GEOKEMIALLISET TUTKIMUKSET PATTIJOEN TUGHINNON, KASTELLIN J A JOKIKANKAAN KOHTEISSA

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VÄLI-SUOMEN ALUETOIMISTO M19/2441/-94/1/18. 0 Tuohinto, Jokikylä, Kastell i Esko Iisal o GEOKEMIALLISET TUTKIMUKSET PATTIJOEN TUGHINNON, KASTELLIN J A JOKIKANKAAN KOHTEISSA

2 SISÄLLYSLUETTELO sivu Tutkimusalue 1 Tutkimuksen lähtökohta 1 Kallioperä 2 Kairareijät 3 Maaperä 4 Moreenin geokemia 4 Geofysikaaliset anomaliat 4 Näytteenotto, analysointi ja tulostus 4 Tulokset 5 Tuohinto 5 Kastelli 7 Jokikangas 8 Kivilajien keskipitoisuudet 9 Yhteenveto 9 Lähteet 1 0 Liitteet 1-22

3 1 TUTKIMUSALUE Tutkimusalue sijaitsee Pattijoen kunnassa Ylipään kyläss ä karttalehdellä (kuva 1). Alueellisella geokemialli - sella kartalla (1 näyte/ 4 km2 ) tutkimusalue sijoittuu anomaa - lisen Perämeri-Laatokka vyöhykkeen pohjoispuolelle. Alueell a erottuu pienialaisia kupari- ja sinkkianomalioita, jotk a liittyvät suprakrustisiin kivilajeihin (karttaliite 1 ja 2). Tutkimusalue jakaantuu kolmeen osa-alueeseen, jotka ova t Tuohinto, Kastelli ja Jokikangas. Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti. TUTKIMUKSEN LÄHTÖKOHT A Tutkimus on osa Vihanti-Pyhäsalmi-hanketta, jonka tarkoituk - sena on etsiä uusia sulfidimalmeja ja tehdä kallioperäkartoi - tusta, geokemiallista ja geofysikaalista tutkimusta vyöhyk -

4 2 keellä Kiuruvesi-Pyhäsalmi-Vihanti-Raahe. Tämän vyöhykkee n luoteisosan tutkimukset aloitettiin geokemiallisella esitut - kimuksella. Tunnustelevaa näytteenottoa tehtiin magneettisii n ja sähköisiin anomalioihin alueilla, missä tunnetaan lukuisi a geofysikaalisia ja geokemiallisia indikaatioita. Magneettisesti erottuvista suprakrustisista kivilajeista haluttii n kallionpintanäytteitä ja viitteitä mandollisista mineralisoi - tumista. Samalla saatiin tietoa maapeitteiden paksuudesta. Lisäksi voitiin testata iskuporakaluston soveltuvuutta paksu - jen, vaikeasti läpäistävien moreenipeitteiden alueella. KALLIOPERÄ Kallioperäkartan mukaan (karttaliite 3) tutkimusalue on os a Keski-Pohjanmaan liuskealuetta, jotka koostuvat pääosaltaa n metasedimenteistä ja happamista syväkivistä. Kiilleliuskeess a on amfiboliittisia välikerroksia. Alueen halki kulkee luo - teesta kaakkoon siirros, jossa liuskeet rajautuvat graniit - tiin. Karttalehden pohjoisosassa kohoaa koostumuksel - taan graniittinen Hummastinvaara 60 metriä merenpinnan ylä - puolelle. Näyttenottokohteet ovat metrin korkeudella. Kalliopaljastumia on vähän ja ne sijaitsevat alueen etelä - osassa Relletin kylän länsipuolella. KAIRAREIAT Kastellin Kissakankaalta, Ylipään kylän itäpuolelta löydetty - jen sinkkipitoisten dolomiitti-karsilohkareiden vuoksi Gt l teki 50-luvun lopulla Linnakankaan alueelle syväkairausta, joita Outokumpu Oy jatkoi 80-luvun alussa. Alueelle on kai - rattu yhteensä kymmenkunta reikää. Alueella on todettu Lam - pinsaari-tyyppisiä kiviä ja saatu ohut sinkkilävistys Linna - kankaan itäpuolelta (Pelkonen 1992). Lisäksi Kastellin aluee n koillisreunalle ja sen ulkopuolelle Mustakannonkankaalle o n tehty ainakin 6 kairareikää.

5 Myös Tuohinnon alueen pohjoisosassa olevaan magneettisee n anomaliaan on tehty yksi syväkairareikä (Oku) ja lounaiskul - man anomaliaan kolme kairareikää (Rautaruukki, Oku). 3 MAAPERÄ Tasoittunut harjujakso kulkee luoteesta kaakkoon suunnass a 305 karttalehden halki Relletistä Raahen suuntaan. Harjusta erkanee sen pohjoispuolella virtaavan Olkijoe n alueelle lukuisia matalaan veteen syntyneitä hiekkaisi a rantavalleja. Moreenista huuhtoutuneita rantakerrostumia j a rantavalleja on Hummastinvaaran itäpuolisilla suoalueilla. Rantavallien pinnalle on kinostunut lentohiekkaa ja dyynejä. Tuohinnon näytteenottoalueen pohjoisosa sijaitsee harjualu - eella. Harjujakson eteläpuolella on laajalti suurikokoisi a ablaatiomoreeniselänteitä. Selänteet ovat paikoin kilometri n pituisia ja niiden korkeus on 5-15 metriä, kuten Korkiakan - gas, Linnakangas ja Soramäenkangas. Muodostumien aines o n jäätikön sulamisveden huuhtomaa hiekkamoreenia, jonka pinta - osa on rikastunut lohkareista. Luoteisella proksimaalisivull a esiintyy jäätikön suuntaamaa pohjamoreenia ja kaakkoisell a distaalisivulla hiekkakerroksia. Moreeniselänteet ovat synty - neet osittain liikkeessä olleen jäätikön poikittaisiin rai - loihin, mistä osoituksena ovat muodostumien väliin jäänee t kuolleen jään painanteet. Suunta 305 on jäätiköitymisen viimeisin voimakas kuljetus - suunta, sillä myös drumliinit Hummastinvaaralla, Kotasaares - sa, Kalliokankaalla ja Säilynnevalla ovat tässä suunnassa. Paksuja silttikerrostumia esiintyy suoaltaissa turpeen all a mm Sorttasen alueella ja Jokikankaalla. Korkeus merenpinnast a on karttalehden luoteisosassa 20 metriä nousten kaakossa 6 0 metriin.

6 4 MOREENIN GEOKEMI A Moreenin keskimääräinen pitoisuustaso näkyy alueellisilt a geokemiallisilta kartoilta. Sinkin pitoisuudet ovat luokka a ppm ja kuparin ppm (karttaliitteet 1 ja 2). GEOFYSIKAALISET ANOMALIA T Alueen magneettisten anomalioiden luonteen selvittämiseks i näytteenottoalueet sijoitettiin karttaliitteessä 4 kuvatuill e Tuohinnon, Kastellin ja Jokikankaan alueille. NAYTTEENOTTO, ANALYSOINTI JA TULOSTU S Näytteenotto tehtiin iskuporakalustolla syksyllä Näyt - teitä otettiin Tuohinnosta 234 pisteestä, Kastellista 11 7 pisteestä ja Jokikankaalta 25 pisteestä, jolloin yhteismäär ä oli 372 pistettä. Pisteverkko oli tasavälinen 125 x 25 0 metriä ja pistetiheys 32 pistettä/km2. Jokaisesta pisteest ä otettiin pohjamoreeninäyte mandollisimman syvältä sekä rapa - kallio- tai kallionäyte. Jokikankaalta kallionäytteitä e i maapeitteiden paksuuden vuoksi saatu. Näytteistä analysoitiin Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb ja Zn AAS :ll ä (511A) Kuopion laboratoriossa. Kastellin alueelta Cu :a ei analysoitu. Alkuaine- ja kivilajikartat tulostettiin (Pekka Pietikäinen ) Alkemia-ohjelmalla. Kallioperäkartta tulostettiin Kalpea - ohjelmalla (Jukka Kousa). Kartta perustuu julkaisemattomaa n aineistoon (Kousa, Luukas -94).

7 5 TULOKSET TUGHINTO MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeitteen keskipaksuus on 10 metriä (karttaliite 5). Alueen keskiosan suoalueilla esiintyy metrin paksuuksia, joiden läpäiseminen on lähes ylivoimainen tehtävä iskuporaka - lustolle. Harjukerrostumat vaikeuttivat moreeninäytteide n saantia alueen pohjoisosassa. NÄYTTEIDEN KIVILAJIT Iskuporalla kallion pinnasta otetuista näytteistä määritet - tiin kivilaji stereomikroskooppitarkastelun perusteella. Myös moreeninäytteiden pääkivilajit havainnoitiin. Rapakallio- j a kallionäytteiden lukumäärä oli 60 ja moreeninäytteiden 185. Näyteaineistoon perustuva kivilajikartta on liitteessä 6. Yleisimmät kiviajit alueella ovat graniitti ja granodioriit - ti. Ne liittyvät kvartsidioriittimuodostumiin, joista suuri n erottuu magneettisella kartalla alueen lounaiskulmassa. Suprakrustiset kiillegneissit ja kvartsimaasälpäliuskee t muodostavat poimuttuneita jaksoja alueen eteläreunalle j a pohjoisosaan. Lisäksi esiintyy merkkejä edellistä kapeammist a liuskesuikaleista alueen eri osissa. Kvartsimaasälpäliuskeik - si merkityistä kivilajeista osa on tulkittu happamiksi j a intermediäärisiksi vulkaniiteiksi. Tremoliittikarsikive ä esiintyy yhdessä näytteessä alueen eteläreunalla.

8 6 GEOKEMIALLISET KARTAT KUPARI Koko näyteaineiston pitoisuuksien keskiarvo on 31 ppm (kart - taliite 7). Kallio/rapakallionäytteiden keskipitoisuus on 5 5 ppm ja moreeninäytteiden 23 ppm. Samalla kartalla on esitett y sekä moreenien että kallio/rapakallionäytteiden pitoisuudet. Tästä seuraa että suuri osa rapakallionäytteidtä esiinty y anomaalisina. Verrattaessa anomaliakuvaa kivilajikarttaan havaitaan liuskeiden erottuvan anomaalisina. Myös pitkäll e rapautuneissa graniiteissa esiintyy korkeita pitoisuuksia. Anomaalisina voidaan pitää yli 100 ppm :n pitoisuuksia. Kupa - rikiisupirotteesta johtuviksi voidaan tulkita yli 200 ppm : n pitoisuuksia. Niihin voidaan harkita tarkistusnäytteenottoa, sillä käytetty 125 metrin pisteväli voi antaa vain viitteit ä mandollisista mineralisaatioista. Tarkistettavia kohteit a ovat ppm :n anomaliat näytteenottoalueen pohjoisosas - sa. Erityisen mielenkiintoisia ovat lounaisosassa sijaitseva t anomaliat, joissa on ppm :n kuparipitoisuuksien lisäk - si sinkkiä ppm ja lyijyä ppm. Molemmat anomali - at liittyvät magneettisella kartalla erottuviin liuskemuodos - tumiin, jotka pohjoisessa koostuvat kiillegneissistä, kvart - simaasälpäliuskeesta ja graniitista ja etelässä pääasiass a kiillegneissistä ja kiilleliuskeesta. SINKK I Pitoisuuksien keskiarvo on 49 ppm (karttaliite 8). Kallio/ra - pakallionäytteiden keskipitoisuus on 73 ppm ja moreeninäyt - teiden 41 ppm. Selvästi anomaalisia ovat yli 150 ppm :n sinkkipitoisuudet. Näytteenottoalueen lounaisosan luode-kaakko suuntaista anoma - liaa, jossa on sinkkiä ppm, voidaan pitää tarkistet - tavana kohteena. Anomalian kupari- ja lyijypitoisuudet ova t myös merkittävästi kohonneet.

9 7 MUUT ALKUAINEE T Korkein lyijypitoisuus 89 ppm liittyy alueen lounaisosa n sinkki-kuparianomaliaan (karttaliite 9). Alueen koillis - reunalla on kaksi yli 80 ppm :n lyijypitoisuutta kallionäyt - teissä. Myös lievästi kohonneet ppm :n nikkelipitoisuudet liit - tyvät pohjois- ja lounaisosien liuskeisiin (karttaliite 10). Pohjoisosan magneettista maksimia sivuava 117 ppm :n pitoisuu s saattaa johtua mustaliuskeesta. Koboltti-, rauta- ja mangaanianomaliat liittyvät liuskemuo - dostumiin (karttaliitteet 11, 12, 13). KASTELL I MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeitteen paksuus on pääosin 5-10 metriä (karttaliite 14). KIVILAJI T Näyteaineiston pääkivilajeja ovat kiillegneissi, kvartsi- j a granodioriitti sekä graniitti. Lisäksi esiintyy kvartsimaasälpäliusketta, emäksistä vulkaniittia, sarvivälkegneis - siä, grafiittigneissiä ja karbonaattikiveä (karttaliite 15). Alueelta on syväkairausten perusteella kuvattu Lampinsaari - tyypin kivilajiseurue (Pelkonen 1992). Alueen halki lounaast a koilliseen kulkee kaarenmuotoinen magneettinen anomalia, jossa esiintyy liuskeita ja kvartsidioriittia.

10 8 GEOKEMIALLISET KARTA T SINKK I Pitoisuuksien keskiarvo on 38 ppm (karttaliite 16). Maksimi - pitoisuus 107 ppm sijoittuu magneettisen anomalian pohjoisosaan. Näytteen kivilaji on kiilleliuske, jossa on hiukan rikki- ja magneettikiisua. Magneettiseen anomaliaan liitty y ppm :n sinkkianomalia. MUUT ALKUAINEE T Alueen lounaisosasta saatiin rautarikas limoniittimaine n näyte, jossa on 27 % rautaa. Näyte sisältää nikkeliä 430 ppm, lyijyä 24 ppm ja kobolttia 64 ppm. Näytteen itäpuolell a olevasta karbonaattinäytteestä mitattiin 210 ppm :n nikkeli - pitoisuus. Nikkelin keskipitoisuus on alueella 34 ppm, lyijyn 9 ppm, raudan 2.5 % ja koboltin 13 ppm (karttaliitteet 16, 1 7 ja 18). JOKIKANGA S MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeite on yleensä 5-10 metrin vahvuinen. Syvin näyte o n saatu 16 metrin syvyydestä alueen kaakkoisosasta (karttaliit e 14). GEOKEMIALLISET KARTA T Alueelta saatiin ainoastaan moreeninäytteitä tasavälisell ä 200 x 200 metrin pisteverkolla 25 pisteestä. Koska kallion pintaa ei saavutettu, moreenin pitoisuude t jäivät verrattain alhaiselle tasolle, jota kaukaa kulkeutunut

11 aines on laimentanut. Maksimipitoisuudet ovat : sinkki 63 ppm, lyijy 14 ppm, kupari 38 ppm, koboltti 13 ppm, nikkeli 34 pp m 9 ja rauta 3.0 %. Geokemialliset kartat on esitetty karttaliit - teissä 19, 20 ja 21. KIVILAJIEN KESKIPITOISUUDE T Tuohinnon ja Kastellin alueilta saatujen kallionäytteide n kivilajikohtaiset keskipitoisuudet on esitetty taulukossa 1. Suurimmat pitoisuudet ovat kiilleliuskeessa ja kiillegneis - sissä, pienimmät graniitissa ja kvartsimaasälpäliuskeessa. Kivilajista riippumatta voi kiisujen esiintyminen tai voima - kas rapautuminen moninkertaistaa yksittäisen kivilajinäyttee n metallipitoisuuden. KL KGn GrGn KvDr Gr Ivulk KvMsL Co Cu Ni Pb Zn Fe ~03 ~ Taulukko 1. Tutkimusalueen eri kivilajien keskipitoisuude t (mediaanit). Pitoisuudet ppm :nä, Fe prosentteina. Maksimipi - toisuudet on esitetty vahvennetuilla, minimipitoisuude t varjostetuilla numeroilla. YHTEENVETO Kallionpintanäytteenotolla, jonka pistetiheys oli 125 x 20 0 metriä, saatiin kuva kohteen kivilajikoostumuksesta. Enemmis - tönä olevat graniittiset kivilajit leikkaavat suprakrustisi a

12 1 0 liuskeita, jotka muodostavat geokemiallisia anomalioita mag - neettisella kartalla näkyvien häiriöiden kohdalle. Alueell a esiintyy Lampinsaari- tyypin kivilajeja, joihin kuuluvat vul - kaniitti-, grafiitti- ja karsikivet. Ennakkokäsitys iskuporanäytteenoton huonosta soveltuvuudest a osoittautui oikeaksi. Näytteen saaminen yli 10 metrin syvyy - destä vaati keskimäärin 5-10 yritystä, jolloin aikaa yksit - täisellä pisteellä kului useita tunteja. Jokikankaan kohtees - sa moreenin pohjaosaan ei päästy. Kallionpintanäytteenott o esim Poka-kalustolla olisi selvästi halvempi ja nopeamp i vaihtoehto eikä näytteenotto pysähtyisi moreenin sisältämii n lohkareisiin, mikä on iskuporalle tyypillistä. Vaatimus pohjanäytteenotosta nostaa iskuporan terä- ja tankokalusto n kulutuksen moninkertaiseksi, sillä kalusto ei kestä iskemist ä koviin lohkareisiin. Käytännössä 60-luvulla kehitetyn iskupo - rakaluston vähittäinen korvaaminen nykyaikaisella kalustoll a on ainoa varma keino uusien malmiaiheiden tuottamiseksi. Jatkotutkimukset voidaan toteuttaa verrattain pienellä näyt - teenottomäärällä esiintulleisiin Cu-Zn-Pb anomalioihin, ensi - sijaisesti Tuohintoon, joka on ennestään vähemmän tunnettu. Anomalioiden pitoisuus nousee monin paikoin tasolle, joka on mineralisoitumaa ympäröivälle malmipirotteelle tai aureolill e ominainen. LÄHDE : K. Pelkonen 1992 : Vihannin ympäristön malminetsintäkohteide n historiaa. Raportti, Outokumpu Finnmines OY. Esko Iisal o geologi

13 1 1 LIITTEET : KARTTALIITE 1. Moreenin ZN-pitoisuudet Pohjois - Pohjanmaal l a 2. Moreenin CU-pitoisuudet -" - 3. Tutkimusalueen kallioperä 4. Tutkimuskohteiden sijainti magneettisella kartall a 5. Tuohinto, näytesyvyyde t 6. Tuohinto, kallioaineksen kivilaji t Tuohinto, alkuainekartat Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Fe, Mn 14. Kastelli, Jokikangas, näytesyvyyde t 15. Kastelli, kallioaineksen kivilaji t Kastelli, alkuainekartat Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Mn Jokikangas, alkuainekartat Zn, Pb, Cu, Co, Fe, Mn LIITE 22. Analyysituloksia

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35 Tuohinto CO 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 236 Missing cases 0 CU _511 A Mean Median Maximum Minimum Valid cases 236 Missing cases 0 FE 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 236 Missing cases 0 MN 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 236 Missing cases 0 NI a 511A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 236 Missing cases 0 PB 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 236 Missing cases 0 ZN 511 A Mein Median Minimum Maximum Valid cases 236 Missing cases 0 SYVYY S Mean Maximum Median Minimum Valid cases 236 Missing cases 0

36 Kastelli C0 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 117 Missing cases 0 FE 511 A Mean Median Maximum Minimum Valid cases 117 Missing cases 0 MN_511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 117 Missing cases 0 NI 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 117 Missing cases 0 PB 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 117 Missing cases 0 ZN 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 117 Missing cases 0 SYVYY S Mean Maximum Median Minimum Valid cases 117 Missing cases 0

37 Jokikylä CO 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 CU 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 FE 511 A Mean Maximum Median Minimum Valid cases 25 Missing cases 0 MN 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 NI a 511A Men Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 PB 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 ZN 511 A Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0 SYVYYS Mean Median Minimum Maximum Valid cases 25 Missing cases 0