen, phyllitische Glimmerschieferreste einsedimentiert wurden, von massgebender Bedeutung. Man
kann diese allothigenen Komponenten, die sehr oft ihre primären Strukturmerkmale erhalten haben, zusammen mit den Quarzitgeröllen in den grobklastischen Sedimentabkömmlingen der Karelischen Molasse als Leitfossilen
betrachten.
Man kann in der Literatur in zahlreichen Beschreibungen bemerkenswerte Ähnlichkeiten mit der Karelischen Molasse antreffen. Da zur Zeit über
solche Vorkommen noch kein zusammenfassendes Werk existiert, möchte ich
einige bekanntere Funde, die ich aus der Literatur kenne, in einer tabellarischen Übersicht zusammenfassen (Tafel I im Text). Dabei betone ich ausdrücklich, dass mir nur Vorkommen im S-Koligebiet aus persönlicher Erfahrung bekannt sind. Aber einige Vergleiche sind uns unbedingt notwendig, damit wir die Tragweite der Problematik der Karelischen Molasse erfassen können. Das Phänomen der einsedimentierten phyllitischen Glimmerschieferreste
kommt nämlich an mehreren Stellen des präkambrischen Orogens in Finnland
vor.
Die Gel'öllarten Quarzit und Phyllit bzw. Glimmerschiefer sind den
meisten hier erwähnten Vorkommen gemeinsam. Diese sind anscheinend am
wenigsten der Gefahr ausgesetzt mit anderen Gesteinsarten verwechselt zu
werden. Natürlich besteht die Möglichkeit, dass verschiedene Autoren unter
derselben Bezeichnung verschiedenes verstehen, mehrere Veröffentlichungen
Tafel I. Einige b ekannte Vorkommen von grobklastischen Sedimentabkömmlingen in Finnland und östlich b enachbarten Ge·
bieten. Eine Übersicht auf Grund d er einschlägigen Literatur.
Bezeichnung
I
Sedimentstruktrukturen und Gefüge
I
Geröllbestand
Partanenkonglomerat,
Soanlahti
Gerölle meistens gerundet, bis
0.5 mm 13, wechsellagernd mit
psammitischen Bänken, Konglomerate ungeschichtet, schwachbis stark verschiefert, Transversalschieferung
Quarzit
umgewandelter Diabas,
Glimmerschiefer, Dolomit (?),
Chlori tschiefer,
granitische Gesteine
Mäntykangaskonglomerat ,
Kainuugebiet
Kreuzschichtung im Quarzit
biotithältiger Quarzit, Aplit,
Metabasit, geschichteter
Glimmerschiefer
Bodenschiefer im mittleren Klastisch
Puolanka
Basales Konglomerat in
Puolanka
Klastisch, E Pääkkö mit feinkörnigem mandelführendem
Metabasit wechsellagernd,
± tuffitisch
Grundmasse
Psammitisches
Material mit viel Quarz,
Grünschieferdetritus
I
Autor
H. HA USEN
1930, 31- 41
H. VÄYRYNEN
1928, 105- 107
vereinzelte Granit-,
Quarzit-, und Quarzgerölle
Quarz, Plagioklas,
Chlorit, Biotit
1928, 83
Metabasit, Granit, Quarzit,
AIbit-Quarzgestein
Klastische Plagioklas- und
Quarzkörner
1928, 83- 84
H. VÄYRYNE N
H. VÄ YRY NEN
Bezeichnung
Utajärvikonglomerat
Kalliomaakonglomerat
I
Sedimentstrukturen un Gefüge
Gerölle durchschnittlich 10 cm
gross, nicht geschiefert,
undeutliche Schichtung
I
Geröllbestalld
I
Grundrnasse
Aplitgranit, Biotitgranit, Peg- Klastische Körner von
matit, Gneis, dunkle Schiefer, Quarz, Plagioklas, Mikroglasiger blaugrauer Quarzit,
klin, Arkosequarzit
biotithältiger Gli=erquarzit,
Quarz, hellroter aplitischer
Granit, migmatisch gebänderter Granit
± Gut geschichtet, helle und
Aplit, Schiefer, Quarzit, ein
dunkle Schiefer mit Konglomerat- Kongloremat mit Granitlagen
geröllen, Granit und in einem
erratischen Block
Staurolitgll=erschiefer
Konglomerate zwischen
Gerölle
Nuoritta- und Korpisenjoki max. 30 cm gross
Autor
I
A.
M.
ENKOVAARA
HÄRME
H. VÄYRYNE N
1953, 110- 111
A.
M.
ENKOVAARA
HÄRME
H. VÄYRY NEN
1953, 111- 112
Wassergrauer glasiger Quarzit, Graue grobkörnige
klastische Arkose
eckige Bruchstücke von
Glimmerschiefer, Granit
A.
M.
ENKOV AARA
HÄRME
H. VÄYRYNEN
1953, 112- 113
Taivalkoskikonglomerat
Gerölle gut gerundet, geröllreiche
und fast geröllfreie Lagen
wechsellagernd, ± Stromschichtung
Quarzit,
Phyllitbruchstücke
Quarz, Biotit, Albit,
Apatit
M.
H ÄRME
1948, 22- 24
.......""
'"I
...0,
Bezeichnung
Kivalokonglomerat
Kuolajärvikonglomerat
I
Sedimentstrukturen und Gefüge
I
Geröllbestand
Mit Ausnahme von Phyllit- und Granit, Ossipit, Grünstein,
Anorthositgeröllen Gesteinskom- Anorthosit,
ponenten gut gerundet, bis 0.5 m 0 Quarzit und Phyllit
Gerölle bis 40 cm gross werdend,
stellenweise dicht gepackt,
gerundet, schwach bis gut geschiefert (Gerölle parallel der
Schieferung gelängt) feinkörnigere
Lagen mit Konglomeratbänken
wechsellagernd.
I
Grundrnasse
Karbonat, Plagioklas,
Mikroklin, Quarz, Biotit,
Epidot, Chlorit
I
Autor
M. HÄRME
1948, 24-26
Massig- bis geschieferter Granit, Entweder grobkörniger
V. HAcKMAN
Aplit, Amphibolit, Quarzit,
umkristallisierter Psammit W. W. WILKMAN
Quarzitschiefer, quarzreicher
oder glimmerschieferartig 1929, 44-46
Glimmerschiefer
I
Arkoseartig, Serizitquarzit, E. MIKKOLA
± sekundärer Mikroklin
1941, 181- 182
Kumpuquarzit
Grobklastisch,
± konglomeratisch
Grünsteine und Schiefer von
Lapponium, Quarzit, Quarz
Sirkkakonglomerat
Entweder regellos massig oder mit
Quarzit, Grauwacke und Schiefer
wechsellagernd, mässig
verschieferl
Gneissgranit basische Gesteine, Entweder grauwackeähnrote aplitische Gesteine, verlieh oder quarzitisch,
schiedene feinkörnige Schiefer, mit Karbonatgehalt
Grauwacken, Quarzite, Grünsteine, Albitdiabas und Albitgesteine, Dolomite und
Porphyre
E. MIKKOLA
1941, 182- 185
I
42
Bulletin de la Commission Geologique de Finlande N: 0 213.
sind ja älteren Datums. Damit man die Änderungen in den beschriebenen Geröllbeständen und petrographischen Merkmalen sozusagen »im Streichem übersehen kann, habe ich die Vorkommen in der Reihenfolge vom Süden nach
dem Norden aufgezählt.
Es ergeben sich auf diese Weise Analogien, die stark dafür sprechen, dass
hier ein einheitliches Sedimentationsniveau vorliegt. Sowohl die Sedimentfazies , als auch der Grad der Metamorphose und mechanischer Beanspruchung dieser grobklastischen Sedimenabkömmlinge sind auf eine Entfernung,
die von dem Soanlahtigebiet bis ins Lappland reicht, nur geringen Schwankungen unterworfen. Hier sind nur einige Vorkommen erwähnt, doch haben
diese metamorphen molasse ähnlichen Sedimente eine weit grössere Verbreitung, als man im allgemeinen annimmt. Leider reicht meine Kenntnis nicht
aus, um über diese mehr zu sagen.
In zweien der zitierten Arbeiten befinden sich Angaben über die Herkunft
der phyllitischen Glimmerschiefergerölle. Aus dem Mäntykangaskonglomerat,
das unter phyllitischen Glimmerschiefern liegt, erwähnt H. Väyrynen (1928,
S. 106) Gerölle von »geschichtetem Glimmerschiefer». ». . . die Fragmente von
Glimmerschiefern sind wohl dem im Osten auftretenden Gestein ähnlich».
M. Härme schreibt über die polymikten Konglomerate im Kemigebiet: »The
fragments of slates are of exactly the same type as are the slates of the area
investigated.» Auch im Kemigebiet liegen die Lieferer der Gerölle entweder
über dem Konglomerat oder (beim Taivalkoskikonglomerat) sie schliessen
es ein.
Weit weg vom Koligebiet liegt das Aufnahmsgebiet E. Mikkola's in Lappland. Doch es findet sich hier dasselbe Phänomen wieder. Die Gliederung der
lappländischen Sediment- und Effusivgesteinsabkömmlinge von E. Mikkola
in zwei altesverschiedene Serien, das Laponium und die Kumpu-Oraniemiserie ist im Prinzip der hier ausgeführten Trennung zwischen J atul und
Karelischer Molasse ähnlich.
Einen weiteren nützlichen Hinweis gab mir J. Saastaimonen aus dem
Gebiet E des Iso Miesjärvi im Kirchspiel Paltamo. Er überliess mir zur
Untersuchung eine Sammlung von grobklastischen Sedimentabkömmlingen, die weitgehend denen im Koligebiet ähneln. Dieses Vorkommen
wurde das erste Mal von W. W. Wilkman beschrieben. Es wurde auch von
H. Väyrynen (1928, 89-90) erwähnt: »Hier befindet sich eine Breccienbildung von 1 km Breite und 2 km Länge, zusammengesetzt aus scharfeckigen
Quarzittrümmern und einem Zement, der aus divergentstrahligen Aggregeaten von Tremolit, zusammen mit Quarz und etwas Kalzit, Biotit und Muskovit besteht.» H. Väyrynen findet es nicht unmöglich, dass dieses Gestein, wie
W. W. Wilkman annahm, eine tektonische Breccie wäre. Nun ist es nach den
Untersuchungen von J. Saastamoinen offensichtlich, dass hier eine echte
metamorph und tektonisch veränderte grobklastische Sedimentbildung vor-
Gabo,· Gaal. J a tul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
43
liegt. Riesige Schollen, von einem hellgrauen stark umkristallisierten Quarzit,
der ganz wie der Koliquarzit aussieht, wurden mit Bruchstücken
von phyllitischen Glimmerschiefer und kleinen Quarz-Feldspatkörnern in
einer Grauwacke-, Quarzit oder Phyllitgrundmasse einsedimentiert. Die
Blöcke und Gerölle sind meistens eckig und ihr Durchmesser kann 3 m
erreichen. (Das Gestein macht den Eindruck von Wildflysch! ) Dieses metamorphe Grauwackenkonglomerat wechsellagert mit Blastopsammitbänken
und überlagert den alten präkarelischen Gneis. Über ihm liegt phyllitischer
Glimmerschiefer. In 5 Dünnschliffen habe ich mich überzeugt, dass die
einsedimentierten phyllitische Glimmerschieferreste dem überlagernden Gestein weitgehend ähnlich aussehen.
Über alle diese Vorkommen lässt es sich zusammenfassend sagen:
1) Sie zeigen auf einer grossen Entfernung eine grosse Konstanz der
Sedimentfazies.
2) Sie weisen Anzeichen mehr oder weniger tektonischer Beanspruchung auf. Auch ihre Metamorphose hat einen, zwar im Verhältnis zu den
Gesteinen der Nachbarschaft niedrigen, aber immer noch bemerkenswerten Grad.
3) Die meisten von ihnen enthalten einsedimentierte Quarzit- und
phyllitische Glimmerschieferreste.
4) Sie liegen meistens entweder unter phyllitischen Glimmerschiefern
oder in diesen eingeschlossen. Oft bedecken sie Quarzit, oft aber greifen
sie auch an den präkarelischen Untergrund hinunter. Sie sind als relativ
autochtone Bildungen anzusehen.
Daraus dürfe es deutlich hervorgehen, dass für die Eingliederung und das
Verständnis der grobklastischen Sedimentabkömmlinge des S-Koligebietes
eine lokalgültige Erklärung kaum in Frage kommt. Es wird hier eine neue
Frage gestellt, zu deren Beantwortung ein umfassendes Wissen über zahlreiche Vorkommen ähnlicher Art nötig ist: Wie ist es möglich, dass in Sedimentabkömmlingen, die unter phyllitischen Glimmerschiefern liegen, einsedimentierte Reste von denselben phyllitischen Glimmerschiefern anzutreffen
sind~
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TAFEL II
Fig. 1. Arkosequarzit mit granoblastischelll Gef üge x :\icols 25 x Vergr.
Fig. 2. Reiner Quarzit der postorogenen Seri e: Runde Quarzkörner in feinkörni ger Serizitgrundmasse. x Xicols 25 x Vergr.
Gabor GaaZ: Jatul und Kare li sch e Molasse
Gabor Gaul. Jatul und Karelische Molasse im S·Koligebiet ...
45
SIMONEN, A. (1960 a) Pre.Quaternary rocks in Finland. Bull. Comm. gaol. Finlande 191.
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-» -
BULL. COMM. GEOL. FINLANDE N:o 213
TAFEL I
Fig. 1. Koliquarzit mit granoblastischem Gefüge , aus Quarz und Serizit
bestehend. x ~icols, 25 x Vergr.
Fig. 2. Lepidoblastisch umkristallisierter Arkose-Serizitquarzit mit klastischen Quarz- und Feldspatkörnern und Serizit-Chlorit-Biotitgrundmasse. Ohne
Nico ls, 15 x Vergr.
Gabor Gaal: J-atu l und Karelische Molasse . . .
BULL. COMM. GEOL. FINI.. ANDE N:o 213
TAFEL 11
Fig. 1. Arkosequarzit mit gra noblastischem Gefüge x i\'icols 26 x Vergr.
Fig. 2. Reiner Quarzit der postorogenen Serie: Runde Quarzkörner in feinkörni ger Serizitgrundmasse. x Nicols 25 x Vergr.
Gabor Gaal: Jatul und K are li sch e Molasse
BULL. COMM. GEOL. FINLANDE N:o 213
TAFEL III
Fig. 1. Metagrauwacke mit einem Bruchstück von phyllitischem Glimmerschiefer. Dieser besteht aus Scrizit, Biotit, Ch lorit und Quarz. Ohne Nicols,
15 x Ver~r.
Fig. 2. Metagrauwacke: Klastische Quarz, KNaFeldspat- und PlagioklasköTllcr in einer Biotit-Chlorit-Serizit-Quarzgrundmasse. x Nico ls 25 x Vergr.
Gabor Gaal: Jatul und Karelische Molasse . . .
ßULL. COMi\1. G1::0L. FINLANDE N:o 2J:l
Top 0 9 rap his ehe U nte r lag e n
GEOLOGISCHE
4224, 4242, 4313, 4331
KARTE
DES S-KOLIGEBIETES
IN NORDKARELIEN
Maßstab l50000
o
2
3 km
~I====~--~====~--~=====---'"
Auf Grund einer Aufschlusskartierung
im Sommer 1961 von TP POUTTU und
G.GAA'L, weiterhin im Sommer 1962
von G.GAA'L.
Ergönzt durch die Aufnahmen
von J. SAASTAMOINEN und
M.TYNI (1958-1960)
E der Seen Jeronjörvi- Herqjärvi -Aloselkö - EnonselköPQukkojonjärvi.
Entworfen und gezeichnet
von G.GAA'L .
6992
LEGENDE
NACHTEKTONISCHE
HYPABYSSALE
ERUPTIVGESTEINE
Metadiabas
6990
KARELISCHE MOLASSE
Postarogene Serie
Qua rzrestschottermetakonglomerat
[·::·:·:·:·:·:::::1 Re i ne r Qu a rzit
Synorogene
i"il
502
Serie
mit Glimmer-
~~'"":':J schiefergeröllen
~-#3
~ ~
[ "! "!
[~QaD':'
I
mit Kaliquarzitgeröllen
mit Bruchstöcken aus
dem präkarelischenGneis
Qua rz-·Feldspatmetakonglomerat
r~'?~,*,
Quarzmetakonglomerat
b----3
Arkose - Serizitquarzit
6986
KARELIDEN
~
~
Phyllitischer
Glimmerschiefer
g;;z:;j
Koliquarzit
t=----3
Arkose-Serizitquarzit
K I
q ev
}jqtul
PRÄKARELISCHES GRUNDGEBIRGE
6984
Bändergneis
Granitisierte r Bändergneis
k<;,~ 1
Granit- bis Dioritgneise
504
ZE le HENER KLÄRU NG
übe rs chi ebungs I i n ie
der ersten Bewegungsphase
Dislokation
der zweiten Bewegungsphase
_
... ..
t··_· ..
6982
Diskordanz I Ordnung
(empirisch)
Diskordanz Ir Ordnung
(hypothetisch)
Fa lien
+
'i
Y
Y.
Y
6980
flach
0-15 0
16 -30 °
31-45°
46-60°
i-
61-75 °
I
76-89°
I
saiger
6978
506
6976
6974
508
6970
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ßULL. COM~1. Gl~OL . FINLANDE N:o 2U
PROFILE DURCH DAS MOLASSEBECKEN IM S-KOLIGEBIET
GEOLOGISCHE PROFILE
Legende wie auf Tafel I
Profil 1
wsw
ENE
Kuppel von
Kontiolahti
Profil 2
wsw
------
ENE
Enons el.kä,
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SCHEMATISCHES SEDIMENTATIONSPROFIL
s
N
oI
2
3km
1v\oanmittoushal iluksen kivipaino Helsinki 1964
I