Tapio Halkoaho ja Matti Niskanen. Itä-Suomen yksikkö 1/ Kuopio

Transkriptio

1 Itä-Suomen yksikkö 1/ Kuopio Tutkimustyöselostus Paltamon kunnassa varhaisproterotsooisella Junttilanniemen kerrosintruusiolla Varisniemen ja Karhusaaren välisellä alueella suoritetuista Ni-Cu-PGEmalmitutkimuksista vuosina Tapio Halkoaho ja Matti Niskanen Kansikuva: GTK:n GM150 kairaamassa kairareikää 3432/2010/R360, Karhusaari, Paltamo (karttalehti D/Q5224 A3, x = ja y = ). Kuva T. Halkoaho. Cover picture: Drill rig GM150 of Geological Survey of Finland in the diamond drill hole 3432/2010/R360, Karhusaari, Paltamo (map sheet D/Q5224 A3, x = and y = ). Photo T. Halkoaho.

2

3

4 1/2011 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO Alueen kuvaus Tutkimuksen tavoite 1 2 AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET 1 3 SUORITETUT TUTKIMUKSET Maastogeofysikaaliset mittaukset Junttilanniemen kerrosintruusion maastotutkimukset Syväkairaukset Kairasydänten käsittely ja analysointi 7 4 TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET 8 5 JUNTTILANNIEMEN KERROSINTRUUSION ALUEEN TUTKIMUSTULOKSET 12 6 TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN 15 7 JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI 16 KIRJALLISUUSLUETTELO 16 LIITTEET 17

5 1/ JOHDANTO 1.1 Alueen kuvaus Tutkimusalue sijaitsee Oulun Läänissä Paltamon kunnassa Varisniemen alueella (kuvat 1 ja 3), karttalehdillä ja tai UTM-lehtijaossa Q5224 A3 ja Q5224 A4, linnuntietä noin 13 km Paltamon keskustasta lounaaseen. Alue koostuu pääasiassa Oulujärveen pistävistä niemistä ja Oulujärvessä olevista saarista. Merkittävä osa, erityisesti Ni-Cu-PGE-potentiaalisessa mielessä mielenkiintoisin eteläosa, Junttilaniemen intruusiosta on Oulujärven peittämää. 1.2 Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen lähtökohtana oli selvittää Junttilanniemen kerrosintruusion nikkeli-, kupari- ja PGE-malmipotentiaalisuus. Lisäksi intruusiosta pyrittiin löytämään vuonna 1998 Nurmeksen Näätävaaran alueelta kansannäytteenä lähetetyn platinametalleja sisältävän gabronoriittilohkareen (984933: KL , yhtenäiskoordinaatistossa x= ja y= ) lähtöpaikka. Gabronoriittilohkareesta analysoidut metallipitoisuudet ovat Ni 0,14 %, Cu 0,38 %, S 0,7 %, Pd 6,83 ppm, Pt 1,56 ppm ja Au 0,18 ppm. Tutkimuksista on vastannut erikoistutkija Tapio Halkoaho. Lisäksi tutkimuksiin ovat osallistuneet geofyysikko Matti Niskanen sekä tutkimusassistentit Martti Saastamoinen ja Rauli Lempiäinen. Avustavana henkilöstönä tutkimuksissa olivat mukana lohkare-etsinnässä työnjohtaja Tarmo Kemppainen sekä POKA-kairauksissa tutkimustyöntekijät Matti Haverinen, Eino Leinonen, Urho Tolonen ja Kauko Väänänen. 2 AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Ensimmäiset havainnot Junttilanniemellä sijaitsevasta keski- tai karkearakeisesta gabrosta on Wilkmanin (1929, 1931) kivilajikartassa ja kivilajikartan selityksessä. Hänen mukaansa tyypillinen Junttilanniemen gabro sisältää leveitä ja pitkiä taulunmuotoisia plagioklaasikiteitä ja amfibiotiittiutuneita pyrokseenirakeita. Vuonna 1974 Rautaruukki Oy (Mäkelä 1974) teki alueella töitä kansannäytteenä heille lähetetyn, paikalliseksi todetun, V-rikkaan titaanirautamalmilohkareen ( ) tiimoilta. Tutkimuksissa edellä mainittua kiveä tavattiin Oulujärven rantakalliosta Junttilanniemen pohjoispäästä ns. Jylhäniemen alueelta. Rautaruukki Oy:n toimesta Jylhäniemeen kairattiin kolmen kairareiän profiili (VARISNIEMI-1 - VARISNIEMI-3) ja yksi (VA- RISNIEMI-4) erilliseen Kuikkakankaan alueen anomaliaan, n. 3 km profiililta lounaaseen, yhteispituudeltaan 242,5 m (taulukko 1, katso myös kuva 3). Kairareiät 1 ja 2 lävistivät noin 50 m paksun magnetiittigabrohorisontin (kuva 2). Tämän tutkimuksen alkuvaiheessa Rautaruukki Oy:n kairaamat kairareiät revidoitiin ja kairarei istä 2 ja 3 teetettiin kummastakin viisi (5) kokokivi- (175X ja 811L) ja Pd-Pt-Au-(704P)analyysiä. Kairareiän VARISNIEMI-2 kaksi magnetiittigabronäytettä (20,80-21,20 ja 69,50-69,90 m) sisältävät TiO 2 :ta 1,3-1,5 % ja vanadiinia ppm. Aluetta on yksityiskohtaisesti kartoittanut GTK:n geologi Asko Kontinen ja tämän työn tuloksena julkaistiin vuonna 2004 karttalehden : mittakaavainen kallioperä-

6 1/ Kuva 1. Yksinkertaistettu Fennoskandian kilven koillisosan geologinen kartta ja varhaisproterotsooisten kerrosintruusioiden sijainnit (piirretty Alapieti et al:in 1990 ja Karisen 2010 karttojen pohjalta). Fig. 1. Generalized geological map of the northeastern part of the Fennoscandian Shield and locations of early Palaeoproterozoic layered intrusions (modified from Alapieti et al and Karinen 2010). kartta (Kontinen ja Meriläinen 2004). Kontinen teetätti gabrointruusion länsireunalla sijaitsevasta granofyyristä ikämäärityksen ja intruusion iäksi saatiin 2443±7 Ma (Kontinen suullinen tiedonanto 2006).

7 1/ Kuva 2. Rautaruukki Oy:n vuonna 1974 Junttilanniemen Jylhäniemeen kairaama kairareikäprofiili. Fig. 2. Diamond drill hole profile of the Rautaruukki Oy drilled during year 1974, Jylhäniemi, Junttilanniemi. Taulukko 1. Rautaruukki Oy:n vuonna 1974 Varisniemen alueelle kairaamat timanttikairareiät. Table 1. Diamond drill holes in the Varisniemi area drilled by Rautaruukki Oy during year Kairareikä tunnus X-koord. Y-koord. Korkeus Suunta Kaade Maata (m) Pituus (m) Hole-id Northing (X) Easting (Y) Elev. (Z) Direction Inclination Soil (m) Lenght (m) VARISNIEMI VARISNIEMI VARISNIEMI VARISNIEMI

8 1/ SUORITETUT TUTKIMUKSET 3.1 Maastogeofysikaaliset mittaukset Junttilanniemen Karhusalmeen tehtiin alkutalvella 2009 systemaattinen magneettinen ja sähkömagneettinen 1.5 km 2 maastomittaus. Lisäksi alueen reunoille mitattiin 7 km hajaprofiileja (liitteet 1, 2 ja 3). Sähkömagneettinen mittaus tehtiin Apexin MaxMin slingramilla 100 metrin kelavälillä taajuuksilla 3520 Hz ja Hz (100 m linjaväli, 20 m pisteväli). Magneettinen mittaus tehtiin ENVI mag protonimagnetometrillä maa-asemakorjattuna samoilta linjoilta, mutta 10 metrin pistevälillä. Reiästä R359 mitattiin lisäksi petrofysiikan parametreja neljästä näytteestä (taulukko 2). Maastomittausalueen itäreunassa erottuu voimakkaana positiivisena magneettisena anomaliana intruusion itäkontaktissa heikosti johtava serpentiniitti (liitteet 1 ja 3). Alueen keskellä on lounas-koillinen suuntainen heikko johde, joka haarautuu Karhusalmen kohdalla etelään (liite 3). Kairauslinjalla johde kaatuu jyrkästi kaakkoon. Reiässä R359 kohdassa 110,3-110,5 m on gabrossa ruhje, johon rikastuneet johtavat savimineraalit selittänevät johteen aiheuttajan. Reiän R359 alkuosassa havaitut sulfidipitoisuudet eivät ole riittäviä johdeanomalian aiheuttajaksi. Reikämittauksia tarkkojen ominaisvastusarvojen saamiseksi ei alueella tehty. Taulukko 2. Reiän R359 petrofysikaalisia ominaisuuksia. Table 2. Petrophysical properties from the diamond drill hole R359. Syvyys [m] Tiheys [kg/m3] Suskeptibiliteetti 10 6 [SI] Remanenssi [ma/m] Q-arvo Depth [m] Density [kg/m3] Susceptibility 10 6 [SI] Remanence [ma/m] Q-value R359-33, R359-37, R359-44, R359-46, Junttilanniemen kerrosintruusion maastotutkimukset Koska Asko Kontinen on kartoittanut alueen yksityiskohtaisesti tehdessään 1: mittakaavaista karttalehteä 3432, ei tämän työn yhteydessä tehty yksityiskohtaista kartoitusta. Tutkimusalueelta tehtiin 35 paljastuma- tai lohkarehavaintoa (katso kuva 3), joista analysoitiin yhteensä 24 näytettä. Kaikki analysoidut näytteet on murskattu mangaaniteräsleuoilla (menetelmä 30) ja jauhettu karkaistussa hiiliteräsjauhinastiassa (menetelmä 40). Analysoidut näytteet analyysimenetelmineen on esitetty taulukossa 3, jossa näytettä 10-TAH$-2008 korvaa Asko Kontisen näyte 549-ATK-2006.

9 1/ Kuvaan 3 on merkitty myös Junttilanniemen kerrosintruusion pohjoisosasta ja luoteispuolelta löydetyt kromiittirikkaat kansannäytteet: K/20498 (kromiittipirotteinen serpentiniitti, Crpitoisuus 9,17 %, x= ja y= ), K/23953 (kromiittipirotteinen serpentiniitti, Crpitoisuus 9,3 %, x= ja y= ) ja K/23473 (kromitiitti, Cr-pitoisuus 18,98 %, x= ja y= ). Näiden näytteiden lähtöpaikka on selvittämättä ja mitä todennäköisimmin Paltamon Varisniemen länsi-luoteispuolella on toistaiseksi löytymätön varhaisproterotsooinen kerrosintruusio. Mielenkiintoisia ovat myös Varislahden pohjukasta Röksön alueelta löydetyt platinametallipitoiset metapyryrokseniittilohkareet: TK-07-L10 (Ni 0,07 %, Cu 0,07 %, S 0,36 %, Pd 196 ppb, Pt 117 ppb ja Au 26 ppb), TK-08-L12 (Ni 0,05 %, Cu 0,06 %, S 0,44 %, Pd 180 ppb, Pt 112 ppb ja Au 14 ppb) ja TK-08-L15 (Ni 0,07 %, Cu 0,09 %, S 0,46 %, Pd 236 ppb, Pt 125 ppb ja Au 23 ppb). Lohkarenäytteiden koordinaatit ovat taulukossa 3. Myös näiden lohkareiden lähtöpaikka on tuntematon. Taulukko 3. Tässä tutkimuksessa käytetyt Junttilanniemen kerrosintruusion alueen paljastuma- ja lohkarenäytteistä tehdyt kemialliset analyysit. Analyysimenetelmät katso kappale 3.4. Table 3. Chemical analyses used in this study from outcrops and boulders in the Junttilanniemi layered intrusion area. Analysis methods see chapter 3.4. HavaintoNo Kivilaji X-koord. Y-koord. Analyysitilaus 511P 704P 307M 308M 175X 811L Sample-id Rock type Northing (X) Easting (Y) Analysis order no TAH$-2003 Magnetiittigabro TAH$-2003 Leukogabro TAH$-2003 Gabro TAH$-2003 Gabro TAH$-2008 Serpentiniitti TAH$-2008 Emäksinen vulkaniitti A-TAH$-2008 Serpentiniitti B-TAH$-2008 Gabro TAH$-2008 Melagabronoriitti TAH$-2008 Melagabronoriitti TAH$-2008 Melagabronoriitti TAH$-2008 Serpentiniitti ATK-2006 Gabro (poca*) TAH$-2008 Gabro (poca*) A-TAH$-2008 Gabro (poca*) B-TAH$-2008 Mafinen erkauma TAH$-2008 Gabro (poca*) TAH$-2008 Serpentiniitti TK-07-L10 (Meta)pyrokseniitti TK-08-L10 (Meta)pyrokseniitti TK-08-P11 Magnetiittidiabaasi TK-08-L12 (Meta)pyrokseniitti TK-08-L13 (Meta)pyrokseniitti TK-08-L14 Magnetiittidiabaasi TK-08-L15 (Meta)pyrokseniitti Syväkairaukset Tutkimuskohteena olleelle Karhusaaren pohjoispuoliselle Karhusalmen alueelle tehtiin vuonna 2010 GTK:n toimesta viisi (5) POKA-kairausreikää yhteispituudeltaan 563,90 metriä (taulukko 4). Kairauksista on vastannut GTK:n oma POKA-kairausyksikkö (GM150). Kairaukset on tehty halkaisijaltaan 56 mm putkistolla.

10 1/ Kuva 3. Tutkimuksessa käytetyt kairareiät ja paljastuma/lohkarenäytteet. Kuvaan on lisätty myös alueelta löydetyt kromiittirikkaat kansannäytteet (punaiset tähdet). Violetit kairareiät ovat Rautaruukki Oy:n vuonna 1974 ja punaiset kairareiät GTK:n vuonna 2010 kairaamia. Siniset paljastumanäytteet ovat T. Halkoahon ja harmaat lohkare/paljastumanäytteet T. Kemppaisen keräämiä. Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Fig. 3. Diamond drill holes and outcrop/boulder samples, which have been used in this study. In the figure is also chromite-rich boulders (red stars), which have found by laymen. Violet diamond drill holes has drilled by Rautaruukki Oy during year 1974 and red ones by GTK during year Blue outcrop samples has collected by T. Halkoaho and gray boulder/outcrop samples by T. Kemppainen. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11.

11 1/ Taulukko 4. GTK:n vuonna 2010 Karhusalmen alueelle kairaamat timanttikairareiät. Table 4. Diamond drill holes in the Karhusalmi area drilled by GTK during year Kairareikä tunnus X-koord. Y-koord. Korkeus Suunta Kaade Maata (m) Pituus (m) Hole-id Northing (X) Easting (Y) Elev. (Z) Direction Inclination Soil (m) Lenght (m) 3432/2010/R /2010/R /2010/R /2010/R /2010/R Total Kairasydänten käsittely ja analysointi Syväkairausnäytteiden malmianalyysit (GTK:n menetelmä 511P) on tehty kivilajikontaktit huomioon ottaen keskimäärin 1 m:n (paikoin 0,5 m:n) mittaisin analyysivälein. Näytteet on halkaistu sahaamalla timanttilaikalla, joista toinen puoli analysoitiin. Kairarei istä kerättyjen kokokivianalyysinäytteiden (175X+811L) pituus on yleensä cm. Näytteet on hieno murskattu (>70 % <2mm) mangaaniteräsleuoilla (menetelmä 31), erillinen ositus rännijakolaitteella (menetelmä 35) ja jauhettu volframikarbidijauhinastiassa (menetelmä 43). Rautaruukki Oy:n kairaamien reikien näytteet (analyysitilaus 77509) on murskattu mangaaniteräsleuoilla (menetelmä 30) ja jauhettu karkaistussa hiiliteräsjauhinastiassa (menetelmä 40). Tutkimusalueen 156:sta kairasydännäytteestä teetettiin sata (100) perusmetallianalyysiä GTK:n analyysimenetelmällä 511P (kuningasvesiliuotus 90 o C:ssa ja monialkuainemääritys ICP-OEStekniikalla). Seitsemästäkymmenestäkolmesta (73) näytteestä teetettiin kokokivianalyysit 175X- (monialkuainemääritys XRF-menetelmällä (briketti)) ja hiilen määritys 811L-(C:n määritys hiilianalysaattorilla)menetelmillä. Sadastakahdestakymmenestäviidestä (125) näytteestä teetettiin Au-, Pt-, ja Pd-analyysit GTK:n analyysimenetelmällä 704P (fire assay rikastusmenetelmä, 25g alinäyte ja Au, Pd ja Pt määritys ICP-AES-tekniikalla). Kahdeksastatoista (18) näytteestä teetettiin REE-alkuaineanalyysit GTK:n analyysimenetelmällä 308M (fluorivety-perkloorihappoliuotus+sulate ja alkuaineiden määritys ICP-MS-tekniikalla) ja lisäksi kuudesta (6) näytteestä teetettiin kaikkien platinaryhmän metallien (Os, Ir, Ru, Rh, Pt, Pd +Au) analyysit GTK:n analyysimenetelmällä 714M (nikkelisulfidirikastus/telluurikerasaostus ja määritys ICP-MStekniikalla) (taulukko 5).

12 1/ Taulukko 5. Tässä tutkimuksessa Junttilanniemen kerrosintruusion alueen kairarei istä tehdyt kemialliset analyysit. Table 5. Chemical analyses made in this study from diamond drill holes in the Junttilanniemi layered intrusion. Kairareikä tunnus Analyysitilaus 511P 704P 714M 308M 175X 811L Hole-id Analysis order no. VARISNIEMI VARISNIEMI /2010/R /2010/R & /2010/R &502544& /2010/R /2010/R & Total TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET Junttilanniemen varhaisproterotsooinen kerrosintruusio on noin 8 km pitkä ja noin 3 km leveä (kuvat 4 ja 6). Sen magmaattinen kerroksellisuus kaatuu asteella kohti etelää-kaakkoa (kuvat 2 ja 6). Sen itäreunalla on hyvin magneettisella matalalentokartalla näkyvä pohjoiseteläsuuntainen serpentiniittijakso (kuvat 4, 5 ja 6), jonka kontakti intruusion kanssa on todennäköisesti tektoninen. Intruusion etelä- ja kaakkoispuolella on arkeeista tonaliittista gneissipohjaa ja lounaisreunalla arkeeisia metasedimenttejä. Koillis- ja pohjoispuolella esiintyy pääasiassa proterotsooisia metasedimenttisiä ja mafisia vulkaanisia kiviä (kuvat 4 ja 6). Intruusio koostuu pääasiassa gabroidisista kumulaateista ja laajahkosta granofyyristä. Gabroidiset kivet intruusion eteläosassa ovat enimmäkseen karkearakeisia anortosiittisia gabroja ja pohjoisosassa keskirakeisia gabronoriittisia kumulaatteja. Intruusion pohjoisosassa, noin 3 km matkalla, esiintyy parhaimmillaan 50 m paksu magnetiittigabrohorisontti, jota Rautaruukki Oy on vuonna 1974 tutkinut (kuva 2). Intruusion ultramafisista yksiköistä ei ennen vuoden 2010 kairauksia ollut havaintoja. Karhusaaren pohjoisrannalla esiintyvä kromirikkaampi melagabronoriitti antoi olettaa, että ne voisivat olla Karhusalmen alueella. Tämä tulikin todennettua alueelle tehdyllä kairausprofiililla, jolla lävistettiin kolme ultramafista yksikköä (liitteet 4-7). Kaikkia edellä mainittuja kivilajeja leikkaavat vielä nuoremmat diabaasijuonet.

13 1/ Kuva 4. Yksinkertaistettu Junttilanniemen kerrosintruusion ympäristön geologinen kartta. Ylempään kuvaan on merkitty intruusion alueelle kairatut syväkairareiät. Mukaeltu Kontinen & Meriläinen (2004) ja Geological Survey of Finland (2008). Fig 5. Generalized geological map of the surroundings of the Junttilanniemi layered intrusion. In the upper fig. is marked those diamond drill holes, which has been drilled in the area of the intrusion. Modified after Kontinen & Meriläinen (2004) and Geological Survey of Finland (2008).

14 1/ Kuva 5. Junttilanniemen kerrosintruusion alueen magneettinen matalalentokartta. Ikämäärityspaikka on merkitty punaisella tähdellä. Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Fig 5. Aero magnetic total intensity map of the Junttilanniemi layered intrusion area. Age determination site is marked with red star. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11.

15 1/ Kuva 6. Junttilanniemen kerrosintruusion geologinen kartta. Mukaeltu Kontinen & Meriläinen (2004), Geological Survey of Finland (2008) ja Rasilainen et al. (2010). Fig 6. Geological map of the Junttilanniemi layered intrusion. Modified after Kontinen & Meriläinen (2004), Geological Survey of Finland (2008) and Rasilainen et al. (2010).

16 1/ JUNTTILANNIEMEN KERROSINTRUUSION ALUEEN TUTKIMUSTU- LOKSET Vuoden 2010 kairauksissa Junttilanniemen kerrosintruusion ultramafiset yksiköt löydettiin Oulujärven peittämältä Karhusalmen alueelta. Kuten matalalentomagneettisesta kuvasta 5 voidaan todeta, niitä esiintyykin vain järvialueella. Kairauksissa lävistettiin hyvin vaihteleva kivilajiseuranto ja useammassa kohdin tavattiin myös perusmetallisulfidipirotteita (liitteet 4-7). Kokokivianalyysien perusteella Junttilanniemen intruusiossa on merkittäviä platinametallirikastumia sisältävä rajapinta ns. kromirikkaan ja kromiköyhemmän yksikön välinen raja (liitteet 4 ja 5). Tälle rajapinnalle sijoittuvista platinametalliesiintymistä tunnetuimmat ovat Sompujärvi Reef Penikkain kerrosintruusiossa ja Siika-Kämä Reef Siika-Kämän ja Kilvenjärven kerrosintruusioissa (mm. Alapieti et al ja Alapieti & Lahtinen 2002). Kairareikäprofiilin kaakkoisosassa ultramafisten kivien yhteydessä olevat gabronoriittiset kumulaatit ovat pääasiassa plagioklaasiaugiittibrontsiittiadkumulaatteja (pabac), kun vastaavasti luoteisosassa esiintyy pääasiassa karkearakeisia (leukokraattisia) gabronoriitteja ja gabronoriitti-anortosiittipegmatiitteja. Kuten liitteistä 5-7 nähdään kairausprofiilin luoteispään ja Honka-saaren väliin jää stratigrafiassa n. 300 metrinen aukko. Tällä välillä on vielä jokin merkittävä kivilajirajapinta, sillä kairausprofiilin luoteisimmat gabroidiset kumulaattinäytteet sisältävät kromia ppm kun vastaavasti Honkasaaresta analysoidut näytteet sisältävät kromia vain ppm. Platinametallianomaalisuutta tavattiin viidestä kohdin. Alin rikastuma on perusmetallisulfidittomassa tremoliitti(kloriitti)kivessä/metapyrokseniitissa (b(c)oca*) kairarei ässä R360 syvyydellä m, parhaimman yksittäisen näytteen sisältäessä 179 ppb palladiumia ja 63 ppb platinaa (liite 7). Toinen rikastuma sijoittuu toisen ultramafiseen yksikköön (talkkitremoliittikarbonaattikloriittikivi/peridotiitti [ooca*b*]) ja sen yläpuolella olevaan paikoin kuparikiisupirotetta sisältävään gabronoriittiin (pabac) (R360 välillä 52,50-59,00 m). Parhain yksittäinen näyte (57,00-57,90 m) sisältää palladiumia 171 ppb ja platinaa 54 ppb (liitteet 6 ja 7). Kolmas platinametalleista rikastunut vyöhyke, joka sijoittuu ns. kromirikkaan ja kromiköyhemmän yksikön väliselle rajalle, on kaksiosainen. Tämä on tyypillistä tunnetuissa, kyseiseltä rajapinnalta tavattavissa reefeissä. Näistä stratigrafisesti alemman vyöhykkeen (R362 välillä 35,50-39,90 m) isäntäkivilaji on perusmetallisulfidipirotteinen gabronoriitti (mahdollisesti pabac), parhaimman yksittäisen näytteen (väli 37,50-38,00 m) sisältäessä kuparia 0,32 %, nikkeliä 0,14 %, rikkiä 0,97 %, palladiumia 317 ppb, platinaa 97 ppb ja kultaa 30 ppb. Ylemmän vyöhykkeen (R362 välillä 44,50-51,50 m) isäntäkivilaji on tremoliittikloriittikivi/metapyrokseniitti, parhaimman yksittäisen näytteen (väli 48,00-48,50 m) sisältäessä kuparia 0,07 %, nikkeliä 0,17 %, rikkiä 0,9 %, palladiumia 202 ppb, platinaa 57 ppb ja kultaa 12 ppb. Neljäs platinametalleista rikastunut vyöhyke (R362 välillä 88,30-94,80 m) sisältää pyrokseniittia, poikiliittista leukogabronoriittia ja gabronoriittia (pabac). Parhaimman yksittäisen näytteen (väli 92,00-92,50 m) sisältäessä kuparia 0,12 %, nikkeliä 0,02 %, rikkiä 0,2 %, palladiumia 172 ppb, platinaa 66 ppb ja kultaa 42 ppb. Stratigrafisesti ylin (väli m) platinametallirikastuma (R359 välillä 28,00-46,00 m) on paikoin perusmetallisulfidipirotetta sisältävässä karkearakeisessa (leukokraattisessa) gabronoriitissa. Parhaimman yksittäisen näytteen (väli 44,00-45,00 m) sisältäessä kuparia 0,45 %, nikkeliä 0,06 %, rikkiä 0,55 %, palladiumia 505 ppb, platinaa 181 ppb ja kultaa 142 ppb. Tämä on myös intruusion platinametallirikkain näyte, PGE+Au-pitoisuuden ollessa 828 ppb:tä.

17 1/ R360/57 R362/37 R362/48 R362/92 R359/29 R359/29u R359/ Os<1 ppb Ni Os Ir Ru Rh Pt Pd Au Cu Kuva 7. Junttilanniemen kerrosintruusion alaosan platinametalleista rikastuneiden vyöhykkeiden (R360/57.00 alin ja R359/44.00 ylin) platinaryhmän alkuaineiden, kullan, nikkelin ja kuparin pitoisuudet normalisoituna keskimääräisellä manttelipitoisuudella. Manttelin PGE, Au, Ni ja Cu arvot Sun (1982) ja Barnes et al. (1988). R360/57 = gabronoriitti/pabac, R362/37 = sulfidipirotteinen gabronoriitti/pabac?, R362/48 = sulfidipirotteinen pyrokseniitti, R362/92 = sulfidipirotteinen poikiliittinen leukogabronoriitti, R359/29 = gabronoriitti ja R359/44 = sulfidipirotteinen gabronoriitti. Fig. 7. Average mantle-normalized platinum-group element, Au, Ni and Cu data of the PGE enriched zones (R360/57.00 is the lowermost and R359/44.00 uppermost) of the lowermost part of the Junttilanniemi layered intrusion. The mantle PGE, Au, Ni and Cu values after Sun (1982) and Barnes et al. (1988). R360/57 = gabbronorite/pabac, R362/37 = sulphide-disseminated gabbronorite/pabac?, R362/48 = sulphide-disseminated pyroxenite, R362/92 = sulphide-disseminated poikilitic leucogabbronorite, R359/29 = gabbronorite ja R359/44 = sulphide-disseminated gabbronorite. Kuvassa 7 on esitetty kuuden analysoidun näytteen platinametallipitoisuudet normalisoituna keskimääräisellä manttelipitoisuudella. Näyte R360/57 edustaa toiseksi alinta, R362/37 sekä R362/48 keskimmäistä, R362/92 toiseksi ylintä ja R359/29 sekä R359/44 ylintä platinametallirikastumaa. Käyrien muodot ovat hyvin samankaltaiset ja muistuttavatkin pitkälti muita Fennoskandian kilven alueelta tunnettujen platinametallirikastumien PGE-jakaumaa, poikkeuksena Penikkain kerrosintruusiossa oleva platinavaltainen Paasivaara Reef (esim. Alapieti & Lahtinen 2002). Kuvissa 8A-8C on esitetty alueelta analysoitujen kivilajinäytteiden harvinaisten maametallien (REE) pitoisuuksia normalisoituna keskimääräisellä kondriitin pitoisuudella. Kuvassa 8A kolme ensimmäistä edustavat ultramafisia yksiköitä (UM I-UM III) ja vihreät Karhusaaren pohjoisrannalla olevaa reunasarjan melagabronoriittia. Ultramafisilla yksiköiden plagioklaasipuutteisuus näkyy käyrillä negatiivisena Eu-anomaliana. Kuvassa 8B on esitetty kaikki gabroidiset näytteet siten, että ensimmäinen edustaa stratigrafisesti alinta ja viimeinen ylintä kumulaattinäytettä. Kaikki gabroidiset näytteet, kuten myös reunasarjan metagabronoriittikin, ovat rikastuneet keveistä harvinaisista maametalleista suhteessa raskaisiin harvinaisiin maametalleihin.

18 1/ A 100 R360/105.5 R360/59 R362/48 R358/ TAH$-08 8-TAH$ Tm<0.1 p pm Lu<0.1 ppm Tb<0.1 ppm Eu<0.1 ppm 0.1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Kuva 8A. R360/105.5 = tremoliittikivi/pyrokseniitti/b(c)oca* (UM I), R360/59 = peridotiitti/ooca*b* (UM II), R362/48 = sulfidipirotteinen pyrokseniitti (UM III) sekä R358/16.7, 5-TAH$-08 ja 8-TAH$-08 = reunasarjan melagabronoriitti. Fig. 8A. R360/105.5 = tremolite rock/pyroxenite/b(c)oca* (UM I), R360/59 = peridotite/ooca*b* (UM II), R362/48 = sulphidedisseminated pyroxenite (UM III), and R358/16.7, 5-TAH$-08 and 8-TAH$-08 = melagabbronorite of marginal series. R360/77.25 R360/57 R360/8.5 R362/37 R362/60.5 R362/83.2 R361/26.5 B R361/47.5 R359/26 R359/44 R359/ ATK TAH TAH Tm<0.1 p pm Lu<0.1 ppm Tb<0.1 ppm 0.1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Kuva 8B. R360/77.25 = gabronoriitti/pabac, R360/57 = gabronoriitti/pabac, R360/8.5 = gabronoriitti/pabac, R362/37 = sulfidipirotteinen gabronoriitti/pabac?, R362/60.5 = leukogabropegmatiitti, R362/83.2 = leukogabronoriitti/pbmca*, R361/26.5 = gabronoriitti/pbmca?, R361/47.5 = gabronoriitti, R359/26 = gabronoriitti, R359/44 = sulfidipirotteinen gabronoriitti, R359/ = gabronoriitti/pabac, 549-ATK-06 = gabro/poca*, 13-TAH-08 = karkearakeinen anortosiittinen gabro ja 15-TAH-03 = gabro. Fig. 8B. R360/77.25 = gabbronorite/pabac, R360/57 = gabbronorite /pabac, R360/8.5 = gabbronorite /pabac, R362/37 = sulphide-disseminated gabbronorite /pabac?, R362/60.5 = leucogabbropegmatite, R362/83.2 = leucogabbronorite/pbmca*, R361/26.5 = gabbronorite /pbmca?, R361/47.5 = gabbronorite, R359/26 = gabbronorite, R359/44 = sulphide-disseminated gabbronorite, R359/ = gabbronorite /pabac, 549-ATK-06 = gabro/poca*, 13-TAH-08 = coarse-grained anorthositic gabbro and 15-TAH-03 = gabbro.

19 1/ TAH TAH-08 R358/67.3 R358/18.3 R360/102.9 C 10 Tm<0.1 ppm Lu<0.1 ppm Tb<0.1 ppm 1 Eu<0.1 ppm Ho<0.1 ppm 0.1 Sm<0.2 ppm Pr<0.1 ppm Er<0.15 ppm Yb<0.15 p pm Gd<0.15 ppm Dy<0.1 ppm La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Kuva 8C. 1-TAH-08, 14-TAH-08, R358/67.3 sekä R358/18.3 = serpentiniitti ja R360/102.9 = diabaasi. Fig. 8C. 1-TAH-08, 14-TAH-08, R358/67.3 and R358/18.3 = serpentinite and R360/102.9 = diabase. Kuvat 8A-8C. Junttilanniemen alueen kivien REE-pitoisuuksia normalisoituna keskimääräisellä kondriitin pitoisuudella. Keskimääräisen kondriitin arvot: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb ja Lu (Nakamura 1974) sekä Pr, Tb, Ho ja Tm (Sun 1980). Figs. 8A-7C. Average chondrite-normalized REE patterns [average chondrite values after Nakamura (1974): La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb and Lu, and after Sun (1980): Pr, Tb, Ho and Tm] of rocks in the Junttilanniemi area. Kuvassa 8C on esitetty intruusioon kuulumattomien näytteiden REE-käyrät. Serpentiniitti alhaisine REE-pitoisuuksineen muodostaa oman yksikkönsä, kuten myös leikkaava diabaasijuoni korkeine REE- pitoisuuksineen. 6 TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN Aineisto on tallennettu käyttäen ohjelmia Microsoft Word (tekstit, kairausraportit), Microsoft Excel (analyysit) ja Winkalpea (kairausraportit). Maastogeofysiikka on tallennettu Geosoft:lla ASCII-muotoisena. Numeerinen aineisto ja näytemateriaalit on sijoitettu GTK:n arkistointiohjeen mukaisesti GTK:n tietokantoihin ja varastoihin.

20 1/ JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään Junttilanniemen kerrosintruusion nikkeli-, kupari- ja PGE-malmipotentiaalisuutta. Lisäksi intruusiosta pyrittiin löytämään Nurmeksen Näätävaaran alueelta kansannäytteenä lähetetyn platinametallirikkaan gabronoriittilohkareen lähtöpaikka. Valitettavasti kansannäytteessä olevaa platinametallipitoisuustasoa (PGE+Au = 8,57 ppm) ei tutkimuksissa löydetty, sillä platinametallirikkain intruusionäyte sisälsi PGE+Au n. 0,8 ppm. Tämä ei kuitenkaan sulje pois sitä mahdollisuutta, että kansannäyte olisi peräisin Junttilanniemen intruusiosta, sillä jokaisesta PGE-reefistä löytyy myös köyhempiä osia ja Junttilanniemen platinametalleista rikastuneista vyöhykkeistä on vain yksi lävistys. Junttilanniemen intruusion pohjois-luoteispuolelta löydetyt kromitiittirikkaat lohkareet indikoivat kuitenkin sitä, että alueella lienee vielä tuntematon varhaisproterotsooinen kerrosintruusio, joka saattaisi myös olla Nurmeksen lohkareen lähtöpaikka. Tutkimuksissa onnistuttiin monessa suhteessa. Intruusion alaosan stratigrafiaa täydennettiin löydettäessä kolme ultramafista yksikköä, kromirikkaan sekä kromiköyhemmän yksikön välinen raja ja viisi platinametalleista rikastunutta vyöhykettä. Valitettavasti kaikki edellä mainitut esiintyvät vain järvialueella, joten jatkotutkimusten teko on hankalaa. Lisäksi, vaikka pitoisuustasoltaan rikkaampia osia löydettäisiinkin, niiden hyödyntämiskynnys on huomattavasti korkeampi kuin jo nyt tunnetuilla Fennoskandian alueen platinametalliesiintymillä. Jatkotutkimuksissa voitaisiin tehdä syvä kairareikä Oulujärven rannalta. Ojaniemestä (katso kuvia 3 ja 5 sekä liitettä 1) on alakontaktille matkaa noin 700 m ja Kuikkaniemestä noin 450 m. Kairareiällä lävistettäisiin myös Karhusalmen kairaprofiilin ja Honka-saaren väliin jäävä rajapinta, jossa kumulaattien kromipitoisuus selvästi alenee ( ppm ppm). Myös kromitiittilohkareiden lähtöpaikan selvittämistä kannattaisi harkita. KIRJALLISUUSLUETTELO Alapieti, T.T., Filén, B.A., Lahtinen, J.J., Lavrov, M.M., Smolkin, V.F. & Voitsekhovsky, S.N. (1990) Early Proterozoic layered intrusions in the northeastern part of the Fennoscandian shield. Miner. Petrol. 42: Alapieti, T.T. & Lahtinen, J.J. (2002) Platinum-group element mineralization in layered intrusions of Northern Finland and the Kola Peninsular, Russia. In The Geology, Geochemistry, Mineralogy and Mineral Beneficiation of Platinum-group Elements. Edited by L.J. Cabri. Special Volume 54, Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum: Barnes, S.J., Boyd, R., Korneliussen, A., Nilsson, L-P., Often, M., Pedersen, R.B. & Robins, B. (1988) The use of mantle normalization and metal ratios in discriminating between the effects of partial melting, crystal fractionation and sulphide segregation on platinum-group elements, gold, nickel and copper: examples from Norway. Julkaisussa: Prichard, H.M., Potts, P.J., Bowles, J.Fw. & Cripp, S.J. (toim.) Geoplatinum. Elsevier, Lontoo,

21 1/ Geological Survey of Finland (2008) Bedrock Map Database DigiKP Finland, version 1.0. Accessed Karinen, T. (2010) The Koillismaa Intrusion, northeastern Finland evidence for PGE reef forming processes in the layered series. Geological Survey of Finland, Bulletin s. Kontinen, A. & Meriläinen, K. (2004) Paltaniemi. Suomen geologinen kartta 1: : kallioperäkartta = Geological map of Finland 1: : pre-quaternary rocks lehti = sheet Espoo:. Mäkelä, K. (1974) Malminetsintätyöt Paltamossa 1974 Rautaruukin aineistot 7 s liitettä. Nakamura, N. (1974) Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chondrites. Geochim Cosmochim Acta 38, Rasilainen, K., Eilu, P., Halkoaho, T., Iljina, M. ja Karinen, T. (2010) Quantitative mineral resource assessment of platinum, palladium, gold, nickel, and copper in undiscovered PGE deposits in mafic-ultramafic layered intrusions in Finland.. Tutkimusraportti 180. Espoo:. 338 s. Sun, S.-S. (1980) Lead isotopic study of young volcanic rocks from mid-ocean ridges, ocean islands and island arcs. Phil Trans R Soc Lond A297, Sun, S.-S. (1982) Chemical composition and origin of the earth's primitive mantle. Geochim. Cosmochim. Acta 16, Wilkman, W. W. (1931) Suomen Geologinen Yleiskartta. Lehti C4. Kajaani. Kivilajikartan selitys. Suomen Geologinen Komissioni 247 s. + 2 liitettä. Wilkman, W.W. (1929) Kivilajikartta, Lehti C4, Kajaani = Kajana. Suomen geologinen yleiskartta 1: LIITTEET Liite 1. Karhusalmen alueen magneettinen maanpintakartta. Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Appendix 1. Ground magnetic total intensity map of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. Liite 2. Karhusalmen alueen slingram-mittauksen reaalikomponentti (14080 Hz). Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Appendix 2. Slingram measurement, real-component (14080 Hz) of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. Liite 3. Karhusalmen alueen slingram-mittauksen imaginäärikomponentti (14080 Hz). Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Appendix 3. Slingram measurement, out of phase component (14080 Hz) of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. Liite 4. Karhusalmen kairausprofiili, jossa kairatut kairareiät (R358 R362). Appendix 4. Cross section profile of Karhusalmi, which includes drilled diamond drill holes (R358 R362). Liite 5. Junttilanniemen kerrosintruusion alaosan kivilajipylväs sekä vedettömäksi normalisoidun MgO:n ja kromin pitoisuusvaihtelut (analyysimenetelmä 175X). Appendix 5. Rock type column and variations in volatile-free recalculated MgO and chromium (analysis method 175X).

22 1/ Liite 6. Junttilanniemen kerrosintruusion alaosan kivilajipylväs sekä nikkelin, kuparin, koboltin ja rikin pitoisuusvaihtelut (analyysimenetelmä 511P, ICP-OES). Appendix 6. Rock type column and variations in nickel, copper, cobalt and sulfur (analysis method 511P, ICP-OES). Liite 7. Junttilanniemen kerrosintruusion alaosan kivilajipylväs sekä palladiumin, platinan ja kullan pitoisuusvaihtelut (analyysimenetelmä 704P, ICP-AES). Appendix 7. Rock type column and variations in palladium, platinum and gold (analysis method 704P, ICP-AES).

23 Karhusalmen alueen magneettinen maanpintakartta. Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Ground magnetic total intensity map of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. LIITE 1 / APPENDIX 1

24 Karhusalmen alueen slingram-mittauksen reaalikomponentti (14080 Hz). Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Slingram measurement, real-component (14080 Hz) of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. LIITE 2 / APPENDIX 2

25 Karhusalmen alueen slingram-mittauksen imaginäärikomponentti (14080 Hz). Pohjakartat: Maanmittauslaitos, lupanro 13/MML/11. Slingram measurement, out of phase component (14080 Hz) of the Karhusalmi area. Basemaps: National Land Survey of Finland, license no. 13/MML/11. LIITE 3 / APPENDIX 3

26

27

28

29