GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS N 19/3441/-88/1/10 PUOLANKA PUDASJÄRVI RISTIJÄRVI. Timo Heino KOSKEE 3434, 3531, 353'3

Transkriptio

1 ,ALA-:+ 1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS N 19/3441/-88/1/10 PUOLANKA PUDASJÄRVI RISTIJÄRVI Timo Heino KOSKEE 3434, 3531, 353'3 KONGLOMERAATTIEN KULTATUTKIMUKSM KAINUUSSA

2 SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO Alueen sijainti Tutkimusalueen pinta-ala TUTKIMUSTEN TAUSTA SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Tutkimusaineisto Maastotutkimukset Kallioperäkartoitus Lohkaretutkimukset Malmikoiratutkimukset Geokemialliset tutkimukset GEOLOGINEN YLEISKATSAUS Kallioperä AIHEEN ARVIOINTI LÄHDEKIRJALLISUUS LIITTYY

3 1 JOHDANTO Alueen sijainti Vuonna 1984 tutkimusalue käsitti Kainuun liuskejakson pohjoisosan. Tutkimukset keskitettiin pääosin Puolangan kunnan Siikavaaran alueelle, Suomussalmen kunnan Paljakkavaaralle sekä Pudasjärven kunnassa sijaitsevalle Turpeisenvaaran-Huhmarharjun alueelle. Vuonna 1985 näytteenottoa jatkettiin Puolangan kunnan eteläosassa Mäntykankaan alueella sekä Ristijärven kunnassa sijaitsevan Koljatinvaaran koillispuolella (kuva 1). Lisäksi tutkimuksia tehtiin Eino Loukusan lähettämän kansannäytteen johdosta Suolijärven pohjoispuolella. Tutkimusalueen pinta-ala Tutkimuskohteet olivat pinta-alaltaan yleensä muutaman kymmenen hehtaarin suuruisia hyvin paljastuneita detaljikartoitusalueita. Laajimman yhtenäisen alueen käsitti Siikavaaran alue, josta Härmä (1986) teki pro gradu -työnsä. Vuoden 1984 tutkimukset Puolangan ja Suomussalmen osalta on esitetty Oulun yliopiston raporttina (Laajoki et al. 1985). Pudasjärven kunnan alueilla olleilla detaljikartoitusalueilla pystyttiin tutkimaan pisimmillään noin 400 metrin matkalla lähes yhtenäinen leikkaus konglomeraateista ja kvartsiiteista Huhmarharjun ja Kiuasvaaran profiileilla. Turpeisenvaaralla voitiin tutkia kaksi hyvää leikkausta, joissa paljastumia oli noin 250 metrin matkalla. Detaljikartoitusalueiden lisäksi tehtiin muutamia kartoitushavaintoja kvartsiittijaksoilla Turpeisenvaaran ja Tolpanvaaran välisellä alueella.- TUTKIMUSTEN TAUSTA Tutkimus aloitettiin kesällä 1984 yhteistyähankkeena Oulun yliopiston geologian laitoksen kanssa. Hankkeen aloittamisesta olivat sopineet osastonjohtaja Jouko Talvitie ja professori Kauko Laajoki(Laajoki 1984b). Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kullan mahdollista esiintymistä konglomeraateissa. Maailman monet merkittävät kultamalmit liittyvät prekambrisiin konglomeraatteihin ja hiekkakiviin. Lähtökohtana tutkimusten aloittamiselle pidettiin sitä, että Pohjoi-Karjalan, Kainuun ja Keski-Lapin kvartsiitti-konglomeraattimuodostumat muistuttavat muodostumistavaltaan ja iältään niitä konglomeraatteja, joihin maailmalla liittyy kultamalmeja. Lisäksi Keski-Lapin konglomeraateissa oli tavattu 2-3 ppm kultapitoisuuksia. Kainuusta, Kivesvaaran konglomeraatista, oli myös tavattu anomaalisia kultapitoisuuksia. Yhteistyöhankkeella pyrittiin saamaan mahdollisimman hyvä kuva aikoinaan vallinneista sedimentaatioloista ja näin löytämään mahdolliset kultakriittiset kerrokset.

4 Kuva 1. Tutkimuskohteiden sijainti Kainuun liuskejakson geologisella kartalla (Laajoki et al 1983) 2

5 3 SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Tutkimusaineisto Pohjakarttoina käytettiin 1 : mittakaavaisia peruskarttoja, detaljikartoitus tehtiin mittakaavaan 1 :500. Kivilajiyksikköjen rajaamiseen käytettiin magneettisia ja sähköisiä korkealentokarttoja sekä maastomittausten tuloksia mistä ne olivat saatavissa. Meriläisen (1977) laatima kallioperäkartta mittakaavassa 1 : oli käytettävissä karttalehden 3531 osalta. Lisäksi Laajoen (1980) laatima geologinen kartta kattaa Kainuun liuskejakson pohjoisosan Törmänmäen kylän korkeudelta Kurkikylälle asti. Työskentelyä ovat helpottaneet myös Kankaan (1985) ja Strandin (1985) valmisteilla olleiden pro gradu -tutkielmien kartat. Maastotutkimukset Vuoden 1984 tutkimuksiin osallistuivat allekirjoittaneen lisäksi kesäapulaiset Tauno Rautio ja Sakari Koivula, työnjohtaja Tarmo Kemppainen ja malmikoira Exo, tutkimusapulainen Markku Laaksonen sekä kaksi Pudasjärven kunnan palkkaamaa apumiestä. Vuoden 1985 tutkimuksiin osallistuivat allekirjoittaneen lisäksi työnjohtaja Pertti Huusko sekä tutkimusapulaiset Ossi Heikkinen ja Erkki Rimpiläinen. Tutkittavat kohteet paljastettiin mahdollisimman hyvin ja puhdistettiin, kartoitus pyrittiin tekemään aikaisintaan muutaman viikon päästä puhdistuksen jälkeen koska sedimenttirakenteet erottuivat paremmin kuin välittömästi puhdistuksen jälkeen. Kartoituksen jälkeen valittiin kullan rikastumisen kannalta otollisimmat paikat näytteenoton kohteiksi. Näytteenottoa varten paikat merkittiin spraymaalilla paljastumiin. Näytteenotto tehtiin valtaosin Cobralla, jolloin näyte saatiin jauheena. Joissakin paikoissa näytteet otettiin minikairalla, jolloin näytteet sahattiin puoliksi ja murskattiin. Vuonna 1985 oli lisäksi käytössä polttomoottorilla toimiva Hilti-iskuporakone. Kallioperäkartoitus Kallioperäkartoitus tehtiin detaljikartoituksena, paljastumat piirrettiin mittakaavaan 1 :500. Kartoituksessa linjan päät sidottiin mahdollisimman tarkoin valtakunnalliseen koordinaatistoon ja paljastumat linjoilla sidottiin toisiinsa prisman ja metrimitan avulla. Detaljikartoitusalueiden väliltä tehtiin havaintoja, kaikkia paljastumia ei käyty läpi.

6 4 Liittyy osassa on lueteltu havaintonumerot sekä arkistoidut detaljikartat. Lohkaretutkimukset Koiranohjaaja Tarmo Kemppainen teki koiransa kanssa lohkare-etsintää karttalehtien ja ,02,04,05 alueilla. Arkistoiduilla kartoilla on esitetty lohkare-etsinnän tuloksena löydetyt malmilohkareet, samalle kartalle on kerätty myös kansannäytteinä tulleita lohkareita sekä paljastumaviitteitä. Syynä lohkare-etsinnän aloittamiseen olivat Loukusan lähettämät kansannäytteet, kvartsi-karbonaattikivi, jossa oli kuparikiisu juoniverkosto. Näytteessä oli 7.91 Z Cu. Hän lähetti myös emäksisen vulkaniittinäytteen, jossa oli 2.88 % Cu. Lisäksi alueella oli useita selvittämättömiä kuparilohkareita aikaisemmilta vuosilta. Vuonna 1985 tehtyjen lisämääritysten mukaan näytteet sisälsivät lisäksi 13 ja 27 ppm Au. Myöhemmin tehtyjen tarkistusten ja uusinta-analyysien perusteella näytteet eivät kuitenkaan sisällä kultaa. Selvittämättä on jäänyt mistä ensimmäisten analyysien kultapitoisuudet johtuvat. Lohkarekarttaan M11.12./3533/1 on merkitty löydettyjen lohkareiden sijainnit sekä aikaisemmilta vuosilta olevat kansann äytteet. Loukusan lähettämien kansannäytteiden K/23425 ja K/23426 luoteispuolelta löydettiin joitakin samantyyppisiä malmilohkareita, enimmillään lohkareissa oli 1.98 X Cu, Au -pitoisuudet jäivät kaikissa näytteissä alle 500 ppb. Jälkeenpäin tehtyjen uusinta-analyysien perusteella kansannäytteissäkään ei ole yli 500 ppb :een kultapitoisuuksia. Keskipitoisuuksiltaan lohkareet ovat valtaosin heikoja, varsinkaan kun kultapitoisuudet eivät nousseet merkittäviksi. Lohkare- ja paljastumahavaintojen perusteella onkin todettava, että Kainuun liuskejaksolta tulleet kuparipitoiset kansannäytteet sekä omien lohkaremiesten löytämät lohkareet ovat lähtöisin valtaosin'diabaasijuoniin liittyvistä kvartsi- tai kvartsi-karbonaattijuonista ja -pesäkkeistä. Malmikoiratutkimukset Lohkare-etsintää alueella on tehty malmikoira. Exon kanssa, koiran ohjaajana on toiminut Tarmo Kemppainen. Lohkareita ei ole missään vaiheessa eroteltu koiran vainuamiin tai miehen löytämiin. Geokemialliset tutkimukset Kullan esiintymistä konglomeraateissa selvitettiin litogeokemiallisella näytteenotolla. Kullan rikastumisen kannalta otollisimmista paikoista otettiin soijanäytteet Cobralla tai vaihtoehtoisesti minikairalla, vuonna 1985 toteutetussa näytteenotossa käytettiin myös polttomoottorikäyttöistä Hilti-iskuporaa.

7 5 Jauhenäytteet yhdistettiin analysointia varten siten, että näyteen homogenisoinnin jälkeen neljästä peräkkäisestä näytteestä otettiin yhtä suuret määrät jauhetta ja näin yhdistetyistä näytteistä analysoitiin kulta. Liittyy osassa on lueteltu eri kohteista analysoitujen näytteiden numerot sekä analyysitilausten numerot. Vuonna 1984 otettiin yhteensä 894 litonäytettä, näistä analysoitiin Kontaksen (1981) kuvaamalla tavalla kulta. Analyysejä yhdistetyistä näytteistä kertyi 267. Yksikään näytteistä ollut anomaalinen kullan suhteen. Korkein lukuarvo oli 7 ppb, valtaosa näytteistä antoi tuloksen 0 ppb. Kesällä 1985 otettiin yhteensä 269 näytettä karttalehdillä ja olevista kohteista. Yhdistetyistä näytteistä analysoitiin Au. Korkein kultapitoisuus oli 110 ppb ja kun tämä näytesarja purettiin niin yhdessä näytteessä oli analyysitulosten mukaan 70 ppb Au. Muilta osin tulos oli alle 10 ppb. Karttalehdeltä ja 05 otettiin lisäksi moreeninäytteitä, joilla pyrittiin selvittämään kullan esiintymistä moreenissa Loukusan lähettämien kansannäytteiden länsi-ja luoteispuolella. Yhteensä otettiin 22 pisteestä 60 näytettä. Karttaan M 31.1 ja 2/3533 on merkitty näytepisteiden sijainnit sekä anomaaliset pisteet. Korkein Au-pitoisuus oli 30 ppb eikä se ilmeisesti yksittäisenä pitoisuutena ole merkittävä. GEOLOGINEN YLEISKATSAUS Kallioperä Kainuun liuskejakso koostuu valtaosin varhaisproterotsooisista metasedimenteistä jotka ovat puristuneet kahden kratonisen lohkon väliin (kuva 1). Laajoki et al. (1983) jakavat Puolangan kallioperän neljään pääyksikköön : itäinen ja läntinen paragneissi, Kurkikylän ryhmä, sekä varsinainen Kainuun liuskejakso. Kuvassa 2 on esitetty kaavamaisesti liuskejakson pohjoisosan litostratigrafia (Laajoki et al. 1983). Paljakkavaaran ja Turpeisenvaaran alueilla olleet kohteet sijoittuvat Kurkikylän ryhmään. Tutkimuskohteiden alaosien sedimentit ovat melko pitkälle rapautuneita, sensijaan yläosissa mukaan tulee mikrokliini, joka kertoo siirtymisestä epäkypsempään lähdemateriaaliin. Muodostuman konglomeraatit ovat Paljakkavaaran alueella valtaosin oligomiktisiä, palloaineksen ollessa pääosin juonikvartsia. Turpeisenvaaran alueella tutkituilla kohteilla tavataan juonipalloisten konglomeraattien lisäksi pohjan granitoideja, vulkaniitteja ja liuskeita palloina konglomeraateissa. Mäntykankaan muodostuman Kangas (1985) lukee kuuluvaksi Itä-Puolangan ryhmään. Muodostuma alkaa metakonglomeraatilla mikä ilmentää erosionaalista jatkuvuutta, muodostuma hienonee

8 6 Kuva 2. Kainuun liuskejakson pohjoisosan litostratigrafian kaavioesitys (Laajoki et al. 1983). ylöspäin siten että yläosa on hienoa hiekkaa vastaava arkosiitti. Konglomeraattisen alaosan paksuus vaihtelee 0-55 metriin. Polymiktisen konglomeraatin palloista 90 Z koostuu liuskejakson kivistä ja 10 % arkeeisista kivistä. Konglomeraatille on tyypillistä koururistikerroksellisuus ja hienorakeisemmat areniittiset epäjatkuvat välikerrokset. Ristijärvellä, Koljatinvaaran itäpuolella sijaitsevan konglomeraatin asema on epäselvä. Kongiomeraattia tavataan yhdessä paljastumaryhmä s sä, sen itäpuolella on pohjan kiviä ja länsipuolella kvartsiitteja, kyseinen konglomeraatti ei kuitenkaan ole pohjakonglomeraatti sillä se koostuu juonikvartsipallojen lisäksi kvartsiitti- ja liuskepalloista iskoksen ollessa tummaa kvartsiittia.

9 AIHEEN ARVIOINTI Vuosina tehdyissä konglomeraattien kultatutkimuksissa ei havaittu anomaalisia kultapitoisuuksia. Analysoidut erittäin alhaiset Au-pitoisuudet saattavat osoittaa ettei lähdealueella ole ollut merkittävästi kultaa, ja jos sitä lähdealueella on ollut niin näytteenotossa ei ole osuttu niihin paikkoihin mihin kulta on rikastunut. Tulkintojen perusteella ainakin osa näytteenotosta on tehty palmikoivista jokiuomista ja sellaisten kourujen pohjilta joihin on selvästi havaittu rikastuneen raskasmineraaleja. Kuopio Timo Heino geologi

10 8 LÄHDEKIRJALLISUUS Härmä, P., Pohjois-Puolangan Siikavaaran - Lukkarinvaaran alueeen alaproterotsooisten sedimenttien litostra tigrafia, paleosedimentologia ja rakenne. Res Terrae, Ser. B, No. 10 Kangas, R., Alaproterotsooisen Itä-Puolangan ryhmän länsiosan litostratigrafia, paleosedimentaatio ja rakenne, Puolanka. Res Terrae, Ser. B, No. 8 Kontas, E., 1981 Rapiddetermination of gold by flameless atomic absorption spectrometry in the ppb and ppm ranges without organic solvent extraction. Atomic Spectroscopy, 2(2) : Laajoki, K., 1984b. Kainuun liuskejakson pohjoisosan kultamalmiprojektin toimintasuunnitelma ajalle Lajoki, K., Ervamaa, P., Havola, M., Heino, T., Kangas., R., & Strand, K., The proterozoic Kainuu Schist Belt. Exogenic processes and related metallogeny in the Svecokarelian geosynclinal complex. Toim. K. Laajoki & J. Paakkola. Geol. Surv. Finland, Guide 11. Laajoki, K., Strand, K & Härmä, P., Oulun yliopiston geologian laitoksen ajalla suorittamat Kainuun liuskejakson pohjoisosan kvartsiittien ja konglomerattien kultakriittisyyttä koskeneet tutkimukset. Kainuun liuskejakson pohjoisosan kultamalmiprojekti, Raportti, Oulun yliopisto. 55 s. Meriläinen, K., Suomen geologinen kartta, kallioperäkartta. Lehti Jonku. Strand, K., Alaproterotsooisen Kurkikylän ryhmän ja sen päällä olevien karjalaisten muodostumien litostratigrafia, paleosedimentologia ja rakenne. Res Terrae, Ser. B, No. 7

11 LIITYY Geologiset kartat M /3533 1/-86 M 11.1 ja 2 / /-84 M / /-84/1 M / /-84/2 M / /-84/3 Geokemialliset kartat M 35.1 ja 2/3533 1/-86 Hieet Hie N :o Tyyppi K1 Havaintonumero KU09872 KOH R KU09871 KOH R KU09870 KOH R KU09869 KOH R KU09792 KOH R KU09868 KOH R KU09789 KOH R KU09791 KOH R KU09785 KOH R KU09787 KOH R KU09786 KOH R KU09788 KOH R KU09790 KOH R KU06317 OH TK KU06316 OH TK KU09504 OH TOH KU09502 OH TOH KU09507 OH TOH KU09501 OH TOH KU09503 OH TOH KU09506 OH TOH KU09505 OH TOH KU09768 OH TOH KU09767 OH TOH Analyysinumerot ja analyysitilaus Vuosi Analyysinum Tilaus N :o K1 Kunta Kohde Näyte PUOLANKA SUOLIJARVI PEDO PUOLANKA SUOLIJÄRVI PEDO PUOLANKA SUOLIJÄRVI PEDO PUOLANKA MANTYKANGAS LITO RISTIJÄRVI KOLJATINVAARA LITO PUOLANKA HALLAVAARA LITO PUOLANKA PALJAKKAV LITO PUDASJÄRVI TURPEISENVAARA LITO PUDASJÄRVI KIUASVAARA LITO

12 10 Vuosi Analyysinum Tilaus N :o Kl Kunta Kohde Näyte PUOLANKA PALJAKKAV LITO PUDASJÄRVI HUHMARHARJU LITO PUOLANKA PALJAKKAVAARA LITO PUOLANKA KISKONKOSKI LITO PUOLANKA HONKA-JYLKKY LITO PUOLANKA PALJAKKAVAARA LITO PUOLANKA PALJAKKAVAARA LITO PUOLANKA PALJAKKAVAARA LITO SUOMUSSALMI PALJAKKAVAARA LITO PUOLANKA LUKKARINVAARA LITO Havaintonumerot TJR TJR SVK SVK-84-50