GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö M06/2342/2008/75 SIEVI Pikipannu Mauri Niemelä

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö M06/2342/2008/75 SIEVI Pikipannu Mauri Niemelä Tutkimustyöselostus Sievin kunnassa valtausalueilla Pikipannu 1-4 (kaivosrekisterinumero 8118/1-4) suoritetuista karbonaattikivitutkimuksista vuosina

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Mauri Niemelä Raportin laji Tutkimustyöselostus Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Raportin nimi Tutkimustyöselostus Sievin kunnassa valtausalueilla Pikipannu 1-4 (kaivosrekisterinumero 8118/1-4) suoritetuista karbonaattikivitutkimuksista vuosina Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskus on vuosien aikana tutkinut Sievin kunnassa kirkonkylän lounais- ja länsipuolella sijaitsevaa Pikipannun karbonaattikiviesiintymää. Kohteessa on suoritettu lohkare-etsintää, magneettisia ja sähköisiä mittauksia 7 km 2 :n alueella ja kairattu 13 reikää, yhteispituudeltaan metriä. Karbonaattikiviesiintymä on vuonna 2004 Isomaalta löydetyn karbonaattikivikerroksen jatke länteen. Pikipannun karbonaattikiviesiintymä on kapeana kerroksena graniitti-granodioriitti-batoliittia kiertävässä suprakrustisessa vyöhykkeessä, jossa on sekä sedimenttisyntyisiä kiviä että metavulkaniitteja. Tässä tutkimustyöselostuksessa on käsitelty noin kuuden kilometrin pituista osaa karbonaattikivikerroksesta, jolla voi olla pituutta yli 20 kilometriä. Karbonaattikivikerroksen paksuus on 2 9 metriä (keskipaksuus noin 5 metriä). Se kaatuu itäosassa 55 :een kulmalla etelään ja keski- ja pohjoisosassa :een kulmalla lounaaseen. Karbonaattikiven väri vaihtelee vaaleasta harmahtavaan. Paikoin silikaattimineraalit antavat kivelle vihertävän sävyn. Pikipannun karbonaattikivestä ei ole tehty mitään määrityksiä. Isomaan kivestä tehtyjen mineralogisten määritysten perusteella karbonaattikiveä voidaan kutsua kalsiittiseksi dolomiittikiveksi. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Sievi, Pikipannu, karbonaattikivi, geofysiikka, kairaus Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Länsi-Suomen lääni, Sievi, Pikipannu Karttalehdet , 08 Muut tiedot Arkistosarjan nimi M06 Arkistotunnus M06/2342/2008/75 Kokonaissivumäärä 16 s., 5 liitettä (11 liites.) Kieli suomi Hinta Julkisuus Yksikkö ja vastuualue Itä-Suomen yksikkö, VA401 Allekirjoitus/nimen selvennys Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Mauri Niemelä

3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no Authors Mauri Niemelä Type of report Report on exploration activities Commissioned by Geological Survey of Finland Title of report Tutkimustyöselostus Sievin kunnassa valtausalueilla Pikipannu 1-4 (kaivosrekisterinumero 8118/1-4) suoritetuista karbonaattikivitutkimuksista vuosina A research report of carbonate rocks in the claim areas Pikipannu 1-4 (mining register number 8118/1-4) at Sievi during years Abstract Geological Survey of Finland has carried out exploration on carbonate rock situated at Sievi during years Ground magnetic survey (7 km 2 ) and diamond drilling (13 drill holes, totalling m) were carried out to follow the carbonate rock layer found at Isomaa in The carbonate rock of Pikipannu is situated in twenty kilometres long sedimentary and volcanic horizon around granite-granodiorite-batholith. This report deals with six kilometres long part of this horizon. The carbonate rock layer is 2-9 m thick (mean value 5 m) and in eastern part it is dipping 55 to the south and in central and northern part to the southwest. The carbonate rock is light to light grey in colour, sometimes greenish. Keywords Sievi, Pikipannu, carbonate rock, geophysics, diamond drilling Geographical area Finland, Province of Western Finland, Sievi, Pikipannu Map sheet , 08 Other information Report serial M06 Total pages 16 p., 5 appendices Unit and section Eastern Finland Office, VA401 Signature/name Language Finnish Archive code M06/2342/2008/75 Price Project code Signature/name Confidentiality Mauri Niemelä

4 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO Tutkimusten tausta ja tavoitteet Tutkimusalueen sijainti Aikaisemmat tutkimukset 6 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET Geologiset tutkimukset Geofysikaaliset mittaukset Kairaus 10 3 TUTKIMUSTULOKSET Esiintymän geologinen ympäristö Karbonaattikiviesiintymä Esiintymän arviointi 13 4 TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN 13 5 KIRJALLISUUS 14 6 LIITTYY 15 7 LIITTEET 16

5 5 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimusten tausta ja tavoitteet Vuosina Geologian tutkimuskeskus suoritti karbonaattikivitutkimuksia Sievin kirkonkylän eteläpuolella olevalla Isomaalla (Niemelä 2007). Tutkimusten tarkoituksena oli löytää karbonaattikiviesiintymä Pohjois-Pohjanmaan eteläosista, koska alueella ei ole maatalouskalkin tuottajaa, vaan maatalouskalkki pitää tuoda joko Vimpelistä (Nordkalk Oyj) tai Paltamosta (Juuan Dolomiittikalkki Oy). Tutkimuksissa löydettiin Isomaalta karbonaattikivikerros, jota tutkittiin noin kolmen kilometrin matkalla ja todettiin, että se jatkuu molempiin suuntiin ja magneettisen matalalentokartan perusteella sillä voi olla pituutta yli 20 kilometriä. Tässä tutkimustyöselostuksessa käsitellään tämän karbonaattikivikerroksen jatkeita länteen noin kuuden kilometrin matkalla. Viite Pikipannun alueella olevasta karbonaattikivestä saatiin Oy Lohja Ab:n Geologian tutkimuskeskukselle luovuttamista karbonaattikivitiedoista. Vuonna 1987 oli Oy Lohja Ab saanut Petäistönjärven länsipuolelta kansannäytteenä karbonaattikivilohkarenäytteen, jonka MgO-pitoisuus on 14.2% ja CaO-pitoisuus 34.4%. Pitoisuudet ovat likimain samat kuin Isomaan karbonaattikivellä (Niemelä 2007). Oy Lohja Ab luovutti samalla kertaa myös muita alueen karbonaattikivihavaintoja mukaan lukien Outokumpu Oy:ltä saamiaan karbonaattikivitietoja. Pikipannun tutkimuksia on tehty samaan aikaan kuin Isomaan tutkimuksia (Niemelä 2007). Tutkimuksiin ovat osallistuneet allekirjoittaneen lisäksi teknikko Pentti Toivanen ja tutkimusavustaja Erkki Niskanen. Geofyysikko Timo Tervo on vastannut geofysikaalisista tutkimuksista.

6 6 1.2 Tutkimusalueen sijainti Pikipannun tutkimusalue sijaitsee Oulun läänissä Sievin kirkonkylän lounais- ja länsipuolella karttalehdillä ja 08 (kuva 1). Geologian tutkimuskeskus teki alueelle neljä valtausvarausta Pikipannu 1-4 (kaivosrekisterinumerot 8118/1-4) (liite 1), jotka KTM hyväksyi Kohde on nimetty Pikipannuksi tutkimusalueen luoteisosassa olevan Pikipannunkankaan mukaan, jonka lähistölle valtaosa löydetyistä karbonaattikivilohkareista sijoittuu (liite 2). Alueella ei ole ympärivuotista asutusta. Vapaa-ajan asuntoja on pääasiassa tutkimusalueen luoteisosassa Petäistönjärven rannalla. Alueella ei ole myöskään luonnonsuojelualueita. 1.3 Aikaisemmat tutkimukset Tutkimusalueelta on 1: mittakaavainen Sievin kallioperäkartta (Salli 1962) (kuva 1) ja sen selitys (Salli 1966). Västi (1978) on tehnyt pro gradu-tutkielman Sievi Rautio alueen liuskevyöhykkeen geologiasta. Se käsittelee osittain tutkimusaluetta, mutta pääasiassa tutkimusalueen länsi- ja pohjoispuolella olevia alueita. Nyt tehdyt tutkimukset ovat jatketta vuosina tehdyille Isomaan karbonaattikivitutkimuksille (Niemelä 2007). Matalalentomittaukset Sievin karttalehdellä (2342) on tehty vuonna Sievin kirkonkylän länsipuolella on heikosti magneettinen granodioriitti-graniitti-batoliitti, jota kiertävät selvästi magneettiset sedimenttiset ja vulkaaniset kivet (kuva 1), joihin tutkittava karbonaattikivi liittyy.

7 7 Kuva 1. Pikipannun ja Isomaan tutkimusalueiden sijainti yhdistetyllä magneettisella matalalento- ja kallioperäkartalla. Fig. 1. Location of the Pikipannu and Isomaa areas on the combined magnetic map and bedrock map.

8 8 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1 Geologiset tutkimukset Lohkare-etsintää suoritettiin vuosina 2001 ja 2004 sekä kairauksen yhteydessä vuonna Tutkimusalueella on runsaasti kivikkoja (kuva 2), jotka muodostuvat pääasiassa pyöristyneistä granodioriitti- ja graniittilohkareista. Kivikkojen koko vaihtelee vajaasta kymmenestä metristä useisiin kymmeniin metreihin. Kuva 2. Pieni kivikko Pikipannunkankaan koillispuolella. Etualalla näkyy mustana karbonaattikivilohkare MON$ Fig. 2. A small boulder field northeast of Pikipannunkangas. The black carbonate rock boulder (MON$-01-14) is in front of the picture.

9 9 Tutkimusalueella on joitakin vulkaniittipaljastumia lähinnä alueen keski- ja luoteisosassa. Lohkareina vulkaniittia esiintyy vähän ja ne ovat selvästi kulmikkaita. Kaikkiaan karbonaattikivilohkareita löytyi viisi kappaletta (taulukko 1 ja liite 2). Lisäksi tiedossa oli saman verran Oy Lohja Ab:n ja Outokumpu Oy:n lohkareita. Suurin osa näistä lohkareista on aivan valtausalueen luoteisosassa Pikipannunkankaan ympäristössä. Taulukko 1. Karbonaattikivilohkareet. Table 1. Boulders. Havainto Observation number X-koord. X-coordinate Y-koord. Y-coordinate Koko (cm) Size (cm) Lohja Oy Ab x100x100 Huom. Remarks Lohja Oy Ab x60x90 MgO 14.2% CaO 34.4% Lohja Oy Ab Lohja Oy Ab Outokumpu Oy x50x80 MON x60x90 MON x40x50 MON x40x50 MON x100x150 MON x50x Geofysikaaliset mittaukset Vuosina tehtiin systemaattinen geofysikaalinen mittaus (magneettinen ja sähköinen) 7 km 2 :n alueella (liitteet 3 ja 4). Sähköisissä mittauksissa jatkuu jo Isomaalla tavattu kapea sähköinen anomalia (sekä reaali että imaginaari), mutta se loppuu juuri ennen mittausalueen luoteispäätä. Mittausten perusteella tutkimusalueen lounaisosassa on siirros, joka näkyy selvästi

10 10 niin magneettisen kuin sähköisen anomalian katkeamisena (liitteet 3 ja 4). Tässä tutkimuksessa sitä kutsutaan Kanalan siirrokseksi. 2.3 Kairaus Kohteeseen on kairattu vuosina yhteensä 13 reikää, yhteispituudeltaan metriä Geologian tutkimuskeskuksen GM-100 kairakoneella T56-kalustolla (taulukko 2 ja liite 5). Vuonna 2006 kairattiin yhdeksän reikää (R484-R492) yhteispituudeltaan metriä, vuonna 2007 kairattiin kolme reikää (R501-R503) yhteispituudeltaan metriä ja vuonna 2008 yksi reikä, jonka pituus on metriä. Taulukko 2. Kairatut reiät. Table 2. Drill holes. Reikä n:o Drill hole number X-koord X- coordinate Y-koord Y- coordinate Korkeus (m) Elevation from the sea level (m) Suunta / kaltevuus Direction / inclination Pituus (m) Length (m) Maakairaus (m) Overburden drilling (m) R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º R º/45º Yhteensä Total

11 11 3 TUTKIMUSTULOKSET 3.1 Esiintymän geologinen ympäristö Pikipannun karbonaattikivikerros liittyy suprakrustisten kivien vyöhykkeeseen, joka kiertää laajaa granodioriitti-graniitti-batoliittia. Tutkimusalueen itäosassa, ennen Kanalan siirrosta karbonaattikivikerroksen sivukivet ovat samat kuin Isomaalla. Eteläpuolella (yläpuolella) on emäksistä vulkaniittia, jossa on paikoin sarvivälke-porfyroblasteja sisältäviä välikerroksia, jotka ovat ulkomuodoltaan uraliittiporfyriittimäisiä. Kerroksen pohjoispuolella (alapuolella) on aluksi ohut kerros hapanta vulkaniittia ja sitten muutaman metrin paksuinen karsikerros ja tämän jälkeen emäksistä vulkaniittia (paikoin uraliittiporfyriittimäinen) ja intermediääristä vulkaniittia. Kanalan siirroksen jälkeen karbonaattikivikerros siirtyy kauemmaksi sähköisestä anomaliasta. Kerroksen yläpuolella on edelleen emäksinen vulkaniitti, mutta alapuolelta puuttuu paikoin karsi, joka on tyypillinen Isomaan alueella. Kanalan siirroksen koillispuolelle kairatuissa rei issä (liite 5/2) on pegmatiitti sotkenut rakenteita. 3.2 Karbonaattikiviesiintymä Tämä tutkimustyöselostus käsittelee noin 6 kilometrin pituista osaa karbonaattikivikerroksesta, jolla saattaa olla pituutta yli 20 kilometriä. Aikaisemmassa Isomaan tutkimuksessa (Niemelä 2007) on varmennettu noin kolme kilometriä pitkä osuus. Joten varmennetulla karbonaattikivikerroksella on pituutta lähes 10 kilometriä. Kairauksen perusteella maapeitteen paksuus Pikipannun alueella on metriä (keskimäärin 8 metriä). Karbonaattikivikerroksen paksuus vaihtelee 1.90 metristä 9.00 metriin (keskipaksuus 4.90 metriä). Itäisimmällä profiililla R384-R385 (liite 5/1) sen paksuus on kaksi metriä ja muilla

12 12 profiileilla 4-9 metriä. Karbonaattikivikerros kaatuu eteläosissa noin 55º kulmassa etelään. Heti Kanalan siirroksen jälkeen kerros on lähes pysty (kaade 80º lounaaseen), mutta loivenee luoteeseen päin mentäessä ja tutkimusalueen luoteisosassa olevalla Pikipannunkankaalla kaade on 60º lounaaseen. Karbonaattikiven väri vaihtelee vaaleasta harmahtavaan (kuva 3), paikoin karsimineraalit antavat sille vihreän värisävyn. Ainoastaan profiilissa R507-R492 (liite 5/5) karbonaattikivi on epäpuhdasta. Siinä on runsaasti ruskeanpunaisia rautapitoisia kerroksia. Karbonaattikivessä on vaihtelevasti vulkaniittivälikerroksia, joiden paksuus on 2-65 senttimetriä. Kuva 3. Karbonaattikivilävistys ( m) reiässä R502. Laatikon leveys on yksi metri. Pikipannunkangas. Fig. 3. Carbonate rock ( m) in drill hole R502 at Pikipannunkangas.

13 13 Pikipannun alueelta ei ole tehty karbonaattikivestä kemiallisia analyysejä eikä mineralogisia määrityksiä. Isomaan karbonaattikiven mineralogisten tutkimusten mukaan siinä on 40-55% dolomiittia ja 25-45% kalsiittia, joten kiveä voidaan kutsua kalsiittiseksi dolomiittikiveksi. 3.3 Esiintymän arviointi Esiintymä on liian kapea ja paikoin vinossa asennossa hyödyntämistä ajatellen. Vyöhykkeellä, johon karbonaattikivi liittyy, on pituutta yli 20 kilometriä, josta tässä tutkimuksessa on tarkasteltu noin 6 kilometrin pituista osaa. Huomioiden Isomaan tutkimukset karbonaattikivikerroksen todettu pituus on lähes 10 kilometriä ja jatkeet kumpaankin suuntaan ovat auki. Hyödyntämistä ajatellen karbonaattikivikerros on liian kapea, eikä geofysikaalisissa mittauksissa ilmennyt mitään, joka viittaisi mahdolliseen leveämpään esiintymään. Niinpä valtauksesta Pikipannu 1 luovuttiin jo ja valtauksista Pikipannu 2-4 luovuttiin TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN Raportti on talletettu Geologian tutkimuskeskuksen tutkimusarkistoon Espoon Otaniemessä. Kairasydämet on varastoitu Geologian tutkimuskeskuksen kairasydänarkistoon Lopelle. Kaikki kairasydänlaatikot on kuvattu digitaalisesti. Kairausprofiilit on piirretty CorelDraw7-piirtoohjelmalla. Nämä samoin kuin kairausselosteet ja geofysikaalisten mittausten tulokset säilytetään Geologian tutkimuskeskuksen Itä-Suomen yksikössä. Mauri Niemelä

14 14 5 KIRJALLISUUS Niemelä M., Tutkimustyöselostus Sievin kunnassa valtausalueilla Isomaa 2 (kaivosrekisterinumero 7804/1), Isomaa 3 (7884/1) ja Isomaa 4 (7969/1) suoritetuista karbonaattikivitutkimuksista vuosina s., 16 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti M06/2342/2007/65. Salli I., Sievi. Suomen geologinen kartta 1: : kallioperäkartta lehti Salli I., Sievi Nivala kartta-alueen kallioperä. Suomen geologinen kartta 1: : kallioperäkarttojen selitykset lehdet 2342 ja Västi, K., Sievi-Rautio alueen liuskevyöhykkeen geologiasta. Pro gradu-tutkielma, Turun yliopisto.

15 15 6 LIITTYY Kairanreiät ja kairausraportit: M52.5/2342/06/R484-R492 Boreholes and reports M52.5/2342/07/R501-R503 M52.5/2342/08/R507

16 16 7 LIITTEET Liite 1. Valtauskartta Appendix 1. The map of claim areas Liite 2. Lohkarekartta Appendix 2. The map of boulders Liite 3. Pikipannun magneettinen kartta Appendix 3. Pikipannu magnetic anomaly map Liite 4. Pikipannun sähköinen (imaginaari) kartta. Appendix 4. Pikipannu imaginary map Liite 5. Kairausprofiilit Appendix 5. Drilling profiles

17 1 Liite 1 Liite 1. Valtaukset Pikipannu 1-4 (kaivosrekisterinumero 8118/1-4). Appendix 1. The map of the claim areas Pikipannu 1-4 (register number of claims: 8118/1-4).

18 2 Liite 2 Liite 2. Lohkarekartta. Appendix 2. The map of boulders.

19 3 Liite 3 Liite 3. Pikipannun magneettinen kartta. Karbonaattikivikerros on merkitty punaisella viivalla. Kanalan siirros on merkitty mustalla katkoviivalla. Reikänumerointi on liitteessä 4. Appendix 3. The magnetic map of Pikipannu. The carbonate rock layer is drawn by red line. The Kanala fault is drawn by black dashed line. The numbers of drill holes are shown at appendix 4.

20 4 Liite 4 Liite 4. Pikipannun sähköinen (imaginaari) kartta. Karbonaattikivikerros on merkitty punaisella viivalla ja Kanalan siirros mustalla katkoviivalla. Appendix 4. The imaginary map of Pikipannu. The carbonate rock layer is drawn by red line. The Kanala fault is drawn by black dashed line.

21 1 Liite 5 Liite 5. Kairausprofiilit Appendix 5. Drilling profiles Liite 5/1. R484 R485 Liite 5/2. R486 R488 R487 Liite 5/3. R489 R490 Liite 5/4. R501 Liite 5/5. R507 R492 Liite 5/6. R502 R503 R491

22 1 Liite 5/1

23 2 Liite 5/2

24 3 Liite 5/3

25 4 Liite 5/4

26 5 Liite 5/5

27 6 Liite 5/6