OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX ERILLISRAPORTTI SALMILAMMXN - SURKUNIEMEN ALUEEN PALEOPAINANNE. Juuka, Pe trovaara. Sijainti 1:

Transkriptio

1 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX ERILLISRAPORTTI J Aarnisalo/PAL (6) SALMILAMMXN - SURKUNIEMEN ALUEEN PALEOPAINANNE Juuka, Pe trovaara Sijainti 1:

2 OUTOKUMPU OY, MALMINETSINT~ ,JO 2., I Petrovaaran alueen litologis-tektoonisessa tulkinnassa (erillisraportti 020/ /JA/1980 Kairaus- tulosten tilastollinen tarkastelu ja alueen stratigrafian ja tektoniikan malminetsinnallinen tulkinta, Juhka, Petrovaara) tultiin tulokseen, jonka mukaan Petrovaaran pohjalohkon SE-kulmaan olisi ylityonnon yhteydessa syntynyt mitoiltaan rajoitettu "paleoallas" (liite 1) - paleopainanne. Sen muodostuminen on ilmeisesti liittynyt pohjalohkon kohoamisen varhaisimpiin vaiheisiin, jolloin itse lohko on noussut NW-SE-suuntaiseksi, epasymmetriseksi brakyantiformiksi. Tdlloin sen E-puolelle on samanaikaisen NE-suuntaisen ylityonnon seurauksena kehittynyt kapea synformi, joka kohoavan ja ylityontyvan poh jalohkon SE-kulmassa on kaantynyt SW-suuntaan ja auennut samalla Salmilammen NE-puolella SSW-suuntaan laajene- vaksi ja loivenevaksi allasmaiseksi painanteeksi.. Poh jalohken E-reunan lopulta murtuessa reverssisi-ir-. rosvyohykkeeksi on paleopainanteen NW-reunaan myos syntynyt NE-SW-suuntainen siirrosvyohyke, joka siten rajasi painanteen sen NW-puolelta. Edella mainitussa raportissa esitettiin myos stratigrafiamalli alueen karjalaisille muodostumille (liite 2). Mallin todettiin korreloivan varsin hy-. vin muualta karjalaisten muodostumien alaosista tehtyjen stratigrafiamallien kanssa. Stratigrafiamallin ja Petrovaaran kairausaineiston faktorianalyysin perusteella todettiin, etta alueella on kaksi strati- 'grafisesti eri tasoilla sijaitsevaa kerrospatjaa, jotka voisivat olla Kasurin lohkareen lahtokohtia. Salmilammen - Surkuniemen paleopainanteen kehitys ~trati~rafiamallin valossa Edella selvitetyssa raportissa ei tarkernmin kgsitelty Salmilammein - Surkuniemen paleopainanteen vaiheita. Sen kuitenkin todettiin mahdollisesti olevan malminmuodostuksen kannalta merkittava rakenne alueella. Erityisesti sen syvimpien osien katsottiin ilmeisesti olevan potentiaalista aluetta sulfidimineralisaation si jainnille. T8man perusteella pyrittiin tarkastelemaan paleopainanteen syvimpien osien mahdollista sijaintia kairaustietojen ja stratigrafiamallin avulla. Stratigrafiamallista voidaan erottaa ainakin viisi varsin selvaa kerrospatjaa, jotka on lavistetty useammassa re'iassa (liite 2). Naiden kerrospat jo jen paksuusvaihtelun oletettiin antavan viitteita paleopainanteen asemasta kunkin patjan kerrostumisen aikana. Talloin siis lahdettiin ajatuksesta, etta paleopainanteen muodostuminen eli Petrovaaran pohjalohkon asteittainen kohoaminen ja ylityontyminen olisi alkanut karjalaisen sedimentaation hyvin varhaisessa vaiheessa, jolle'i jo sits ennen. Toisaalta on oletettur ett3 alueella paljastumissa todettu isoklinaalipoimutus on kerrospat jo jen sisaista eika suuria aluee lli- Sia isoklinaalipoimuj a esiintyisi. '

3 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINT# TAULUKKO 1 ' T y. 1,*. Reika Kerropatj an 1avistys Kerr0spat.j an kohtisuora paksuus 2 Ti-pitoinen KVMSGN, KVMSL, KLKS, PLKA, PLGN jne. Yl.empi KGL (KL tai KA) ja KLKA + KVT + KA-kerrokset 3 Ylemman KVT-muodostuman kerrospat ja Ju/Pe- 3 Ju/Pe-4 Ju/Pe-5 Ju/Pe-6 Ju/Pe-10 Ju/Pe ,55-220, ,63 209,60-220,85 '(L) 90 11,25 Ei esiinny, tilalla KLKA(KL) + KVT+KA n. 8 m sisainen TREKA+DO, KL+ ('FY), ML ja KAKVT- 98,80-161, ,05-154, ,-0-173, ,90-119,lO ,75-137,OO (L) 84 99,60-120, GRAKL ja KL, jossa SVL VXLK ja alaosassa FE-MUOD + MI;, paikoin myos KLKA Ju/Pe- 3 3,70 (A)- 79,OO 79 73,9 Ju/Pe-4 14,95-117, ,Ol Ju/Pe-5. 70,80-131, ,s Ju/Pe-6 7,55(A)- 58, ,36 Ju/Pe-7 41,50-124, ,64 Ju/Pe-8 7,40 (A)- 65,40 (L) 70 54,50 Ju/Pe-9 111,45-154,90 (L) 83 43,13 Ju/Pe-10 60,50-90, ,38 Ju/Pe-11 72,OO - 78,85 (L) 52 5,4 Ju/Pe ,60-158,90 (L) 58 4,49 Ju/Pe-16 52,30-74, ,66 5 TREKA+KL+DO-kerrospatja valittomasti Surkuniemen mineralisaation alapuolella ' Ju/Pe- 4; Ju/Pe-5 Ju/Pe-7 Ju/Pe-9 Ju/Pe- 10 Ju/Pe-11 Ju/Pe-12 Ju/Pe-18, ylaosiin, laskettu. A = L = 2,40(A)- 15, ,75 6,lO - 49, ,35 10,50(A)- 40,60, 81 29,73 66,95-94, ,57 31,70-52, ,84 63,40-71, ,26 99',00-133, ,05-19, -20, -21 paattyvat aina kerrospatjan sen vuoksi kerrospatjan paksuutta ei ole alkaa kerrospatjasta loppuu kerrospatjaan

4 9 OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTK Taulukossa 1 on esitetty kuuden eri kerrospatjan lavistykset eri kairanrei'issa. Lavistyksen pituuden ja sydankulman avulla on kunkin lavistyksen kohdalta laskettu muodostuman kohtisuora paksuus. Talloin on oletettu, etta sydankulma on mitattu kerroksellisuudesta tai sen suuntaisesta liuskeisuudesta, jolloin kerrospat jan paksuus saadaan kaavas ta Kohtisuora paksuus = lavistyksen pituus - sin SK Sydankulmaksi kunkin lavistyksen kohdalla on valittu jokin yleisesti esiintyva mitattu arvo. Jos lavistyksen kohdalta ei ole ollut olemassa sydankulmahavaintoa, on kulmaksi valittu joko kerrospatjan alatai ylapuolelta lahin sydankulmahavainto. Nain saadut lasketut kerrospatjan paksuudet ovat tietysti likiarvoja, mutta suuruusluokalleen ne antanevat oikeita tuloksia. On huomattava myos, etta saatuja paksuusarvo ja tarkastellaan toistensa suhteen, jolloin absoluuttisten paksuusarvojen maarittaminen ei ole tarpeen. Taulukosta 1 voidaan valittomasti todeta, etta kunkin kerrospatjan sisalla esiintyy varsin selvia paksuusvaihteluita. i kerrospatjojen paksuusvaih-, siis kerrostumisen aikana syntyneita, voidaan niiden avulla saada viitteita al-ueen paleotopografiasta kunkin kerrospatjan synnyn aikanak Viiden kerrospatjan paksuusarvot merkittiin kartoille (1:lO 000) vastaavan kairausreian viereen ja niiden perusteella piirrettiin kerrospaksuuden sama-arvokayrat semaattisesti suurimpien kerrospaksuuksien alueelta. Nain saadut, kairatulla alueella eri kerrospatjojen oletetusti paksuimpia osia kuvaavat semaattiset kartat on esitetty liitteissa 3-7. Pohja-KGL-kerrospatjasta (liite 3) on olemassa nelja 1.avi.stysta. Ne sijoittuvat tulkitun paleopainanteen NW-reunavyohykkeeseen syntyneen rinteen "yla- ja alapuolelle". Paksuin KGL-patja on tavattu reiassa Ju/Pe-2 (38 m), joka sijoittuu rinteen S-puolelle, sen "alle". ~eunav~oh~kkeen N-puolella ovat KGL:n paksuudet selvasti pienempia. Vaikka lavistyksia on v-ahan, nayttaisi KGL:n paksuusvaihtelu hyvin sopivan ~7h teen paleopainannea j atuksen kanssa. Siten KGL- patjan paksuimmat osat olisivat paleopainanteen reunalla, rr~i'ssz olisi ollut selva topografinen gradientti - rinne - KGL:n muodostumisen aikana. Ti.-pitoista, Cu-S (Co)-anomaalisesta KVMSGN,". KVMSL, ICLIZA, PLKA, PLGN jnc. kerrospatjasta (liite 4) on n1y6s nel jz ISvist.yst2. Niiden perusteel-la olisi j'ak-ja paksuinimillaan Salmilammen - Saarijarven vali-

5 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMfNETSINTK sella alueella. Samaan nayttaisi viittaavan myos valittomasti patjan ylapuolella olevan ML-horisontin paksuus (lavistykset kahdessa reiassa on merki tty liitteeseen 4). Paleopainanteen laajuutta ei voi kairaustietojen perusteella arvioida, mutta kayttaen litologis-tektoonisessa tulkinnassa saatua paleoallasmallia on kerrospatjan paksuuskayrat piirretty liitteeseen 4. Paleopainanteen tahan,'kehitysvaiheeseen liittyy ilmeisesti myos NE-SW-suuntaisen siirrosvyohykkeen lopullinen synty, painanteen NW-reunalle ja emaksisen magman tunkeutuminen siihen. Magma on saattanut osin purkautua (lahes) pintaan asti, silla siirrosvyohykkeen vieresta vyohyketta kohti kairatussa reiassa Ju/Pe-2 on H Saarnio raportoinut reian lopussa PL-mant (?) sisaltavaa SVL (ELA) ja SVGN (EVULK?) seka syvakivimaista SVGN (Huom! sulkumerkinnat H Saarnion kairausraportista). Nama sisaltavat satunnaisesti FEK + CUK ja niiden sarvivalke on kloriittiutunut ja biotiittiutunut. Voidaankin olettaa, etta emaksinen magma olisi aiheuttanut alueella hydrotermista aktiivisuutta, jonka seurauksena olisi mahdollisesti voinut syntya sulfidimineralisaatio paleopainanteeseen. Lisaksi olisivat hydrotermisen aktiivisuuden aikana syntynyt Ti-pitoinen kerrospatja samoin kuin etaammalla paleopainanteen ulkopuolella samanaikaisesti kerrostuneet KAKVT:t ja TREKVT:t saaneet kauttaaltaan anomaalisen Cu-, S-, Co- ja Pbpitoisuuden. Ti-pitoinen kerrospatja on tavattu vain kairanrei ' ista a jatellun paleopainanteen alueella. Stratigrafisesti samaan tasoon sijoittuu painanteen W-puolella em. KAKVT- ja TREKVT-kerrokset, jotka on kartoitettu paljastumista. Tama voisi osaltaan viitata siihen, etta kyseisena kerrostumisaikana on alueella ollut topografiaeroja, jotka ovat aiheuttaneet erilaisen sedimentaation eri alueille. Ylemrnan KVT-muodostuman alaosassa oleva ns. ylempir KGL(KL tai KA) ja KLKA+KVT+KA-kerrospatja on tavattu kolmessa reiassa. Ylemrnan KVT-muodostuman sisainen TREKA+DO, KL (FY), ML ja KAKVT on taas tavattu stratigrafiamallin mukaan kuudessa reiassa. Eri reikien lavistyksissa on selvia eroja. Mielenkiintoista on, etta ML ja FY (MI,)-valikerroksisia KVT:ja esiintyy kahdessa lavistyksessa (Ju/Pe-3 ja -6), joissa kerrospatja on paksuimmillaan. Tama voisi viitata siihen, etta paleopainanteen syvimmat osat ovat kyseisessa vaiheessa si jainnat em. reikien alueella (liite 5). Aikaisemmin mainittu nk. ylempi KGL (KL tai KA) on tavattu vastaavien reikien alaosista, kun taas stratgirafisesti samaan tasoon sijoittuu reiassa Ju/Pe-15 KLKA+KVT+KA-patja. Tama voisi puolestaan viitata siihen, etta paleopainanteen NW-rinne on siirtynyt vahan etelammaksi ja muuttanut suuntaansa ylemman KVT-.muodostuman sedimentaation alkuvaiheessa.

6 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX Stratigrafiamallissa ylospain seuraava selva yhtenainen kerrospatja on GRAKL ja KL. Se on tavattu 11 reiassa, joista viidessa (Ju/Pe-4, -5, -7, -10 ja -16) se on lavistetty. Muut reiat joko alkavat tai paattyvat kyseisessa kerrospatjassa. Paksuimmat lavistykset on saatu rei'issa Ju/Pe-4 ja -7 (liite 6). Reiassa Ju/Pe-4 on patjan alaosassa lavistetty myos kapea ML-horisontti. ~ayttaigikin mahdolliselta, etta kairatulla alueella GRAKL ja KL-kerrospatja olisi paksuimmillaan suunnilleen Surkuniemen karjen alueella ja paleopainanteen syvirnmat osat olisivat sedimentaation tassa vaiheessa sijainneet niilla seuduin. Ylimpana tarkastelluista kerrospatjoista on TFtEKA+ KL+DO-patja valittomasti Surkuniemen mineralisaation alapuolella. Se on tavattu 11 reiassa (liite 2), mutta niista vain viisi on lavistanyt koko kerrospatjan. Nelja reikaa (Ju/Pe-18, -19, -20 ja -21) on lopetettu heti kerrospatjan ylaosassa (liite 2) eika niista sen vuoksi ole laskettu paksuuksia taulukkoon 2. Paksuin lavistys on tavattu reiasta Ju/Pe-5 ja ohuirnmillaan on patja ollut reiassa Ju/Pe-11. Naiden havaintojen perusteella on hahmoteltu paleopainanteen syvimpien osien alueeksi kyseisen sedimentaatiovaiheen aikana Surkuniemen keski- ja etelaosia (liite 7). Paleopainanteen taman kehitysvaiheen loppuun tai heti sen jalkeen voisi liittya myos NE-SW-suuntaisen siirrosvyohykkeen synty pohjaan Surkuniemen S-puolelle (merkitty liitteeseen 7 kysymysmerkkiviivalla). Siirrosvyohykkeeseen tunkeutunut emaksinen magma olisi kaynnistanyt hydrotermisen prosessin, jonka seurauksena olisi voinut syntya Surkuniemesta tavattu mineralisaatio edella kasitellyn kerrospatjan ylapuolelle. Talloin mineralisaation muodostuminen olisi tapahtunut suunnilleen liitteessa 7 esitetyn paleopainanteen alueelle siten, etta tulokanava olisi painanteen E-paassa jossain reian Ju/Pe- 11 S-puolella. Kun tarkastellaan edella esitettyja oletetun paleopainanteen vaiheita eri kerrospatjojen muodostumisaikoina, voidaan todeta painanteen oletettu jen syvimpien osien asteittainen siirtyminen Salmilammen tienoilta Saarijarven NE-osiin ja Shrkuniemen alueelle. Taman esittamiseksi on liitteessa 8 esitetty kunkin vaiheen (1-5) oletetut syvirnmat alueet ja nuolilla kuvattu paleopainmteen siirtymista jatulisedimenttien eri kerrostumisvaiheiden aikana. Tallainen siirtyma on hyvin odotettavissa kahdestakin syyta. Ensinnakin Petrovaaran pohjalohkon jatkuva asteittainen kohoaminen on ilmeisesti vaikuttanut lohkon ymparilla. Talloin paleopainanteen alkuperainen alue Salmilammen ymparistossa on myos kohonnut asteittain aiheuttaen painanteen kallistumisen ja syvimman alueen siirtymisen yleisesti ottaen S-suuntaan. Toisaalta painan-. teen vahittainen tayttyminen a1kuperaisist.a syvirnrnist2

7 9 OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX osista lahtien on ehka myos osaltaan vaikuttanut painannealueen siirtymiseen. Yhteenveto Petrovaaran kairausaineistosta ja paljastumakartoituksista voidaan loytaa tukea ajatukselle, etta Salmilammen - Surkuniemen alueella olisi karjalaisten muodostumien alaosien kerrostumisen aikana ollut mitoiltaan rajoitettu paleopainanne. Painsnteen reuna NW-suuntaan on ilmeisesti rajoittunut varsin jyrkasti Petrovaaran pohjalohkon S-reunalla kulkevaan NE-SWsuuntaiseen siirrosvyohykkeeseen, jonka kohdalla on pohja-kgl:ien syntyvaiheessa jo ollut selva topografinen rinne. Myohemmissa vaiheissa paleopainanteen syvimmat alueet nayttavat asteittain siirtyneen Salmilamrnen alueelta Surkuniemen alueelle painanteen tayttyessa samalla vahitellen. Oletetun paleopainanteen kehitysvaiheista on kaksi malminetsinnallisesti mielenki.intoista. Ensirnrnaisen vaiheen aikana paleopainanteen syvimmat osat ovat ilmeisesti sijainneet Salmilamen - Saarijarven valisella alueella. Talloin on muodostunut painanteen alueelle Ti-pitoiset, Cu-S (Co)-anomaalinen, KVMSGN, KVMSL, KLKA, PLKA, PLGN jne. -kerrospatja; johon voisi mahdollisesti liittya sulfidimineralisaatio painanteen syvimpien osien alueella. JAKELU ' I Toisen malminetsinnallisesti mielenkiintoisen vaiheen aikana on paleopainanne mahdollisesti sijainnut selvasti etelampana Surkuniemen alueella. Talloin olisi syntynyt Surkuniemesta tavattu mineralisaatig KL, KA ja DO-ker$ospatjaan paleopainanteen alueelle. Vaikka edella esitetty ajatusketju Salmilammen - Surkuniemen mahdollisesta paleopainanteesta perustuu 01-emassaolevan aineiston varsin pinnalliseen tutkimukseen ja on pakostakin siten vain yksi mahdollinen semaattinen malli alueen geologiselle kehitykselle, antaa se kuitenkin mielenkiintoiset vaihtoehdot Kasurin lohkareen lghtopaikan hakemiselle. JatkotBiden suunnittelun yhteydessa niima tulisikin pitaa mielessa ja tutkia potentiaalisimmiksi katsottuja Surkuniemen ja Salmilammen ympariston alueita enemman. ' J4-@!-&& I ussi Aarnisalo i Ita-Suomen aluetoimisto Arkisto J Aarnisalo

8

9 Liite 2

10 1. Poh ja-kgl-kerrospat jan paksuus (m) eri lavistyksissa ja niiden perusteella oletettu paleopainanteen syvin alue. Petrovaaran pohjalohkon ylityontoon liittyvan siirrosvyohykkeen reuna ja liikkeen oletettu suunta on merkitty paleoaltaan NW-reunalle.

11 Ti-pitoisen, Cu-S(Co)-anomaalisen KVMSGN, KVMSL, KLKA, PLKA, PLGN jne. -kerrospatjan paksuus (m) eri lavistyksiss8 ja niiden perusteella oletettu paleopainanteen syvin a3ue. Lisaksi on kahteen reikaan merki tty em. kerrospatjan paalla olevan ML:een paksuus. Petrovaaran pohjalohkon ylityontoon liittyvan siirrosvyohykkeen reuna ja liikkeen oletettu suunta on merkitty paleopainanteen NW-reunalle. Siirrosvyohyke on toiminut emaksisen magman tulokanavana ja siten mahdollisesti hydrotermisen aktiivisuuden keskuksena kerrc)slsatian sedimentaation aikana.

12 3. Ylemrnan KVT-muodostuman sisaisen TREKA+DO, KL(FY), ML ja KAKVT-kerrospatjan paksuus (m) eri lavistyksissa. Lisaksi on kolmeen reikaan merkitty. ylemrnan RVT-muodostuman alaosassa olevan KGL(KL tai KA) ja KLKA+KVT+KA-kerrosten paksuus. Lavistysten avulla on hahmoteltu paleoaltaan syvin alue kyseisen sedimentaatiovaiheen aikana. Siirrosvyohyke on sama kuin edellisissa..

13 4. GRAKL ja KL-kerrospat jan paksuus (m) eri lavistyksissa ja niiden perusteella oletettu paleopainanteen syvin alue. Siirrosvyohykkeen kontrolloima painanteen mahdollinen NW-reuna on merkitty.

14 5. Valittomasti Surkuniemen mineralisaation alapuolella olevan TREKA+KL+DO-kerrospatjan paksuus (m) eri lavistyksiss3 ja niiden perusteella oletettu paleopainanteen syvin alue patjan sedimentaation aikana. Petrovaaran pohjalohkon ylityonnon aikaisempiin vaiheisiin liittyva siirrosvyohyke kulkee Saarijarven N-puolelta ja myohemrnin, ylitydntajen loppuvaihe'issa mahdollisesti syntynyt siirrosvyohyke kulkee Surkuniemen paleopainanteen SE-puolelta.

15 Malli paleopainanteen syvimrnan alueen sijainnista sedimantaation eri vaiheiden aikana. 1) Karjalaisten pohjakonglomeraattien muodostuessa, 2) Ti-pitoisen, Cu-S(+Co)- anomaalisen KVMSGN jne. -kerrospatjan syntyessa, 3) Ylemman KVT-muodostuman sisaisen TREKA+DO, KL (FY), ML ja KAKVT -kerrospat jan sedimentaation aikana, 4) GRAKL ja KL-kerrospatjan muodostuessa ja 5) Surkuniemen mineralisaation alapuolella olevan TREKA+KL+DO-kerrospatjan syntyessa. Kunkin kerrospatj an paksuiman lavistyksen antaneet kairausreiat on merkitty erikseen. Nuolilla on esitetty paleopainanteen syvimrnan alueen siirtymista sedimentaation edetessa jatulin alaosista sen ylaosiin.