GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen aluetoimisto M 19/2633/2000/1/10 Koskee 2544, 2631, 3522, 3611 Tervola Seppo Rossi 18.2.

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen aluetoimisto M 19/2633/2000/1/10 Koskee 2544, 2631, 3522, 3611 Tervola Seppo Rossi TERVOLAN JA ROVANIEMEN MAALAISKUNNAN ALUEILTA TAVATTUJEN MOREENIGEOKEMIAN JA LOHKAREIDEN KULTA-, KUPARI- JA KOBOLTTIVIITTEIDEN MALMIPOTENTIAALIN ARVIOINTI Malmitutkimukset vuosina

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS i KUVAILULEHTI Päivämäärä Tekijät Seppo Rossi Raportin laji Toimeksiantaja Tutkimusraportti Geologian tutkimuskeskus Raportin nimi Tervolan ja Rovaniemen maalaiskunnan alueilta tavattujen moreenigeokemian ja lohkareiden kulta-, kupari- ja kobolttiviitteiden malmipotentiaalin arviointi Malmitutkimukset vuosina Tiivistelmä Peräpohjan liuskealueella ja sen eteläkontaktin läheisyydessä Pudasjärven pohjagneissikompleksin alueella suoritettiin malminetsintää palvelevia maaperägeologisia tutkimuksia vuosina Niissä keskityttiin maapeitteestä tavattujen mutta vielä puutteellisesti tunnettujen kulta-, kupari- ja kobolttiviitteiden malminetsinnällisen merkityksen selvittämiseen. Tutkimukset tehtiin Geologian tutkimuskeskuksen ja Oulun yliopiston geotieteiden laitoksen yhteistyönä ja ne jakautuivat sekä alueellisiin että kohteellisiin vaiheisiin. Alueellisissa tutkimuksissa selvitettiin ilmakuvatulkinnalla ja siihen liittyvillä maastotarkistuksilla tutkimusalueen glasiaaligeologiaa ja -morfologiaa. Yksityiskohtaisempiin tutkimuksiin valittiin seitsemän kohdealuetta: Korttelivaara (kl ), Petäjävaara (kl ), Petäjäskoski (kl ), Vammavaara (kl ), Sihtuuna (kl ja 10), Kivimaa (kl ) ja Louepalo (kl ). Niissä tutkittiin moreenin geokemiaa, litologiaa, struktuuri- ja tekstuuriominaisuuksia tutkimusmontuin ja iskuporanäytteenotoin. Maaperätutkimusta täydennettiin kallioperäkartoituksin ja tarpeen mukaan geofysikaalisin maastomittauksin sekä syväkairauksin. Maapeitteestä otettiin kemiallisiin analyyseihin ja erilaisiin fysikaalisiin tutkimuksiin runsaasti näytteitä. Kaikista moreenin geokemiallisista näytteistä analysoitiin P-fraktio (< 0.06 mm) ja osasta L-fraktio ( mm) ja K-fraktio (> 2 mm) AAS- tai ICP-AES-menetelmällä. Tutkimusalueen eteläosan maapeitteessä suurin osa on loivapiirteisesti kumpuilevaa pohja- ja peitemoreenia. Alueen pohjoisosassa on Rogen-moreeneista drumliineihin ja flutingeihin vaihettuva moreenimuodostumasarja, jossa esiintyy paikoin peitemoreenikumpareita ja kuolleen jään kumpumoreeneja. Moreenipeitteestä on tunnistettu kaksi jäätikön virtausvaihetta, vanhempi 330Ε ja nuorempi 270Ε. Korttelivaaran kohdealue sijoittuu Pudasjärven pohjagneissikompleksin alueelle. Muut kuusi kohdealuetta ovat hajallaan Peräpohjan liuskealueella. Kahdesta moreenipatjasta koostuvat Rogen-moreeniharjanteet ovat tärkein muodostumatyyppi Petäjävaaran, Petäjäskosken ja Vammavaaran alueilla. Niissä emäksisen kiven ja kvartsiitin kontaktivyöhykkeille sijoittuvat moreenin kulta- ja kuparipitoisuudet ovat selvästi ympäristöään korkeammat ja niiden lisäksi myös koboltti Petäjävaaran ja Petäjäskosken alueilla. Harjanteiden yläosan paikallisessa moreenissa esiintyvät anomaliat ovat teräviä ja pitoisuudet laskevat nopeasti suhteessa jäätikön kuljetusmatkaan. Petäjävaaran kohdealueelta paikallistettiin kulta-kuparimineralisaatio hydrotermisesti muuttuneesta hiertovyöhykkeestä. Siitä lähteneitä lohkareita esiintyy paikallisina moreeniharjanteen pinnalla. Kivimaan kohdealueelta louhoksen eteläpuolinen peitemoreenin kulta-anomalia vahvistettiin paikalliseksi ja anomalian aiheuttajaksi todettiin sen alla oleva kallion pinnalta palarapakallioksi hajonnut kvartsi-karbonaattijuonisto. Sihtuunan kohdealueella tutkittiin erikoistyyppistä Sihtuunamoreeniksi nimettyä moreenimuodostumaa ja sen ympäristöä. Pohjois-eteläsuuntaisina harjanteina esiintyvästä moreenista tavattiin huomattavia kultapitoisuuksia ja sitä ympäröivästä moreenista kobolttimalmilohkareviuhka. Louen kohdealueella tehtiin tunnustelevaa montutusta ja Korttelivaaran kohdealueen kultalohkareiden todettiin olevan peräisin Peräpohjan liuskealueelta. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Peräpohjan liuskealue, kulta, kupari, koboltti maaperägeologia, Rogen-moreeni, moreenigeokemia, geokemiallinen malminetsintä, syväkairaus Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Rovaniemen mlk, Tervola, Petäjävaara, Petäjäskoski ja Vammavaara, Kivimaa, Sihtuuna, Loue, Korttelivaara Karttalehdet 2633, 2544, 2631, 3522, 3611 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Kokonaissivumäärä 70 s. Kieli Suomi Hinta Julkisuus Arkistoraportti

3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND Regional Office for Northern Finland Authors Seppo Rossi Title of report Abstract ii DOCUMENTATION PAGE Date Type of report Commissioned by The research report Geological Survey of Finland Study in order to assess an gold-copper-cobalt ore potentiality of till and erratics at the area of Tervola commune and southern Rovaniemi rural municipality Explorations in years Explorations were carried out partly in the area of the Palaeoproterozoic Peräpohja Schist Belt and the Archaean Pudasjärvi Granite Gneiss Complex, which is in contact with the southern border of the schist belt. Studies were focussed on the racing source rocks for gold-copper-cobalt rich till samples and erratics of morainic landforms at case sites Korttelivaara, Petäjävaara, Petäjäskoski, Vammavaara and Kivimaa as well as on special morainic features at case sites Sihtuuna and Louepalo. Regional glacial geological and morphological studies have been done using aerial photo interpretation and subsequent field revisions. Structural, textural, lithological and geochemical characteristics were surveyed by tractor excavations in the all case sites and percussion drillings in some of them. Several types of till samples were collected and they were analysed by physical and chemical methods. For till geochemical studies three grain-size fractions (< 0.06 mm, mm, > 2mm) were analysed by AAS- or ICP-AES- methods. In a southern part of the study area the most wider spread moraines are cover and ground moraines consisting of low relief. In a northern part of the area predominate transitional series from Rogen moraines to drumlins and flutings including cover and disintegration moraines. Two ice-flow phases can be reconstructed in the study area, the older one is from the northwest and younger one approximately from the west. The Korttelivaara case site is situated in an area of Archaean Granite Gneiss Complex 5 km south of its contact with Peräpoja Schist Belt. Other six ones lie randomly in the Peräpohja Schist Belt. Rogen moraines are the most significant moraine type in the Petäjävaara, Petäjäskoski and Vammavaara case sites. There gold and copper contents in till, in addition with cobalt in the Petäjävaara and Petäjäskoski case sites, are clearly above the background levels and coincide with mafic rock and its contact with quartzite in bedrock in the Petäjävaara. case site. A gold-copper mineralization associated with sulphide bearing and incoherent about 20 m wide altered zone was discovered from bedrock. Alteration is in connection with a tectonic contact of albitediabase and quartzite. At the other case sites the source rocks of the geochemical anomalies in till and the ore boulders is not yet localized and requires further exploration. At the Kivimaa case site the very local high gold anomaly was established in the cover moraine south of the copper-gold quarry of the Kivimaa coinciding with its source in the underlying hydrothermally altered bedrock associated with quartz-carbonate veinlets within fractured weathering crust. At the Sihtuuna case site in a detailed study of morainic landforms, designated as a Sihtuuna moraine, were discovered gold contents from the surficial parts of moraine suggesting the local origin and in studies of surrounding glacial deposits northeast of Sihtuuna moraine were discovered the train of cobalt ore boulders. Some unique gold ore boulders discovered at the Korttelivaara case site and composed of the hydrothermally altered mafic rock with pyrite disseminations have been transported from an area of the Peräpohja Schist Belt. At the Loue case site were carried out only reconnaissance studies of disintegration moraines. Keywords Peräpohja Schist Belt, gold, copper, cobalt, glacial geology, Rogen moraine, geochemical exploration, diamond drilling Geographical area Finland, the province of Lappi, the Tervola commune, the Rovaniemi rural municipality, the case sites of Korttelivaara, Petäjävaara, Petäjäskoski, Vammavaara, Kivimaa, Sihtuuna, Loue Map sheet 2633, 2544, 2631, 3522, 3611 Other information Report serial Archive code Pages Language Price Confidentiality 70 p. Finnish Archive report

4 iii SISÄLLYSLUETTELO KUVAILULEHTI i DOCUMENTATION PAGE ii SISÄLLYSLUETTELO iii 1 JOHDANTO YLEISTÄ TUTKIMUSALUE TUTKIMUSTEN TAUSTA JA TAVOITE TUTKIMUSTEN VAIHEET JA RAPORTOINTI Tutkimusten ensimmäinen vaihe vuosina Tutkimusten toinen vaihe vuosina TUTKIMUSMENETELMÄT, NÄYTTEENOTTO, NÄYTTEIDEN KÄSITTELY JA ANALYSOINTI 4 2 TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA 8 3 TUTKIMUKSET VUOSINA JA NIIDEN TULOKSIA TAUSTAA Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealue, karttalehti Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja Kivimaan kohdealue, karttalehti Maa- ja kallioperään kohdistuneet sekä moreenigeokemialliset tutkimukset Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealue, karttalehti Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja Kivimaan kohdealue, karttalehti Kohteellinen kallioperätutkimus Kallionäytteiden geokemiaa PINTALOHKARELASKUT Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealue, karttalehti GEOFYSIKAALINEN MAASTOMITTAUS Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealue, karttalehti Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja SYVÄKAIRAUS Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealue, karttalehti YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSIÄ 51 5 TUTKIMUSTEN JA NIIDEN TULOSTEN ARVIOINTI 56 6 KIRJALLISUUS 58 7 LIITTEET 61 8 LIITTYY 62

5 1 1 JOHDANTO 1.1 YLEISTÄ Rovaniemen kaupungin eteläpuolelta Rovaniemen maalaiskunnan ja Tervolan kunnan alueilta tunnettiin 1990-luvun alussa moreenista ja lohkareista kohonneita kulta-, kuparija kobolttipitoisuuksia useissa kohteissa. Näiden vielä tarkemmin tutkimattomien havaintojen malminetsinnällistä merkitystä selvitettiin maaperägeologisiin menetelmiin painottunein tutkimuksin vuosina Geologian tutkimuskeskuksen (GTK:n) hankkeena yhteistyössä Oulun yliopiston (OY:n) geotieteiden laitoksen kanssa. Tervolan alueen malmipotentiaalin arviointi -nimellä kutsutun hankkeen vastuuhenkilönä toimi geologi Seppo Rossi GTK:sta. Maaperägeologisten tutkimusten suunnittelusta ja toteutuksesta vastasi opiskelija Pertti Sarala OY:sta. Hänen tutkimuksista valmistuneiden pro gradu -opinnäytetyön ja lisensiaattitutkielman (Sarala 1994a ja 1995a) ohjaajina toimivat professori Risto Aario ja dosentti Vesa Peuraniemi. Lisäksi maaperägeologisia erillistutkimuksia Petäjävaaran ja Vammavaaran alueella syksyllä 1992 toteuttivat geologit Peter Johansson ja Jari Nenonen GTK:sta. Muita tutkijoita olivat geologit Matti Äyräs ja geofyysikko Teuvo Pernu sekä tutkimusassistentti Mikko Kvist GTK:sta. Maastotöissä ovat avustaneet Antti Pakonen, Pekka Puhakka, Lasse Rauhala, Kalevi Tolppi ja Mauri Vitikka GTK:sta. Tutkimuskuoppien ja -ojien kaivamiseen osallistuivat koneurakoitsijat Kalle Kantola ky ja Maansiirto ja kuljetus Reino Mäkipeura ky. 1.2 TUTKIMUSALUE Tutkimusalue koostuu 1 : mittakaavaisten karttalehtien 2544, 2633, 3522 ja 3611 muodostamasta yhtenäisestä alueesta, jota länteen laajentavat 1 : mittakaavaiset karttalehdet ja 10. Tutkimusalueen rajaus ja maastotutkimusten kohdealueiden Petäjävaara (kl ), Vammavaara (kl ), Petäjäskoski (kl ), Louepalo (kl ), Kivimaa (kl ), Sihtuuna (kl ja 10) ja Korttelivaara (kl ) sijainti on nähtävissä kuvassa 1. Tutkimusalueen kallioperän pinta-alasta noin kaksi kolmasosaa on Peräpohjan liuskealuetta ja loput siihen etelässä rajautuvaa Pudasjärven pohjagneissikompleksia. Tutkimusalueen pinnanmuodolle Peräpohjan liuskealueella ovat tyypillisiä teräväpiirteiset ja korkeat rantakerrostumien peittämät vaarat. Pohjakompleksin alueelle luonteenomaisia ovat puolestaan peitemoreenin verhoamat loivapiirteiset kumpareet ja vaarat. Tutkimusalueen luoteisosan maisemaan oman erityispiirteensä tuo S-kirjaimen muotoisesti polveileva Kemijoki. Liikkumista tutkimusalueella helpottaa huomattavan tiheä tieverkosto päällystettyjä maanteitä ja niitä täydentävät lukuisat sorapintaiset maantiet sekä metsäautotiet. 1.3 TUTKIMUSTEN TAUSTA JA TAVOITE GTK:n geokemian osasto suoritti 1980-luvun alussa maaperägeokemiallisen kartoituksen iskuporanäytteenottona Rovaniemen eteläpuolella karttalehtien 2544, 2633, 3522 ja 3611 muodostamalla yhtenäisellä suorakaiteen muotoisella alueella (ks. Rossi 1994).

6 2 Kuva 1. Lähdekartoista yksinkertaistettu ja yleistetty kartta Peräpohjan liuskealueen kallioperästä. Karttaan rajattu tutkimusalue sisältää karttalehdet 2544, 2633, 3522 ja 3611 sekä ja 10. Maastotutkimusten kohdealueet on merkitty neliöin tutkimusalueen sisälle. Karttaan on Tervolan kunta rajattu kokonaisuudessaan ja Rovaniemen maalaiskunnasta eteläosaa.

7 3 Kartoituksessa näytteenottotiheys oli yksi näytteenottopiste neljää neliökilometriä kohden. Joissakin näytteenottopisteissä tavattiin moreenista samanaikaisesti kohonneita kupari- ja kobolttipitoisuuksia. Näiden näytteenottopisteiden ympäristössä linjoittain iskuporalla suoritetuissa tarkistusnäytteenotoissa paikallistettiin muutamia selkeästi ympäristöään korkeampia moreenin kupari-, koboltti- ja kultapitoisuuksia sisältäviä laajempialaisia ja yhtenäisiä kohteita (Koivisto 1984a). Lisäksi GTK:n satavuotisjuhlavuoden 1986 Malmimania-kansannäytekilpailun maaperägeokemiallisen kartoituksen alueelle johdattamissa malmitutkimuksissa löydettiin useita kulta- ja kuparipitoisia malmilohkareita ja tehtiin uusia havaintoja moreenin kultapitoisuuksista (Rossi 1989, 1991, 1992a, 1994 ja Äyräs 1992). Maaperägeokemiallisen kartoituksen alueelta tavattuihin moreenigeokemian ja lohkareiden kulta-, kupari- ja kobolttiviitteisiin oli jo aikaisemmin kohdistettu malmitutkimuksia. Näissä tutkimuksissa maapeitteen ainesten kulkeutumisen tuntemus osoittautui malminetsinnän kannalta puutteelliseksi. Sen vuoksi alueella oli aiheellista paneutua maaperägeologian tutkimiseen. Maaperägeologisten maastotutkimusten kohdealueet (kuva 1) valittiin pääosin maapeitteen malmiaineshavaintojen ohjaamina. Tavoitteeksi asetettiin selvittää moreenimuodostumien rakenteellisten ja geokemiallisten piirteiden yhteys moreenin aineksen kulkeutumiseen ja samalla määrittää kohdealueiden maapeitteen malmiainesten potentiaaliset lähtöalueet. Tutkimusalueen laajentumiselle länteen karttalehdelle antoi aiheen ennestään Kivimaasta tunnetun diabaasia leikkaavan kupari-kultamalmijuonen (Rouhunkoski ja Isokangas 1974) yhteydessä GTK:n geokemian osaston suorittama kohteellinen moreenigeokemiallinen näytteenotto (Koivisto 1984b). Sen tavoitteena oli saada tietoa kyseisen malmiesiintymän näkymisestä moreenin metallipitoisuuksissa ja antaa tukea maaperägeokemiallisen kartoituksen tarkistusnäytteenotoissa saatavien tulosten merkittävyyden tulkintaan. Lisäselvityksiin Kivimaassa antoi aiheen malmijuonen eteläpuolelta moreenista tavattu erillinen huomattava kulta-kupari-kobolttianomalia, jonka syöttäjä oli vielä varmentamatta (Äyräs 1991, Rossi 1994). Tutkimusaluetta laajennettiin vielä länteen karttalehdelle maaperägeologisin perustein Sorvasvaaran eteläpuolella Sihtuunassa esiintyvien erikoisten maanpinnan harjannemuotojen rakenteen selvittämiseksi. 1.4 TUTKIMUSTEN VAIHEET JA RAPORTOINTI Tutkimusten ensimmäinen vaihe vuosina Tutkimukset jakautuivat toiminnallisesti kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa vuosina tutkimukset toteutettiin raaka-ainetoimialan hankkeena "Tervolan alueelta tavattujen moreenigeokemian ja lohkareiden kulta-, kupari- ja kobolttiviitteiden malmipotentiaalin arviointi". Hankkeessa hyödynnetyt aikaisemmat tutkimukset, hankkeen omat tutkimukset ja niiden tulokset on kuvattu koosteraportissa (Rossi 1994), johon oleellisesti liittyvät useat erilliset raportit (Johansson ja Nenonen 1993, Rossi 1992b, 1993a, 1993b, Sarala 1992, 1993) ja Saralan (1994a) pro gradu -opinnäyte.

8 Tutkimusten toinen vaihe vuosina Tutkimusten toisessa vaiheessa kartoitus- ja tutkimustoimialan kallioperäkartoituksen hankkeen alaisuudessa suoritettiin vuonna 1994 jatkotutkimuksia valikoiduissa kohteissa ja vuonna 1995 suoritettiin pienimuotoisia täydentäviä selvityksiä. Kesällä 1994 toteutettujen maaperägeologisten tutkimusten tekninen osuus on dokumentoitu kahteen raporttiin (Sarala 1994b, 1994c). Lisäksi niistä toisessa (Sarala 1994c) Petäjävaaran ja Vammavaaran tutkimuskohteiden moreenigeokemiallisia havaintoja on vertailtu toisiinsa. Vuosina suoritettujen tutkimusten maaperägeokemiallisen malminetsinnän tuloksia Petäjävaaran ja Vammavaaran tutkimuskohteissa on tarkasteltu Saralan (1995a) lisensiaattitutkielmassa ja hänen laatimassaan raportissa (Sarala 1995b). Suoritettujen tutkimusten tuloksia on esitelty myös useissa julkaisuissa (Aario et al. 1995, 1996a, 1996b, 1997; Sarala et al 1996, 1998; Sarala 1997a, 1997b; Sarala ja Rossi 1998). Tässä raportissa keskitytään pääosin vuosien tutkimusten vielä raportoimattomiin tietoihin ja tehdään kokonaisarvio vuosina toteutetuista tutkimuksista. 1.5 TUTKIMUSMENETELMÄT, NÄYTTEENOTTO, NÄYTTEIDEN KÄSITTELY JA ANALYSOINTI Yleiskuva tutkimusalueen kallioperästä muodostettiin yhdistämällä tutkimustietoja useista eri lähteistä. Niitä olivat Peräpohjan liuskealueen pienimittakaavaiset kallioperäkartat (esim. Hackman 1910, Silvennoinen et al. 1987) ja geofysikaaliset matalalentokartat sekä koko liuskealueen ja pienempien osa-alueiden kallioperää käsittelevät julkaisut (Hackman 1918, Härme & Perttunen 1971, Rouhunkoski & Isokangas 1974, Peuraniemi 1982, Perttunen 1980, 1983, 1985, 1989 ja 1991). Tutkimusalueen maaperän alueelliseen havainnointiin käytettiin ilmakuvatulkintaa, jota tarkistettiin ja täydennettiin maastohavainnoilla. Tulkinnan perusteella laadittiin koko tutkimusalueesta luonnosmainen ja sen sisältä suurin piirtein karttalehtien 2633 ja 3611 rajaamalta alueelta tarkempi morfologinen symbolikartta (Rossi 1994). Karttoihin merkittiin glasigeeniset ja osin myös postglasiaaliset muodostumat (rantakerrostumat). Maaperän morfologisista erityispiirteistä otettiin viistoilmakuvia pienkoneesta suoritetulla lennolla. Kallioperäkartoitus ja lohkare-etsintä keskitettiin maaperägeologisten maastotutkimusten kohdealueisiin ja niiden lähiympäristöön (kuva 1). Kallioperäkartoitus oli pääosin aikaisempien paljastumahavaintojen revidointia ja vähäisemmässä määrin uusien havaintojen tekoa. Paljastumahavaintojen tueksi saatiin maaperätutkimuksissa kallioperähavainnot Petäjävaaran tutkimuskohteessa seitsemästä tutkimusmontusta ja kolmesta tutkimusojasta sekä Kivimaan tutkimuskohteessa kesällä 1992 kahdesta tutkimusmontusta (M71 ja M73, Rossi 1994) kesällä 1994 kahdesta tutkimusojasta ja yhdestä tutkimusmontusta (taulukko 1 ja kuva 15). Lohkare-etsintää tutkimuskohteissa toteutettiin yleensä vasta sitten, kun muiden tutkimusten yhteydessä oli tehty uutta tietoa antanut malmilohkarehavainto. Kiillotettuja ohuthieitä (KOH) ja perinteisiä ohuthieitä (OH) kallionpinta- ja lohkarenäytteistä tehtiin yhteensä 71 kpl. Niiden hienumerot vuosittain ja hietyypeittäin on lueteltu seuraavassa: (1992) KOH RO ; (1994) KOH RO , OH RO , RO ; (1996) KOH RO14878, OH RO

9 5 Taulukko 1. Tutkimuskohteisiin vuosina kaivetut tutkimusmontut (M) ja ojat (U) (POS = Pertti Sarala, SIR = Seppo Rossi, Jo&Ne = Johansson ja Nenonen). Kemialliseen analyysiin toimitettiin palanäytteitä yhteensä 34 kpl. Niitä otettiin paljastumista ja tutkimuskaivantojen pohjan kalliosta sekä pintalohkareista ja kaivantojen maapeitteen lohkareista kesän 1992 tutkimuksissa Petäjävaaran, Vammavaaran ja Sihtuunan tutkimuskohteista. Pintalohkareiden ja kalliopaljastumien palanäytteitä kerättiin analyysiin kesällä 1993 Sihtuunan ja Petäjävaaran tutkimuskohteista yhteensä 54 kpl. Kallioperäkartoituksessa, lohkare-etsinnässä ja maaperägeologisissa tutkimuksissa vuoteen 1993 mennessä kertyneistä paljastuma- ja lohkarehavainnoista on tutkimuskohteittain tarkka selonteko koosteraportissa (Rossi 1994). Maaperägeologisten maastotutkimusten aineisto kohdealueilta koostui kesinä sekä maanpinnalta että tutkimusmontuista ja -ojista tehdyistä havainnoista ja kerätyistä näytteistä (taulukko 2) ja niitä täydentävistä aikaisemmista Koiviston (1984a, 1984b), Rossin (1992a), Äyräksen (1991, 1992) ja Saralan (1995b) raportoimista iskuporanäyte- ja lohkaretiedoista. Monttuhavainnot taltioitiin paikan päällä maastolomakkeille ja monttujen seinämät valokuvattiin aina dia- ja yleensä myös negatiivifilmille. Moreeninäyteaineistoa kerättiin tutkimusmontujen ja -ojien seinämistä runsaasti ja sitä analysoitiin kemiallisesti, fysikaalisesti ja visuaalisesti. Se koostui kemiallisista analyysinäytteistä, rakeisuusanalyysinäytteistä, raskasmineraalinäytteistä sekä lohkarelaskunäytteistä, joista määritettiin lohkareiden kivilajit ja pyöristyneisyydet asteikon 1-5 mukaan (1 = särmikäs, 5 = pyöreämuotoinen). Raskasmineraalinäytteet vaskattiin ja rikasteesta erotettiin magnetiitti käsimagneetilla. Moreenin aineksen kulkeutumisselvitysten tueksi montuista tehtiin suuntauslaskuja ja monttujen lähiympäristöstä kerättiin muutaman aarin alueelta pintalohkarelaskunäytteitä noin 100 lohkaretta/näyte (taulukko 2). Pintalohkarelaskunäytteiden kivilajisuhteita verrattiin ylemmän moreenin kivilaskutuloksiin ja kallioperään. Kaikista tutkimusmontuista on laadittu Excel-taulukkolaskentaohjelmalla havaintolomakkeet, joihin on koottu pääosa niistä tehdyistä havainnoista.

10 6 Taulukko 2. Tutkimusmonttujen ja niihin kohdistuneiden suoritteiden vuosittaiset lukumäärät sekä pintalohkarelaskut vuosina Monttujen tunnukset ovat nähtävissä taulukossa 1. Geofysikaalisiin maastomittauksiin kohdealueilla käytetyt menetelmät olivat omapotentiaalimittaus, VLF-mittaus ja magneettinen mittaus. Omapotentiaalimittauksella, jonka valintaan vaikuttivat sen yksinkertaisuus ja riippumattomuus korkeajännitelinjojen läheisyydestä, pyrittiin löytämään kallioperästä malminmuodostukseen viittaavia johteita. Omapotentiaalimittaukset tehtiin aluksi yksittäisiltä hajalinjoilta ja tavoitettuja johteita rajattiin tarpeellisella määrällä mittauslinjoja. Mittaus tapahtui viiden metrin pistevälein. Mittauspisteitä kertyi yhteensä 1229 kappaletta. Omapotentiaalimittauksen tulosta tarkistettiin paikallisesti VLF-mittauksella. Magneettista mittausta suoritettiin ainoastaan kahdelta linjalta yhteensä 60 pisteestä viiden metrin pistevälein. Omapotentiaalimittauksella paikallistettuja johteita tutkittiin kairaamalla kaikkiaan 14 syväkairausreikää (R508 - R521). Niiden yhteispituus on m, josta maapeitteen osuus on m. Kairansydännäytteistä tehtiin kiillotettuja ohuthieitä ja ohuthieitä yhteensä 107 kpl. Kemialliseen analyysiin kairansydämistä otettiin 123 näytettä, jotka koostuivat timanttisahalla halkaistun kairansydämen analyysivälin mittaisista puolikkaista. Analyysiväli joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta oli yksi metri. (Taulukko 3.) Kemialliset analyysit on tehty GTK:n Rovaniemen kemian laboratoriossa. Kemiallista analyysia varten kairansydännäytteet sekä kallioperän ja lohkareiden palanäytteet ensin murskattiin mangaaniteräsleuoilla varustetulla leukamurskaimella ja sitten jauhettiin karaistussa hiiliteräsastiassa rengasmyllyllä. Kaikista moreenin analyysinäytteistä seulottiin P-fraktio < 0.06 mm ja osasta Petäjävaaran, Vammavaaran ja Sihtuunan kohdealueitten tutkimusmonttujen C-kerroksen näytteitä myös L-fraktio mm ja K-fraktio > 2 mm (taulukko 2). Analyysia varten moreeninäytteiden kaksi karkeinta fraktiota ja ras-

11 7 kasmineraalinäytteiden magnetiittivapaat rikasteet jauhettiin hiiliteräsjauhinastiassa. Näytteitä analysoitiin FAAS- tai ICP-AES-tekniikoilla kuningasvesiuutoksesta ja GFAAS-tekniikalla kuningasvesiuutoksen elohopeakerasaoksesta. ICP-AES-tekniikalla analysoitiin 31 alkuainetta (Ag, Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sr, To, Ti, V, Y, Zn) pääosasta vuosien tutkimuskaivantojen moreeninäytteitä ja kaikista moreenin raskasmineraalinäytteistä (taulukko 2), kaikista kesän 1993 kallio- (analyysitilaus 48598; Rossi taulukko 6) ja lohkarepalanäytteistä (analyysitilaus 48623) sekä syksyn 1994 kairansydännäytteistä (taulukko 3) ja samoista näytteistä vielä GFAAS-tekniikalla Au, Te ja Pd. Kesän 1992 kallio- ja lohkarepalanäytteistä analysoitiin FAAS-tekniikalla Co ja Cu sekä GFAAS-tekniikalla Au ja Te (analyysitilaus 44659; Rossi taulukko 5). Tutkimusojien SIR-92-U1 - U4 seinämien moreeninäyteprofiileista sekä monttujen ja M1 - M5/VAM moreeninäytteistä analysoitiin FAAS-tekniikalla Ag, Cu, Co, Ni, Pb ja Zn sekä GFAAS-tekniikalla Au, Pd ja Te (analyysitilaukset ja 38420) (Johansson ja Nenonen 1993). Taulukko 3. Syväkairausreikien R508-R521 koordinaatit, kaateiden suunnat, kaltevuudet, hieet, analyysinäytteiden määrät ja analyysitilausnumerot. KOH = kiillotettu ohuthie, OH = ohuthie.

12 8 2 TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA Tutkimusalueen kallioperästä valtaosa kuuluu Peräpohjan liuskealueeseen, joka koostuu poimuttuneesta sedimenttisyntyisten ja vulkaanisten kivilajien kerrossarjasta (kuva 1 ja taulukko 4). Sen yhteydessä esiintyy yleisesti kerrosmyötäisiä selkeästi differentioituneita albiittidiabaaseja. Tutkimusalueen kaakkoisosassa Peräpohjan liuskealue rajautuu Pudasjärven graniittigneissikompleksiin, jonka kivilajit siinä muodostavat liuskealueen kivilajiseurannolle kerrostumisalustan. (Perttunen 1989 ja 1991). Tutkimusalueen maaperän yleisin maalaji on moreeni. Sitä esiintyy sekä pohja- että peitemoreenina erilaisissa muodostumissa, joita peittävät tai ympäröivät suot. Moreenipeitteestä on alueellisena yleispiirteenä erotettavissa kaksi erilaista moreenikerrosta, joiden välissä esiintyy vaihtelevasti kivipinta, hiertopintoja tai hiekkalinssejä sisältävä välikerros. Alempi, vanhemman jäätikkövirtauksen kerrostama moreeni on harmaata, homogeenista ja rakenteetonta hiekkamoreenia, jossa kivien suuntaus on noin 330. Ylempi, nuoremman jäätikkövirtauksen tuottama moreenikerros on huomattavasti alempaa heterogeenisempaa ja löyhemmin pakkautunutta ruskean harmaata hiekkamoreenia, jossa kivien suuntaus on puolestaan noin 270. Kohdealuilla malminetsinnällisesti merkittävimmiksi morfologisiksi moreenimuodostumiksi osoittautuivat Rogen-moreeniharjanteet, jotka esiintyvät alavilla mailla ja vaarojen ympärillä. Rogen-moreenit vaihettuvat etenkin alueen koillisosissa drumliineihin ja fluutingeihin. Tutkimusalueen itäosissa esiintyy peitemoreenikumpareita, joissa moreenin vahvuus on vain muutamasta senttimetristä pariin metriin. Paikoin esiintyy kuolleen jään kumpumoreeneja. Alueen huomattavin glasifluviaalinen muodostuma on itä-länsisuuntainen Muurolan harjujakso. Pienempiä glasifluviaalisia muodostumia esiintyy alueen keskivaiheilla ja lounaisosissa. Korkeat vaarat, joita alueella esiintyyrunsaasti, ovat poikkeuksetta Ancylus-jääjärven huuhtoutuneiden rantakivikoiden ja -kerrostumien peittämiä. Kemi- ja Simojokien varsilla esiintyy paikoin runsaastikin (postglasiaalisia) fluviaalisia kerrostumia. (Sarala 1995a ja b.) Taulukko 4. Peräpohjan liuskealueen litostratigrafia (Perttunen 1989). Table 4. The lithostratigraphy of the Peräpohja Schist Belt (Perttunen 1989).

13 9 3 TUTKIMUKSET VUOSINA JA NIIDEN TULOKSIA Kesinä kohdealueilla toteutettujen maaperägeologisten tutkimusten kaivinkonemontutuksia jatkettiin vielä vuosina Tutkimusmontuilla tarkennettiin aiemmin kertynyttä maaperätietoutta Vammavaaran tutkimuskohteessa ja Sihtuunan tutkimuskohteessa aiemmin montutettua aluetta huomattavasti laajennettiin. Osasta Petäjävaaran, Vammavaaran ja Sihtuunan kohdealueiden monttujen moreeninäytteitä analysoitiin hienoaineksen lisäksi myös karkeampia fraktioita ja eri fraktioiden analyysituloksia vertailtiin toisiinsa. Kallioperätietoutta täydennettiin Kivimaan kohdealueella kallionpintaan ulotetuilla tutkimusojilla ja -montulla. Pintalohkarelaskuja tehtiin tutkimusmonttujen yhteydestä Petäjävaaran ja Vammavaaran kohdealueilla. Maaperätutkimusten tulosten ohjaamana suoritettiin pienialaisia tunnustelevia geofysikaalisia maastomittauksia Petäjävaaran, Vammavaaran ja Sihtuunan kohdealueilla. Mittaustuloksia tarkistettiin syväkairauksin Petäjävaaran ja Vammavaaran kohdealueilla. 3.1 TAUSTAA Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Petäjävaaran kohdealueen kallioperän pääkivilajit ovat Runkauksen muodostuman emäksinen vulkaniitti, Kivalon muodostuman kvartsiitti ja diabaasi (kuva 2 ja taulukko 4). Emäksinen vulkaniitti ja valtaosa diabaaseista sijoittuvat lähes yhtenäiseen Kemijoen itärantaa myötäilevään vulkaniitti-diabaasikerrostumaan. Diabaaseja on lisäksi vähäisessä määrin tutkimuskohteen itäosassa vallitsevan kvartsiitin kerroksellisuuden suuntaa myötäilevinä pitkinä ja kapeina juonina tai pitkulaisina pahkuina. Vulkaniitti-diabaasikerrostuman ja kvartsiitin välinen kontakti on tektoninen. Kivilajien pääasiassa koillislounainen kulkusuunta kääntyy tutkimuskohteen kaakkoisosassa itä-länsisuuntaiseksi. (Sarala ja Rossi 1998.) Maaperä Petäjävaaran kohdealueella muodostuu nuorimman jäätikön kulkusuuntaan nähden poikittaisista Rogen-moreeniharjanteista. Niitä peittää särmikkäistä, paikallisista kivilajeista koostuva lohkareikko. Harjanteissa esiintyy kaksi omiksi moreenifasieksikseen luokiteltavaa moreenipatjaa. Niiden välissä esiintyy hiekkalinssejä tai hiertopintoja sisältävä kerros. Alempi moreenipatja tavoitettiin 2-4 m:n syvyydessä neljässä montussa (M3/102, M5 M10A ja M10B) (ks. kuvat 3 ja 4). Se on massamaista, harmaata, vähärakenteista ja usein hienoainesrikasta hiekkamoreenia. Ylempi moreeni, joka esiintyy kaikissa montuissa, on raekooltaan selvästi karkeampi ja rakenteeltaan hetorogeenisempi kuin alempi patja. Sen moreeniaines on hiekka- tai soramoreenia. Siinä esiintyy omamuotoisia rikkikiisukiteitä ja herkästi hajoavia liuskelohkareita, joiden kuljetusmatka on ollut lyhyt. Ylemmälle moreenipatjalle tyypillisiä rakenteita ovat hiekkalinssit ja hienoainesraitaisuus sekä deformaatio- ja valumisrakenteet. Sen kiviaineksen pyöristyneisyys on vähäisempää kuin alemmassa moreenipatjassa. (Sarala 1995a.) Petäjävaaran kohdealueen ensimmäiset selkeät kupari-kulta-kobolttimalmiaineshavainnot oli saatu maaperägeokemiallisen kartoituksen yhdestä näytteenottopisteestä tavattujen moreenin kohonneiden kupari- ja kobolttipitoisuuksien tarkistuksessa vuosina 1982 ja 1983 (Koivisto 1984a). Kohteellinen tarkistusnäytteenotto oli toteutettu iskuporalla pohjois-eteläsuuntaisilta rinnakkaisilta linjoilta, jotka sisälsivät yhteensä 113 näytteenottopistettä. Näytteenotossa moreenista rajautuivat lounas-koillissuuntaan pitku-

14 10 laiset ja päällekkäiset kupari-, kulta- ja kobolttianomaliat. Aivan tarkistusnäytteenottoalueen luoteiskulman läheisyydestä Harakkaojan suistosta Mikko Kvist löysi kesällä 1988 useita pinnalta kauttaaltaan ruosteisia ja hydrotermisesti muuttuneesta kvartsiitista koostuvia lohkareita (kuva 3). Niistä otetuissa näytteissä oli kohtalaisesti kuparia ( %) ja hieman kultaa ( ppm) (Rossi 1992a, 23-26, Rossi 1994, 44-46, Sarala ja Rossi 1998, 23). Montun M11 eteläpuolella olevien malmilohkareiden todettiin sijoittuvan lähes lähtöpaikkansa päälle ja olevan peräisin niiden alla olevasta kvartsiitista läheltä emäksisen magmakiven kontaktia. Lohkarelöydön seurauksena vuoden 1989 alussa tarkistusnäytteenoton aluetta laajennettiin nuorimman jäätikkövirtauksen tulosuuntaan länteen sekä pohjoiseen ja etelään yhteensä 87:llä iskuporanäytteenottopisteellä (Rossi 1992a). Kuva 2. Petäjävaaran kohdealueen yksinkertaistettu kallioperäkartta. Symbolit: (1) kvartsiitti, (2) emäksinen vulkaniitti-diabaasivyöhyke, (3) diabaasijuoni, (4) konglomeraattikerroksia, (5) kerroksellisuuden kulku ja kaade, (6) poimuakseli, (7) topin suunta, (8) kivilajiraja, (9) kairanreikä ja kairanreikäprofiili, (10) systemaattisen geofysikaalisen maastomittauksen alue, (11) omapotentiaalimittauksen alue (profiilikartta kuvassa 5). Kuva on julkaisusta Sarala ja Rossi Pisteviivall merkitty L-kirjaimen muotoinen monikulmio rajaa kuvan 3 alueen.

15 11 Kuva 3. Petäjävaaran kohdealueen malmilohkarekartta. Symbolit: (1) hydrotermisesti muuttunutta kvartsiittia lohkareena, (2) hydrotermisesti raitaiseksi muuttunutta amfiboliittia lohkareena, (3) tutkimusmonttu. Kuva julkaisusta Sarala ja Rossi Malmilohkarekartan alue on rajattu Petäjävaaran kohdealueen kallioperäkartalle kuvassa 2. Syksyllä 1989 Pekka Puhakka löysi Harakkaojan suistosta 800 m kaakkoon Rovaniemen - Kemin maantien itäpuolelta useita uudentyyppisiä malmilohkareita kivikkoisilta moreenikumpareilta noin hehtaarin laajuiselta alueelta (kuva 3). Ne sijoittuvat keskelle tarkistusnäytteenotolla paikallistettua moreenin kupari-kulta-kobolttianomaliaa ja koostuivat merkittäviä määriä kuparia ( %) ja kultaa ( ppm) sisältäneestä hydrotermisesti raitaiseksi muuttuneesta amfiboliitista. (Rossi 1992a, 28, Rossi 1994, 46-47, Sarala ja Rossi 1998, 23.) Vuoden 1989 alussa toteutetun maaperägeokemiallisen tarkistusnäytteenoton laajennuksen jälkeenkin todettiin Harakkaojan eteläpuolelle sijoittuvan moreenin kupari-kulta-kobolttianomalian yhä jatkuvan lounaaseen nuorimman jäätikkövirtauksen tulosuuntaan. Samanaikaisesti suoritetussa systemaattisessa geofysikaalisessa maastomittauksessa (kuva 2) (slingramilla ja magnetometrillä) havaittiin heikkoja pienialaisia johteita mittausalueen länsireunalta. Niitä tarkistettiin VLF-mittauksilla vuodenvaihteessa Kevättalvella 1990 suoritettiin VLF-mittauksen ohjaamana Kemijoen itärannan rantaviivan molemmin puolin porakonekairaus, jolla ei kuitenkaan tavoitettu malmilohkareiden tyyppistä kalliota eikä moreenin kohonneille kupari-kulta-kobolttipitoisuuksille saatu selitystä.

16 12 Kuva 4. Kuparin ja kullan jakautuminen moreenin hienoaineksessa (<0.06 mm) Petäjävaaran kohdealueella. Näyteaineisto koostuu iskuporalla suoritetun tarkistusnäytteenoton ja monttuprofiilien korkeimmat pitoisuudet sisältävistä C-kerroksen moreeninäytteistä. Profiili AB on sama kuin kuvassa 2. Kuvien reunat rajaavat näytteenottoalueen idässä, lännessä ja etelässä. Pohjoisessa näytteenottoalue ulottuu puoli kilometriä kuvien rajaaman alueen ulkopuolelle. Pienillä ympyröillä on esitetty tutkimusmonttujen M1 M7, M9, 101, 102 ja 104 sijainnit. Monttu 103 sijoittuu heti kuvan kaakkoiskulmauksen itäpuolelle.

17 13 Tarkistusnäytteenoton tulos täydentyi kolmestatoista kesällä 1992 kaivetusta montusta (M1 - M13) ja neljästä kesän 1993 montusta (M101 - M104) kerättyjen geokemiallisten moreeninäytteiden analyysituloksilla. Iskuporanäytteenoton ja monttujen näyteprofiilien korkeimmat moreenin hienoaineksen (< 0.06 mm) kupari- ja kultapitoisuudet on esitetty samanarvokenttäkarttoina kuvassa 4. Tarkistusnäytteenottoalueen moreenin hienoaineksen kupari-, kulta-, koboltti-, nikkeli- ja telluuripitoisuuksien symbolikartat on esitetty Saralan laatiman raportin (Sarala 1995b) liittyyainestona. Montut M1 - M7 kaivettiin keskelle tarkistusnäytteenotolla moreenista paikallistettuja päällekkäisiä kupari- ja kultaanomalioita. Niiden moreeninäytteiden korkeimmat kulta- ja kuparipitoisuudet olivat huomattavan korkeat verrattuna Petäjävaaran muihin monttuihin. Monttua M1 ympäröivien malmilohkareiden alueelta (kuva 3) pyrittiin kallioperää paljastamaan syksyllä 1992 neljällä tutkimusojalla U1 - U4. Niistä U1 sisältää montun M1 ja suuntautuu kivilajien kulkua vastaan kohtisuoraan pitkin syväkairausprofiilia AB (kuva 5). Tutkimusojat U2 ja U3 sijoittuvat sen lounaispuolelle ja U4 koillispuolelle. Tutkimusojassa U1 paljastui kalliosta kvartsiitin kontaktia vasten emäksisessä kivessä esiintyvään hiertovyöhykkeeseen liittyvää hydrotermistä muuttumista runsaan 20 m:n matkalla. Monttu M1 sijoittuu keskelle hiertovyöhykettä. Montun M1 luoteispuolelta hiertovyöhykkeestä paikallistui kvartsiittiin rajautuva runsaan metrin levyinen kvartsijuonisto, johon liittyy rikkikiisupirotteinen kuparikultamineralisaatio. Siitä otettujen lukuisten näytteiden keskimääräiseksi kuparipitoisuudeksi saatiin 2.4 % ja kultapitoisuudeksi 1.9 ppm. Tutkimusojasta U1 montun M1 kaakkoispuolelta tavattiin magnetiittipirotteinen ja -juoninen biotiitti-karbonaattimuuttumisen vyöhyke, joka tavoitettiin vielä tutkimusojassa U2. Tutkimusojat U3 ja U4 eivät ulottuneet kallionpintaan. (Rossi 1994, Sarala ja Rossi 1998.) Kuva 5. Petäjävaaran kohdealueen keskeisimmän alueen kairanreikien, tutkimusojien ja monttujen sijainti. Sympolit: (1) kairanreikä, (2) tutkimusoja, (3) tutkimusmonttu, (4) kairanreikäprofiili A-B kuvissa 2, 4 ja 25. Kuva on julkaisusta Sarala ja Rossi 1998.

18 Vammavaaran kohdealue, karttalehti Kallioperä Vammavaaran kohdealueella koostuu Peräpohjan liuskealueen kerrossarjan yläosasta (kuva 6 ja taulukko 4). Siinä alimmaisena on Vammavaaran sisältävä Kivalon muodostuman kvartsiittikerrostuma. Vammavaaran eteläpuolella sen päälle on kerrostunut Jouttiaavan muodostuman mantelirakenteinen laavakivi. Edelleen Vammavaarasta etelään ja litostratigrafiassa ylöspäin mentäessä ovat seuraavina Kvartsimaan muodostuman dolomiittivälikerroksinen kvartsiitti, Tikanmaan muodostuman tuffiitti, Rantamaan muodostuman dolomiitti ja Martimon muodostuman fylliitti. Maapeite Vammavaaran kohdealueen tutkimusten painopistealueella Vammavaaran eteläpuolella muodostuu Kemijokeen laskevan Suolijoen pohjoispuolisista Rogen-moreeniharjanteista ja Suolijoen eteläpuolisesta kuolleen jään kumpumoreenista ja siitä etelään ohuesta moreenipeitteestä. Tutkimukset keskittyivät malmilohkarelöydösten ohjaamina Suolijoen ja Vammavaaran välisiin moreeniharjanteisiin, jotka pohjois-eteläsuuntaisina sijoittuvat poikittain jäätikkövirtauksen lännestä itään tapahtuneeseen liikesuuntaan nähden. Harjanteista on erotettavissa neljä erillistä yksikköä, joista kolme alinta ovat moreenipatjoja ja ylin neljäs glasiolakustrinen kerrostuma. (Sarala 1995a.). Kuva 6. Vammavaaran kohdealueen kallioperäkartta. Karttaa on merkitty kesinä 1992 ja 1993 kaivetut tutkimusmontut (Sarala 1992 ja 1993) ja kolmioin kaksi kivilajiltaan toisiaan muistuttavaa Pekka Puhakan löytämää malmilohkaretta (Rossi 1994). Katkoviivalla on karttaan rajattu kuvassa 8 esitetyn iskuporalla vuonna 1991 suoritetun moreenigeokemiallisen näytteenoton alue. Sen sisälle yhtenäisellä viivalla merkitty suorakaide on kuvan 12 rajaus.

19 15 Tutkimukset Vammavaaran kohdealueella saivat alkunsa Rogen-moreeniharjanteen eteläpäästä Suolijoen varresta löytyneestä hydrotermisesti muuttuneesta emäksisestä kivestä koostuvasta usean kuution kokoisesta malmilohkareesta PP-90-L23 (kuva 6). Siinä esiintyviä leveitä kvartsijuonia reunustaa huomattava juonista poispäin asteittain heikkenevä rikkikiisupirote. Lohkareesta räjäyttämällä otetun 12 näytteen keskimääräinen kultapitoisuus on 3.9 ppm (minimi 0.02 ppm ja maksimi ppm Au). (Rossi 1994.) Lohkareen alkuperää on selvitelty useassa vaiheessa. Kaksivaiheinen erillistutkimus toteutettiin kaivamalla Suolijoen varteen montut M1 - M5/VAM helmikuussa 1991 ja montut lokakuussa 1992 (kuva 7) (Johansson ja Nenonen 1993). Kevättalvella 1991Vammavaaran eteläpuolella suoritettiin maaperägeokemiallinen kohdentava iskuporanäytteenotto (Äyräs 1992) ja kesinä kaivettiin tutkimusmontut POS-92-M14 - M37 ja POS-93-M111 - M113 (kuva 6). Kuva 7.Maaperägeologissa erillistutkimuksissa Suolijoen varteen kahdessa vaiheessa malmilohkareen PP-90-L23 (kuvassa kolmio) yhteyteen ja länsipuolelle kaivettujen tutkimusmonttujen sijainti. Montut 1 5/VAM on kaivettu pyörivällä kaivinkoneella ja montut traktorikaivurilla (Johansson ja Nenonen 1993). Suorakaide rajaa kuvan 12 alueen. Kuvan karttapohja on kopio peruskartasta

20 16 Kuva 8. Kullan ja kuparin jakautuminen moreenin hienoaineksessa (raekoko <0.06 mm) kohdentavan moreenigeokemiallisen näytteenoton alueella Vammavaaran kohdealueen eteläosassa. Pääosa aineistosta koostuu Terri-alustaisella iskuporalla 250x250 m:n näytepisteverkolta kevättalvella 1991 suoritetussa näytteenotossa (Äyräs 1992) jokaisesta pisteestä mahdollisimman syvältä kerättyjen moreeninäytteiden pitoisuuksista. Sitä täydentävät näytteenottoalueelle sijoittuvien vuosina kaivettujen monttujen (kuva 6) näyteprofiilien moreeninäytteiden maksimipitoisuudet. Suorakaiteella on rajattu kuvan 12 alue. Kohdealueella suoritetun maaperägeokemiallisen iskuporanäytteenoton ja sitä täydentävän monttunäytteenoton moreeninäytteiden P-fraktion analyysituloksista rajautuu maapeitteeseen selkeät ja päällekkäiset kulta- ja kuparianomaliavyöhykkeet näytteenottoalueen luoteisosaan emäksisen laavakiven yhteyteen (kuva 8) (analyysit liittyyaineistona Saralan (1995b) laatimassa raportissa). Nämä Vammavaaran lounaisosan ja Suolijoen väliin sijoittuvat anomaliat myötäilevät itä-länsisuunnassa pitkulaisina laavakivimuodostuman pohjoisreunaa. Kulta- ja kuparianomaliavyöhykkeet rajoittuvat lännessä monttuihin M19 ja M33, joista tavoitettiin alueen korkeimmat kultapitoisuudet (M19, syv. 3.8

21 17 m Au 57 ppb; M33, syv. 2.5 m Au 25 ppb), ja idässä niiden voidaan todeta ulottuvan aina montuille M29 ja M30 asti. Lisäksi selvästi kohonneita moreenin kulta- ja kuparipitoisuuksia on tavattu malmilohkareen PP-90-L23 lähiympäristöstä montuista M14, M1-M3/VAM ja sekä edellisistä erillään olevasta montusta M18. Montuissa M19 ja M33 moreenin korkeat kulta- ja anomaaliset kuparipitoisuudet liittyvät massamaisiin moreeneihin, joissa paikallisesta emäksisestä vulkaniitista peräisin olevien särmikkäiden lohkareiden osuus montussa M19 on noin 80 % ja montussa M33 täydet 100 %. Montussa M33 tämä moreeni kuuluu alueen keskimmäiseen runsaskiviseen ja rapakalliomaiseen moreenikerrokseen. Sen ainesten lähtöpaikka on mahdollisesti vain joitakin kymmeniä tai satoja metrejä lännempänä. Montussa M19 kyseinen moreeni edellistä vähemmän kivisenä ja alueen ylimpää moreenikerrokseen kuuluvana tavattiin maanpinnan m paksun hienoainesrikkaan ja sulavasta jäästä pudonneita kiviä (drop stones) sisältävän jääjärvisedimenttikerrostuman alta. Edellisistä poiketen monttujen M29 ja M30 seinämien moreeni on tasaisen hiekkaista ja niissä korkeat kultapitoisuudet esiintyvät vain yksittäisinä pitoisuushuippuina. Kuparipitoisuudet ovat montussa M29 anomaalisia lähes koko neljä metriä pitkän näyteprofiilin matkalla, kun taas montusta M30 vain ylimmässä moreeninäytteessä kuparipitoisuus on selvästi muita korkeampi. (Sarala 1994a, c, 1995a ja Rossi 1994.) Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja 10 Sihtuunan kohdealue (kuva 1) oli mukana tutkimusten ensimmäisessä vaiheessa vuosina yksinomaan glasiaaligeologisesta kiinnostuksesta. Mielenkiinnon kohteena oli Rogen-moreenikenttää muistuttava noin 10 km 2 :n laajuinen Sihtuunan moreeniksi nimetty harjanne- ja kumpumuodostuma. Siinä ovat vallitsevina nuoremman jäätikön liikesuuntaan nähden poikittaiset lohkareikkojen verhoamat ja muodoltaan teräväpiirteiset harjanteet. Ne ovat satoja metrejä pitkiä, kymmeniä metrejä leveitä ja kolmesta viiteen metriin korkeita. Harjanteita reunustavat puuvaltaiset suot, joiden keskimääräinen syvyys on vajaat kaksi metriä. (Rossi 1992b, kansikuva; Rossi 1994; Sarala 1992, 1993; Aario et al. 1997). Sihtuunan kohdealueen kallioperän vallitsevin kivilaji on kvartsiitti (kuva 9). Se esiintyy kohdealueen keskellä noin 2 km leveänä itään ja länteen jatkuvana kerrostumana. Kvartsiittia pohjoisessa ja etelässä reunustavat emäksiset vulkaniitit, jotka jakautuvat laavakiviin ja tuffiitteihin. Lisäksi kohdealueen eteläreunalla esiintyy dolomiittia ja sen yhteydessä fylliittiä. Emäksiset laavakivet ovat yleensä magneettisesti neutraaleja, mutta selkeästi magneettisten tuffiittien esiintymisalueet ovat rajattavissa magneettisella kartalla. Laavakivi on kohdealueen kalliopaljastumissa yhtä poikkeusta lukuunottamatta tasalaatuista ja mantelirakenteista. Poikkeuksen muodostaa kalliopaljastumahavainnon SIR tyynylaava (Rossi 1994). (Perttunen 1989, 1991 ja Perttunen et al ) Harjannemuodostumaan Tervolan-Mellakosken tien varteen kaivettiin kesinä 1992 ja 1993 tutkimusmontut M61 - M64 ja M121 - M129 (taulukko 1 ja kuva 10). Niiden perusteella voitiin tehdä ensimmäiset päätelmät harjanteiden rakenteesta. Alimpana kerroksena harjanteissa esiintyy joko moreenia tai lajittuneita hiekkoja. Sen päälle on kerrostunut deformaatio- ja siirrosrakenteisia silttikerroksia sisältävä hiekkainen sorakerros, jonka yläpuolella on yhtenäinen runsaskivinen sorakerros. Ylimpänä on m paksu lohkareikon verhoama rantakerrostuma. (Sarala 1992 ja 1993, Rossi 1994, Aario et al )

22 18 Kuva 9. Sihtuunan kohdealueen kallioperä, pintalohkarelaskujen kivilajijakaumat ja muutamien tutkimusmonttujen sijainti. Huomaa konglomeraattilohkareiden viuhka Tervolan-Mellakosken maantien länsipuolella. Tumma kapea viuhka maantien itäpuolella esittää rikkikiisupirotteisten breksia- ja kvartsiittilohkareitten esiintymisaluetta. Nuolet osoittavat jäätikön virtaussuuntia. Suorakaide kuvan yläosassa rajaa kuvan 28 kartan alueen. Kuva on Aarion et al esittämästä hieman muunneltuna. Monttujen lohkarelaskunäytteissä kvartsiittilohkareiden määrä lohkareiden kokonaismäärästä vaihtelee eri näytteissä kolmasosasta runsaaseen puoleen. Graniittisia kiviä ( = graniittia + graniittigneissiä) on yleensä yksi kolmasosa. Loput ovat emäksistä kiveä ja dolomiittia. Eri syvyyksiltä otettujen lohkarelaskunäytteiden kiviaineksessa ei ole havaittavissa erityisiä muutoksia. Kvartsiittilohkareiden ja emäksisten lohkareiden keskimääräinen pyöristyneisyys on tasaisesti 2:n ja 3:n välillä. Pintalohkarelaskuja suoritettiin harjannemuodostuman alueella ja sen ympäristössä yhteensä yhdeksässätoista havaintopaikassa. Niiden tuloksissa näkyivät selvästi sekä paikallisen kallioperän vaikutus että graniittisten kivien kestävyys jäätikkökuljetuksen mekaanisessa kulutuksessa (kuva 9). (Sarala 1993, Aario et al )

23 19 Kuva 10. Sihtuunan kohdealueelle kesinä 1992 ja 1993 kaivettujen tutkimusmonttujen POS-92-[M61 M64] ja POS-93-[M121 M129] sekä profiilin AB pintalohkarelaskujen 1 6 sijainti. Kuva on raportista Rossi Karttapohja on kopio peruskartasta Pintalohkarelaskupisteestä Sihtuunan moreenin alueen koillispuolelta löytyneiden kobolttipitoisten lohkareiden aiheuttamassa lohkare-etsinnässä paikallistettiin nuorimman jäätikkövirtauksen suuntainen pääasiassa rikkikiisupirotteisista ja kobolttipitoisista breksialohkareista ja osin myös rikkikiisupirotteisesta karbonaattiutuneesta kvartsiitista lohjenneista lohkareista muodostunut viuhka (kuva 9). Breksialohkareet koostuvat albiittifelsimurtokappaleista ja niitä sitovasta rikkikiisupirotteisesta albiitti-karbonaatti-kloriittimatriksista. Lohkareviuhkan kahdenkymmenen seitsemän lohkareen näytteestä analysoitujen Co-pitoisuuksien keskiarvo on 172 ppm. Näytteiden maksimi Co-pitoisuus 1240 ppm löytyi karbonaattiutuneesta kvartsiitista koostuvan lohkareen muuhun osaan terävästi rajautuvasta rikkikiisupirotteisesta vyöhykkeestä (lohkare MIK-93-L37). (Rossi 1994.).

24 20 Rikkikkiisupirotteisten ja kobolttipitoisten lohkareiden lohkareviuhkan syöttäjän ilmeinen sijaintipaikka on kvartsiittikerrostuman pohjoisreunan ja vulkaniittien kontaktivyöhykkeellä. Päätelmään on johtanut kiisuttomien albiittifelsi- ja albiittifelsibreksialohkareiden sekä karbonaattiuneesta kvartsiitista koostuvien lohkareiden runsas esiintyminen pitkin maapeitteen verhoamaa kontaktivyöhykettä Tervolan-Mellakosken tien molemmin puolin. Merkittäviä kultapitoisuuksia tavattiin monttujen M63, M64, M124 ja M127 analyysinäytteiden hienoaineksesta. Lisäksi merkkejä kullasta saatiin montuista M62, M125, M128 ja M129. Huomattavimmat kultapitoisuudet olivat montun M63 yläosan soranäytteestä saatu 1190 ppb, montun M64 yläosan hiekkanäytteestä saatu 739 ppb ja montun M127 yläosan soranäytteestä saatu 186 ppb sekä saman montun pohjan hiekkanäytteestä saatu 48 ppb. Paljain silmin nähtävää kultaa ei kuitenkaan tavattu manuaalisella vaskaamisella tuotetuista kuudestatoista raskasmineraalinäytteestä. (Sarala 1993, Rossi 1994, Aario et al ) Kivimaan kohdealue, karttalehti Kivimaan kohdealueen (kuva 1) maaperägeokemiallisia tutkimuksia käsittelevässä raportissaan Äyräs (1991) on kuvannut alueen varhaisimpia tutkimusvaiheita seuraavasti: "Outokumpu Oy:n malminetsintä sai Tervolan Kivimaan alueelta v kansannäytelohkareen, joka sisälsi 3 % Cu ja 100 g/t Au. Näytteen todettiin olevan peräisin kvartsi-karbonaattijuonimuodostumasta (Rouhunkoski & Isokangas, 1974). Tutkimuksissa todettiin ylimmän moreenikerrostuman kulkeutuneen lännestä (260 ). Lohkareen oletetulla lähtöalueella suoritettiin geologisia ja geokemiallisia tutkimuksia sekä viimevaiheessa syväkairaus. Kairatuilla neljällä reiällä ei kuitenkaan tavoitettu malmia. Vuonna 1964, kun IP-menetelmä oli tullut rutiininomaiseksi etsintämenetelmäksi, aloitettiin tutkimukset alueella uudelleen. Merkittävä IP-anomalia saatiin n. 1 km länteen aiemmasta tutkimusalueesta ja kairauksin paikallistettiin diabaasissa 350 m pitkä ja 1-6 m paksu mineralisoitunut itä-länsisuuntainen juoni, jonka kaade on pohjoiseen. Juonen paras, keskeinen osa sisälsi in situ t malmia, jonka pitoisuus oli 1.87 % Cu ja 5.3 g/t Au. Malmi louhittiin osin avolouhoksena ja osin maanalaisena louhintana 30 m syvyyteen juonen suunnassa. Soiden reunustaman Kivimaan kankaan kallioperä koostuu laajasta kerrosrakenteita myötäilevästä itä-länsisuuntaisena kerrosjuonena kiteytyneestä differentioituneesta albiittidiabaasista. Siitä on erotettavissa kolme toisistaan selvästi poikkeavaa stratigrafista vyöhykettä. Ne ovat kerrosjuonen pohjalta lukien 1)vihreistä isokokoisista sarvivälkekiteistä koostuva hornblendiitti ( porfyyrinen oliviinikumulaatti), 2) pienempirakeinen vihreästä amfibolista ja plagioklaasista koostuva metadiabaasi (klinopyrokseenikumulaatti), ja 3) voimakkaasti magneettinen plagioklaasiliistakkeista, amfibolista ja magnetiitista koostuva albiittidiabaasi (plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatti), jota kutsutaan myös magnetiittigabroksi. Kivimaassa veden täyttämä louhos on muistona metadiabaasia leikkaavasta ja stratigrafisten kontaktivyöhykkeiden suuntaa myötäilevästä kupari- ja kultapitoisesta kvartsi-karbonaattijuonesta. Se on kiteytynyt terävärajaisesti diabaasiin revenneeseen avoimeen rakoon ja aiheuttanut vain lievää muuttumista sivukiveensä. Magnetiittigabro on Kivimaan alueella ainoana selkeästi magneettisena kivilajina helposti seurattavissa magneettisilla kartoilla. Magneettisesta anomaliasta voidaan päätellä magnetiittigabron esiintyvän louhoksen itäpuolella ainakin kilometrin levyisenä lähes

25 21 yhtenäisenä vyöhykkeenä. Välittömästi louhoksen itäpuolella kyseinen vyöhyke jakautuu länteenpäin kahteen Kivimaan kankaan keskiosan väliinsä jättäväksi vyöhykkeeksi. Louhoksen alue sijoittuu magneettisen anomalian jakautumiskohdan tyveen anomalian ulkopuolelle. Diabaasin kontakti sen pohjoispuolen kvartsiittikerrostumaan ja eteläpuolen kivilajeihin ei ole paljastunut, mutta diabaasin eteläreunan tuntumassa louhoksesta kilometrin päähän etelä-lounaaseen sijoittuvassa paljastumassa on nähtävissä kvartsiitin ja sen päälle kerrostuneen tyynylaavan kontakti. Sen suuntaus on koillis-lounainen. (Rossi 1993a.) GTK:n Peräpohjan liuskealueella 1980-luvun alussa suorittamaan alueelliseen maaperägeokemialliseen kartoitusohjelmaan liitettiin kohteellisia erillistutkimuksia tunnettujen malmiesiintymien yhteydessä. Niiden tavoitteena oli saada käytännön mallit kartoituksessa maapeitteestä esiin tulevien metallianomalioiden alkuperän ja malminetsinnällisen merkittävyyden selvittämisen tueksi. Yksi erillistutkimusten kohde oli Kivimaan kuparikultapitoinen kvartsi-karbonaattijuoni. Sen yhteydessä toteutettiin kevättalvella 1983 iskuporanäytteenotto, jonka tulosta tarkistettiin kesällä yhdeksällätoista tutkimusmontulla. Näissä tutkimuksissa saatiin esille huomattavat kulta-anomaliat moreenista juonen itä- ja eteläpuolelta. Juonesta peräisin oleviksi ja nuorimman läntisen jäätikkövirtauksen mukana kulkeutuneiksi tulkittiin sen itäpuoliset moreenin kultapitoisuudet. Juonen eteläpuolinen erittäin merkittävä anomalia ( ppb Au/moreenin P-fraktio) tavoitettiin tutkimuskaivannoissa m:n syvyydeltä tiiviin ja kivisen kerroksen yhteydestä. Kivisessä kerroksessa esiintyy runsaasti malmimineraaleja sisältäviä lohkareita. Niiden joukossa on rapautuneita huomattavasti rikki- ja kuparikiisua sisältäviä karbonaatti- ja kvartsirikkaita kiviä sekä myös kloriittipitoisia kiviä, jotka muistuttavat Kivimaan malmijuonen kontaktin muuttumisvyöhykettä. Siten lohkarekerros muistutti pinnaltaan rapautunutta malmijuonta. Kivisen kerroksen kuitenkin arvioitiin kuuluvan vanhemman luoteesta tapahtuneen jäätikkökuljetuksen synnyttämän moreenipatjan yläosaan ja sen tulkittiin edustavan moreenipatjan eroosiopintaa. Niinpä malmilohkareita sisältävän kivisen kerroksen ja moreenin kulta-anomalian sen yhteydessä pääteltiin olevan peräisin vielä tuntemattomasta Kivimaan malmijuonen länsi-/lounaispuolella esiintyvästä kultaa sisältävästä mineralisoitumasta.(koivisto, 1984b, Äyräs, 1988.) Lohkareesta peräisin olevan kansannäytteen (K/30789, M 13/2631/-89/2/10) tarkistuksissa heinäkuussa 1989 Kivimaasta löytyi uusia luonnontilaisia, karbonaattivaltaisia ja kiisupitoisten kvartsi-karbonaattijuonten leikkaamia lohkareita. Vielä kesällä 1990 jatketun lohkare-etsinnän jälkeen näitä hydrotermisesti muuttuneesta diabaasikalliosta peräisin olevia lohkareita oli kertynyt yhteensä 92 kpl. Lohkarelöydöt antoivat lisäviitteitä vielä tuntemattoman kultamineralisaation olemassaolosta ja aiheen jatkaa tutkimuksia. (Rossi 1993a ja b.) Tutkimusalueella tehtiin vuoden 1990 lopulla maaperägeokemiallinen kohteellinen viiden neliökilometrin laajuinen kartoitus Äyräksen (1991) suunnittelemana ja ohjaamana. Se oli tarkoitettu täydentämään lohkare-etsinnän tulosta. Näytteet otettiin etukäteen laaditulta tasaväliseltä 100 m x 100 m ruutuverkolta kevyellä iskuporakalustolla moreenista niin syvältä kuin mahdollista. Moreenin alta otettiin lisäksi rapakallio-/kalliomurskenäytteet, mikäli ne suinkin olivat saatavissa. Kohteellisessa maaperägeokemiallisessa näytteenotossa moreenista tavattujen kultapitoisuuksien (kuva 11) ja malmilohkareiden syöttäjän paikantamiseksi kaivettiin kesällä diabaasin alueelle neljä tutkimusojaa yhteispituudeltaan 471 m (SIR-91-[U1-U4]).

26 22 Kuva 11. Kartta Kivimaan kohteellisen moreenigeokemiallisen näytteenoton alueesta ja siinä moreeninäytteiden P-fraktion kultapitoisuuksien jakautuminen. Kartassa on esitetty myös tutkimusmonttujen POS-92-[M71 M72, M74] sijainti ja tutkimuksessa käytössä olleiden kairansydänten reikäpaikat sekä katkoviivalla rajatulle hakkuualueelle kesällä 1991 kaivettujen tutkimusojien sijoittuminen. Kuva on raportista Rossi 1993a.

27 23 Tutkimusojilla tavoitetusta kultakriittiseksi arvioidusta muuttumisvyöhykkeestä haettiin lisätietoa siihen syksyllä 1991 kairatuilla neljällä syväkairausreiällä (R401 - R404). Muuttumisvyöhykkeen todettiin koostuvan hydrotermisen toiminnan tuloksena syntyneistä yleensä karbonaatti- tai/ja plagioklaasivaltaisista juonimaisista muodostumista, joiden paksuus ja esiintymisen laajuus osoittautuivat vaikeasti ennustettavaksi. Juonimaisesti esiintyvä hydroterminen muuttuminen on tapahtunut louhitusta malmijuonesta poikkeavasti diffuusisti diabaasin mikrorakojen kontrolloimana. Muuttumisvyöhykettä leikkaavat kapeat rikkikiisu- ja kuparikiisupitoiset kvartsijuonet. Ne ovat kiteytyneet muuttumisvyöhykkeeseen avautuneisiin avoimiin rakoihin ja edustavat siten louhitun malmijuonen tyyppistä malminmuodostusta. Muuttumisvyöhykkeestä otettujen näytteiden kultapitoisuudet osoittautuivat yleensä kauttaaltaan vähäisiksi, mutta siinä harvakseen esiintyvien kvartsijuonten korkeat kultapitoisuudet ovat todennäköisiä lähteitä moreenista Kivimaan louhoksen lounaispuolelta todetulle kulta-anomalialle. (Rossi 1993a ja b.) Maaperägeokemiallisessa näytteenotossa Kivimaan eteläreunalta rapakalliosta tavattujen kultaviitteiden merkitystä selvitettiin kevättalvella 1992 kahdeksalla pystyllä porakonekairausreiällä (R405 - R412). Reikä R405 kairattiin merkittävimmän kultapitoisuuden rapakallionäytteessä sisältäneeseen maaperägeokemiallisen näytteenoton pisteeseen S (x = , y = ) ja loput seitsemän reikää profiiliin kahden kultapisteen S ja S väliselle linjalle. Porakonekairaus lähinnä vahvisti iskuporanäytteenoton kallionapeista saatua kallioperätietoa. Reikänäytteistä määritetyt kultapitoisuudet jäivät alhaisiksi. (Rossi 1993a ja b.) Kivimaan alueen maaperätietoa Tervolan alueen malmipotentiaalin arviointihanke kartutti vielä viidellä kesällä 1992 kaivetulla tutkimusmontulla (POS-92-[M71 - M75]). Montut sijoitettiin kupari-kultamalmilouhoksen länsi-, etelä- ja kaakkoispuolelle (ks. kuvat 11 ja 15). Montut osoittivat Kivimaan kankaan loivapiirteisten ja yleensä pienialaisten kumpareitten ilmentävän kallionpinnan topografiaa. Laaja moreenin kulta-anomalia Kivimaan louhoksen eteläpuolella ja pienempialainen, heikompi kulta-anomalia louhoksen länsipuolella ovat pienten kumpareitten reunustamia. Kallioperän topografian painanteet näyttäisivät siten kontrolloivan kyseisten kulta-anomalioitten sijaintia. Topografiaan hieman toisella lailla kytkeytyy hakkuualueen itärajaa sivuava moreenin kultaanomalia (kuva 11). Se rajautuu Kivimaan korkeimman kumpareen itärinteelle, mannerjäätikön nuorimman, läntisen virtauksen suojanpuolelle. Kaivostien varteen loivan kumpareen laelle kaivetusta montusta M71 ja pienen kumpareen juurelle kaivetusta montusta M74 saatiin havainto jo kesän 1983 monttututkimuksissa esille tulleesta kivisestä kerroksesta. Montussa M71 kivinen kerros tavoitettiin heti humus- ja karike- ja ohuen moreenikerroksen alta, kun taas montussa M74 sen päällä oli kaksi metriä paksu peitemoreenikerros. Kivinen kerros osoittautui paikalliseksi palarapakalliomoreeniksi, jonka särmikkäät lohkareet ovat hyvin paikallisia. Kummankin montun kivisen kerroksen pinnalta otetun moreeninäytteen P-fraktiossa on poikkeuksellisen korkea kultapitoisuus (M ppb Au ja M ppb Au). Tehdyistä havainnoista on pääteltävissä, että Kivimaan louhoksen eteläpuolella moreenin korkeilla kultapitoisuuksilla onkin paikallinen syöttäjä. (Rossi 1993a.)

28 MAA- JA KALLIOPERÄÄN KOHDISTUNEET SEKÄ MOREENIGEOKEMIALLISET TUTKIMUKSET Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Vuonna 1994 Petäjävaaran kohdealueelta monttujen M1 - M4 ja M101 - M104 yhteensä kolmestakymmenestä moreeninäytteestä analysoitiin P-fraktion (< 0.06 mm) lisäksi samalla periaatteella vertailun vuoksi myös karkeammat L- ja K-fraktiot ( mm ja > 2 mm). Näytteiden 23 alkuaineen pitoisuuslistaukset on koottu Saralan raporttiin (Sarala 1995b) liittyy aineistoina 1.5 ja 1.6. Kultapitoisuudet moreenin karkeimmissa fraktiossa ovat hyvin ailahtelevia hienoaineksen kultapitoisuuksiin nähden. Karkeimman fraktion korkea kultapitoisuus näyttää olevan herkkä indikaattori mineralisaation läheisyydelle. Muualla karkeampien fraktioiden kultapitoisuudet jäävät selvästi hienoaineksen pitoisuuksien alapuolelle ja usein alle määritysrajan. Kuparipitoisuudet moreenin kaikissa fraktioissa näyttävät noudattavan yhdensuuntaisia trendejä. Kuparin pitoisuustaso on korkein hienoaineksessa ja vähäisin keskimmäisessä fraktiossa. Kuitenkin mineralisaation välittömässä läheisyydessä karkeampien fraktioiden kuparipitoisuudet nousevat hienoaineksen tasolle ja ylikin. Telluurin jakautuminen eri fraktioissa noudattelee pitkälti kuparipitoisuuksien mallia. Kuparija telluuripitoisuuksien jakautuminen moreenin eri fraktioissa kuvaa myös yleisesti monien muiden metallien kuten koboltin, kromin, nikkelin ja sinkin esiintymistä moreenissa. Rikkikiisua tavataan moreeninäytteissä paljain silmin erotettavina kiteinä. Se näkyy moreenin karkeimman fraktion muita fraktioita selvästi korkeampina rikkipitoisuuksina. Moreenin keskimmäisen fraktion kulta-, kupari-, telluuri- ja rikkipitoisuuksien hyvä korrelaatio poikkeaa selvästi muista fraktioista. Niissä kulta-, kupari- ja telluuripitoisuuksien korrelaatio rikkipitoisuuksien kanssa on heikko tai sitä ei ole ollenkaan. (Sarala 1994c, 1995a.) Vammavaaran kohdealue, karttalehti Kesällä 1994 Vammavaaran lounaispuolelle moreenigeokemiallisten kupari- ja kultaanomalioiden länsipäähän kaivettiin montut M114 - M118 (kuva 12). Niillä haettiin täydentävää tietoa maapeitteen rakenteesta ja geokemiasta aiemmin kaivettujen monttujen M19 ja M33 yhteydestä. Montuista otettiin moreenigeokemiallisia näytteitä 32 kpl, raskasmineraalinäytteitä 6 kpl, lohkarelaskunäytteitä 10 kpl. Lisäksi maapeitettä montuista tutkittiin neljällä suuntauslaskulla. Rakeisuusanalyysinäytteitä ei tällä kertaa otettu. Montun M116 neljä metriä korkeassa seinämässä tavattiin vajaan kolmen metrin syvyydestä montun pohjalle ulottuva kohonneet kulta- ja kuparipitoisuudet sisältävä moreenikerros (M116, syv. 3.5 m Au 9 ppb/moreenin P-fraktio), jonka lohkareissa paikallisen emäksisen vulkaniitin osuus on 90 %. Montun M116 seinämästä havainnoidut moreenipeitteen rakenteet ja alkuainejakaumat olivat rinnastettavissa montusta M33 tavattuihin. Montuissa M114, M115 ja M117 maapeitteen aines koko niiden syvyydeltä on puolestaan massamaista ja teräväsärmäisiä kiviä sisältävää sulamismoreenia. Montuissa M115 ja M117 paikallisen emäksisen vulkaniitin osuus moreenin lohkareissa kasvoi alaspäin. Kohonneet kulta- ja kuparipitoisuudet esiintyivät montussa M115 koko seinämän matkalla, kun ne montussa M117 painottuivat seinämän alaosaan. (Sarala 1994c.)

29 25 Kuva 12. Vammavaaran kohdealueelle kesällä 1994 kaivettujen monttujen M114 M118 sijaintikartta. Kuvan karttaan merkityltä linjalta AB on esitetty poikkileikkaus maapeitteen kerrosrakenteesta kuvassa 13. Linja 0C on kuvassa 26 omapotentiaalimittauksen linjan 0 osa ja linjat 0D ja 0E ovat kuvassa 27 samassa järjestyksessä magneettisen maastomittauksen linjoja L40 L ja K20 K Kuvan karttapohja on kopio Maanamittaushallituksen rekisterikartasta B. Muista montuista selkeästi poikkeavan montun M118 pintaosassa on puolitoista metriä vahva rantakerrostuma. Sen alla on sulavasta jäästä pudonneita kiviviä (drop stones) sisältävä lustosavikerros. Vasta montun neljä metriä korkean seinämän pohjaosasta löytyy kivilajistoltaan montun M33 alinta moreenipatjaa vastaava moreeni. Montun M118 koillispuolella sijaitsevassa montussa M5/VAM (kuvat 7 ja 12) esiintyy useiden metrien matkalla lajittuneita hiekkoja. Eri kerrosten esiintymistä moreenigeokemiallisen iskuporanäytteenottoalueen luoteisosassa on havainnollistettu kuvassa 13 lähes itä-länsisuun-

30 26 taisella 450 m pitkällä kahden moreeniharjanteen välisellä poikkileikkauksella. Siihen on projisoitu montut M117, M118, M5/VAM, M33 ja M116. Moreenikerroksista alimpana kallion päällä on harmaa moreenipatja ja ylimpänä ruskehtavan harmaa moreeni. Näiden välissä poikkileikkauksen itäpäässä on rapakalliomoreenipatja. Harjanteiden välissä on jääjärvisedimenttejä alimman moreenipatjan päällä ja lajittuneita kerrostumia vanhan uoman täytteenä. Harjanteilla moreenikerrostuman jonkin verran huuhtoutunut pinta on poikkileikkauksen itäpäässä lohkareinen. (Sarala 1994c, 1995a.) Monttujen moreeninäytteiden P-fraktion analyysituloksista voidaan päätellä alimman moreenipatjan metallipitoisuuksien edustavan yleistä tasoa. Paikallisia piirteitä siinä ei juuri ole havaittavissa. Sen sijaan montuista M33 ja M116 tavatussa keskimmäisessä patjassa kaikkien metallien pitoisuudet ovat yleisesti selkeästi kohonneet. Voimakkain nousu on kullalla, jonka keskimääräinen pitoisuus alimpaan patjaan verrattuna on kymmenkertaistunut. Merkittävää tässä on keskimmäisen moreenipatjan aineksen paikallisuus. Ylimmässä moreenipatjassa metallien keskimääräiset pitoisuudet ovat alimpaan moreenipatjaan verrattuna korkeammat mutta alemmat kuin keskimmäisessä moreenipatjassa. Kuitenkin tästä poiketen montutetun alueen länsipäässä montussa M19 (Rossi 1994-liite 7b ja Sarala 1994c-kuva 9) ylimmän moreenipatjan näytteissä esiintyy huomattavan korkeita kulta- ja kuparipitoisuuksia (Au 57 ppb ja Cu 312 ppm). (Sarala 1995a.) Moreenigeokemiallisen iskuporanäytteenoton alueelta tutkittiin moreenin P-fraktion joidenkin alkuaineiden pitoisuuksien jakautumista syvyyssuunnassa. Alueelle kaivettujen tutkimusmonttujen keskisyvyys on 4.0 m (maks. 5 m) ja iskuporanäytteet on otettu keskimäärin 5.0 m:n syvyydeltä (maks m). Iskuporan läpäisykyky on ollut osissa näytteenottoalueen pohjois- ja eteläosia muuta aluetta heikompi. Pohjoisosassa alhaiset syvyydet johtuvat Rogen-harjanteista ja etelässä ohuesta maapeitteestä. Runsaimmin korkeita kulta- ja kuparipitoisuuksia esiintyy syvyysvälillä m näytteenottoalueen luoteis- ja keskiosissa. Syvemmällä moreenissa ei esiinny selviä laajempia anomaliavyöhykkeitä mutta yksittäisiä korkeita pitoisuuksia kylläkin. Mielenkiintoisina yksityiskohtina todettakoon montun M33 (kuvat 6 ja 12) vierestä iskuporalla syvyydestä 0.5 m otetun moreeninäytteen Au-pitoisuus 5.7 ppb (vertailuna M33: syv. 0.3 m, maannoksen B-horisontti Au 7 ppb; syv. 1 m, Kuva 13. Poikkileikkaus Vammavaaran kohdealueen moreenigeokemiallisen iskuporanäytteenoton luoteisosan maapeitteestä (Sarala 1994c, 1995).Poikkileikkauksen sijainti on nähtävissä kuvassa 12.

31 27 C-horisontti Au alle määritysrajan 1 ppb) ja siitä 500 metrin päässä länteen olevan pisteen 13.5 m:n syvyydestä otetun näytteen Au-pitoisuus 22.3 ppb. Lisäksi montun M19 kaakkoispuolelta iskuporamoreeninäytteessä syvyydestä 2.6 m on tavattu Au-pitoisuus 10.8 ppb ja siitä 250 m länteen olevan pisteen näytteessä syvyydestä 6.5 m Au-pitoisuus 3.5 ppb. (Sarala 1995a ja b.) Kesällä 1994 Vammavaaran kohdealueelta monttujen M14 - M19, M33, M34 ja M111 - M113 yhteensä kuudestakymmenestäyhdestä moreenigeokemiallisesta näytteestä seulottiin ja analysoitiin myös L- ja K-fraktiot. Montussa M19 moreenin korkeimmat kultapitoisuudet ovat P-fraktiossa karkeampien fraktioiden kultapitoisuuksien jäädessä vähäisemmiksi. Montussa M33 moreenin korkeat kultapitoisuudet puolestaan esiintyvät kaikissa fraktioissa (P-, L- ja K-fraktiot). Montuissa M19 ja M33 moreenin korkeiden kultapitoisuuksien yhteydessä ympäristöstään kohonneet kuparipitoisuudet ovat korkeimmat P-fraktiossa karkeampien fraktioiden pitoisuuksien hieman pienempinä myötäillessä niitä. Laajemmin vertailuja metallien esiintymisestä eri fraktioiden välillä on esitetty Saralan lisensiaattitutkielmassa (Sarala 1995a.) Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja 10 Sihtuunan kohdealueelle vuosina kaivettujen monttujen (kuva 10) ympäristöä kartoitettiin kesällä 1994 tutkimusmontuilla POS-94-[M130 - M153] (kuva 14, taulukko 1). Niistä osa sijoittuu Sihtuunan moreenin alueelle ja muut sen pohjois- ja itäpuolelle. Monttujen keskimääräinen syvyys oli 4.3 m. Lisäksi hyödynnettiin yhtä avoinna ollutta sorakuoppaa POS-94-M154. Montuista otettiin kemialliseen analyysiin moreeninäytteitä 199 kpl, rakeisuusanalyysinäytteitä 50 kpl (taulukko 1 ja taulukko 5 liitteessä 1), raskasmineraalinäytteitä 41 kpl (taulukko 6 liitteessä 2) ja lohkarenäytteitä moreenin kivien kivilajien ja pyöristyneisyyden määritykseen 53 kpl. Lisäksi montuista tehtiin 23 suuntauslaskua. Sihtuunan moreenia pohjois- ja itäpuolelta reunustavasta moreenipeitteestä erottui kolme selvää fasiesta. Niistä alin on tiukkaan pakkautunutta, sinertävän harmaata ja runsaasti hienoainesta sisältävää tummaa moreenia (vrt. Rainio ja Lahermo 1984), jonka kivien suuntauksen vaihteluväli on Sen päällä on yleensä massamainen ja runsaskivinen mutta monin paikoin siltti- ja/tai hiekkaraitoja sekä linssejä sisältävä moreenipatja, jossa voimakkaimpina erottuivat suunnat 270 ja 330. Ylimpänä on suhteellisen löyhästi pakkaantunut deformaatio- ja valumisrakenteinen moreenipatja, jota on paikoin vaikea erottaa omaksi moreenipatjakseen. Siinä kivien suuntaus on huono. Ylin kerros on vaihtelevan paksuinen huuhtoutunut ja yleensä suurien ja paikallisten lohkareiden verhoama rantakerrostuma. (Sarala 1994b.) Monttujen moreenigeokemian näytteistä analysoitiin P-fraktio. Merkittäviä moreenin P- fraktion kultapitoisuuksia (6-43 ppb Au) esiintyi Sihtuunan kohdealueen kallioperän kvartsiittikerrostuman alueella sitä pohjois- ja eteläpuolelta rajaavien emäksisten vulkaniittien kontaktien tuntumassa montuissa M132, M137, M139, M140, M141 ja M153 sekä keskellä kvartsiittialuetta Maajärvenojan metsäautotien varressa montuissa M150, M152. Anomaalisia kuparipitoisuuksia ( ppm Cu) löytyi kultapitoisuuksien yhteydestä kvartsiitin ja vulkaniittien kontaktien tuntumasta montuista M141 ja M153.

32 28 Kuva 14. Sihtuunan kohdealueelle kesällä 1994 kaivettujen tutkimusmonttujen M130 M154 sijainti. Vuosina 1992 ja 1993 Sihtuunan moreenin alueelta kerättyjen moreenigeokemian näytteiden hienoainesfraktion analyysejä täydennettiin samojen näytteiden L- ja K-fraktioiden analyyseillä. Niissä kultapitoisuudet olivat yksittäisiä poikkeuksia lukuun ottamatta alle määritysrajan. Lisäksi analysoitiin raskasmineraalinäytteet, joista magnetiitti oli erotettu. Niissä korkein kultapitoisuus 14 ppm saatiin montun M124 näytteestä. Moreenin hienoaineksen korkeat kultapitoisuudet Tervolan-Mellakosken tienvarren ja Isolehdon metsäautotien tienhaaran ympäristössä esiintyvät monttujen alimmissa näytteissä. Tästä poiketen montussa M141 kultapitoisuudet ovat korkeat koko näyteprofiilin matkalla. Toisaalta Tervolan-Mellakosken tienvarren hieman eteläisemmistä vuosina 1992 ja 1993 kaivetuissa montuista (kuva 10) tavatut korkeat kultapitoisuudet ovat maapeitteen yläosasta m:n syvyydestä kuten myös metsäautotienvarren montussa M132.

33 Kivimaan kohdealue, karttalehti Kohteellinen kallioperätutkimus Kivimaan kohdealueella sijaitsevan louhoksen kaakkoispuolelta kesällä 1994 paljastettiin kallionpintaa maapeitteen alta tutkimusojilla SIR-94-[U1 - U2] ja tutkimusmontulla SIR-94-1 (kuva 15). Näiden lisäksi kaivettiin vielä yksi tutkimusoja, jossa kallionpintaa ei tavoitettu. Tutkimusojista tavoitettu kallionpinta pestiin painepesurilla. Vesi otettiin letkulla Kivimaan louhoksesta. Tutkimusojilla pyrittiin paikallistamaan paljastumahavainnon SIR kolmen erillisen emäksisestä laavakivestä koostuvan paljastuman (kuva 15) rajaaman alueen keskeltä löydettyjen särmikkäitten ja kooltaan huomattavien raitaisesta albiittivaltaisesta kivestä koostuvien lohkareiden (kuva 16) syöttäjä kallioperästä. Kivimaan raitaisten albiittikivilohkareiden kanssa koostumukseltaan ja rakenteeltaan saman tyyppisiä lohkareita on kesällä 1993 havainnoitu runsaasti Sihtuunan kohdealueelta kvartsiitin ja emäksisen vulkaniitin kontaktia myötäilevältä vyöhykkeeltä Tervolan-Mellakosken tien molemmin puolin (ks. sivu 19). Sihtuunan alueella näiden lohkareiden kivilaji nimettiin albiittifelsiksi. Kummaltakaan alueelta tätä kivilajia ei oltu tavattu paljastumista. Kuva 15. Kivimaan louhoksen kaakkoispuolelle kaivettujen tutkimusmonttujen (POS-92-[M73 M75], SIR-94-1) ja ojien (SIR-94-[U1 U2]) sijaintikartta. Karttaan on merkitty myös sen alueelta malmitutkimuksissa havainnoituja paljastumia (SIR-85-[48 ja 49], SIR-91-70).

34 30 Kuva 16. Raitaisen albiittikiven rakennetta lohkareessa paljastumahavainnon SIR keskeltä tutkimusojan SIR-94U1 itäpuolelta (ks. kuva 15). Laatan leveys on neljä senttimetriä. Kivimaassa raitaisten albiittikivilohkareiden ulkoiset piirteet ja koko viittasivat niiden paikallisuuteen ja maapeite lohkareiden ympärillä vaikutti kohtalaisen ohuelta. Näillä perusteilla arvioitiin lohkareiden syöttäjän paljastuvan niiden välittömään läheisyyteen jäätikkövirtauksen tulosuunnan puolelle kaivetussa tutkimusojassa SIR-94-U1 (kuva 17). Lohkareiden tyyppisen kiven sijasta tutkimusojan pohjalta tavattiin kuitenkin vaihtelevan levyisinä vyöhykkeinä voimakkaasti liuskettunutta emäksisestä laavakiveä. Se tutkimusojan pohjois-eteläsuuntaisessa eteläpäässä on pienirakeista ja tyynylaavarakenteista vulkaniittia, jossa lievää porfyyristä piirrettä ilmentävät suunnaltaan vaihtelevat ja harvakseen esiintyvät plagioklaasihajarakeet. Tätä vulkaniittia leikkaavat epämääräisen muotoiset, läiskämäiset albiitti-kvartsi-karbonaattijuonet. Tutkimusojan koilliseen suuntautuvassa pohjoispäässä vulkaniitti on tasarakeista ja raekooltaan tutkimusojan alkuosaa selkeästi karkeampaa. Tutkimusoja SIR-94-U2 kaivettiin liki pohjois-eteläsuuntaisena raitaisista albiittikivilohkareista jäätikkövirtauksen tulosuuntaan huomattavasti kauemmaksi kuin tutkimusoja SIR-94-U1 pituussuunnaltaan tutkimusojan suunnasta hieman poikkeavan loivan kumpareen pohjoisosaan. Tutkimusojan pohjoispäästä paljastui pienirakeinen ojan pituussuuntaan nähden lähes poikittaissuuntaisesti raitainen, pienirakeinen maasälpävaltainen kivi (kuva 18), jonka keskeisimmät mineraalit ovat albiitti, karbonaatti, biotiitti ja kloriitti. Tutkimusojasta tavattu kivi ei ole tyypiltään ihan samanlaista kuin lohkareiden albiittikivi. On kuitenkin ilmeistä, että kyseessä on pitkä diabaasin eteläkontaktin suuntaa myötäilevä lounais-koillissuuntainen vyöhyke, jossa esiintyy myös täsmälleen lohkareiden

35 31 Kuva 17. Tutkimusojassa SIR-94-U1 paljastuneen kallion kivilajikartta. Kuvan osassa A on tutkimusojan eteläpää ja osassa B pohjoispää. Tutkimusojan pohjakuvien vieressä on esitetty ojan syvyysvaihtelua kuvaavat pystyprofiilit.

36 32 tyyppistä kiveä. Vyöhykkeen pituudesta ja suunnasta antavat viitteitä tutkimusojan koillispuolelta albiitti-biotiittikivipaljastuma SIR (kuva 15) ja lounaispuolelta vuoden 1990 loppupuolella suoritetussa iskuporanäytteenotossa maapeitteen alta kallionpinnasta saadut albiitti-biotiitti- ja albiitti-kloriittiliuskenäytteet (Rossi 1993a-kuva 10) Tutkimusojassa SIR-94-U2 maasälpävaltaisen kiven pohjoiskontaktista ei ole suoraa näyttöä, mutta siitä on kuitenkin tehtävissä kohtalaisen tarkka arvio. Tutkimusojasta sadan metrin päässä pohjoiseen on diabaasin plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaattipaljastuma SIR (ks. kuva 15). Samaa kiveä on paikallisen oloisina isokokoisina lohkareina tutkimusojan pohjoispään painanteessa (kuva 18). Lisäksi diabaasin eteläkontaktia myötäilevän magneettisen anomalian eteläraja sijoittuu tutkimusojaa sivuavalle kumpareelle (Rossi 1993a-kuva 1, Rossi 1994-liite 12), joten maasälpäfelsi on mahdollisesti kontaktissa Kivimaan diabaasiin ja kontakti sijoittunee hyvin lähelle tutkimusojan pohjoispäätä. Eteläpuoleltaan maasälpävaltainen kivi tutkimusojassa rajautuu tyynylaavarakenteiseen emäksiseen laavakiveen (kuva 19). Kontakti on hyvin heterogeeninen. Tyynylaava on pienirakeista ja lievästi porfyyristä. Plagioklaasi esiintyy yksittäisinä hieman ympäristöään kookkaampina hajarakeina. Primaarit tummat mineraalit ovat täysin hajonneen. Niitä korvaavat kloriitti, biotiitti ja karbonaatti. Tyynylaavaa leikkaavat leveät albiitti-kvartsijuonet. Tutkimusojan eteläpäässä omana yksikkönään esiintyy tasalaatuinen ja ofiittisrakenteinen plagioklaasta ja tremoliitista koostuva emäksinen laavakivi. Sen ja tyynylaavan välinen kontakti verhoutuu maapeitteen alle. Paljastumahavainnon SIR (kuva 15) kaksi pohjoisinta paljastumaa ovat tyypiltään samanlaista tasalaatuista ja keskirakeista emäksistä vulkaniittia kuin tutkimusojan SIR- 94-U1 koilliseen suuntautuvassa pohjoispäässä. Saman havainnon eteläisimmässä paljastumassa jatkuu tutkimusojan pohjois-eteläsuuntaisessa eteläpäässä tavoitettu voimakkaasti liuskettunut emäksinen vulkaniitti. Paljastuma katkeaa eteläreunaltaan jyrkästi pystyasentoiseen liuskeisuuden suuntaiseen reunaan. Voimakkaasti liuskettunutta ja hiertynyttä emäksistä vulkaniittia tavattiin vielä siitä etelään tutkimusmontussa SIR Siinä päämineraaleina ovat albiitti, tremoliitti, biotiitti ja kloriitti Kallionäytteiden geokemiaa Kivimaan kohdealueelta yhdestätoista diabaasi- ja vulkaniittinäytteestä on Geologian tutkimuskeskuksen kemian laboratoriossa analysoitu pääalkuaineet XRF-menetelmällä. Niistä ja lisäksi seitsemästä muusta osin Kivimaan alueen ulkopuolelta vertailua varten otetusta vulkaniittinäytteestä on analysoitu lantanidit La, Ce, Nb, Sm, Eu, Tb, Yb ja Lu Kanadassa (Activation Laboratories Ltd (Exploration package)). Analyysitulosten luokittelussa on käytetty AFM-diagrammia (Irvine ja Baragar 1971), Jensenin kationisuhdediagrammia (Jensen 1976) ja totaalialkalit vs. silikaatti- eli TAS-diagrammia (Le Bas et al. 1986). Diabaasi- ja vulkaniittinäytteiden kondriittinormalisoituja REE-jakaumia kuvaavissa diagrammeissa normalisointiarvoina käytetyt pitoisuudet ovat julkaisusta Hickey and Frey Luokitteludiagrammeihin pääalkuainepitoisuudet on normalisoitu volatiilittomiksi laskemalla niiden summa sataprosenttiseksi. Jensenin kationisuhdediagrammissa on havaittu pieni systemaattinen virhe. Kolmioissa Al 3+ -luku on jäänyt hivenen todellista pienemmäksi. Siten kuvissa kaikkien symbolien oikea paikka on jonkin verran lähempänä alumiinikulmaa. Virheen pienuuden vuoksi, sitä ei enää ole kuviin kor-jattu. Alkuperäiset muuttamattomat analyysitulokset on esitetty taulukossa 7 liitteessä 3.

37 1 Kuva 18. Tutkimusojan SIR-94-U2 pohjalta paljastuneen kallion kivilajikartta. Tutkimusojan pohjakuvan vieressä on esitetty ojan syvyysvaihtelua kuvaava pystyprofiili.

38 34 Kuva 19. Tutkimusojassa SIR-94-U2 paljastuneen emäksisen vulkaniitin tyynylaavarakennetta. Kuva on otettu tutkimusojan itäpuolelta kohdasta (etäisyys metreinä ojan alkupisteestä) poikitaissuunnassa sen pituussuuntaan nähden. Kuvan oikeassa reunassa on nähtävissä Minidrill-näytteen porausreikä. Laatan pituus on 17 cm. Kivimaan kohdealueen lähes kokonaan kattava albiittidibaasijuoni kuuluu Peräpohjan liuskealueelle tyypillisiin diabaaseihin. Ne sijaitsevat yleensä konformeina ja selvästi differentioituneina kerrosjuonina Kivalon kvartsiittimuodostuman (taulukko 4) kvartsii-teissa ja kvartsiittien alakontaktin lähellä (Perttunen 1989, 1991). Kivimaan albiittidia-baasista ei ole nähtävissä yhtenäistä differentiaatiosarjaa epäyhtenäisistä paljastumaolo-suhteista ja Kivimaan pohjoisreunalla esiintyvistä voimakkaista lohkoliikunnoista joh-tuen. Siitä on kuitenkin hajahavainnoin erotettavissa kolme petrografisesti toisistaan sel-västi erottuvaa vyöhykettä. Niistä alinta ultramafista vyöhykettä on päästy näkemään kohtalaisen hyvin primaarin kiteytymisrakenteensa säilyttäneenä ainoastaan kesällä 1991 kaivetussa tutkimusojassa SIR-91- U1 (Rossi 1993a). Kairanreikälävistyksissä se on ta-voitettu vain voimakkaasti muuttuneena. Kahta ylintä differentiaattia metadiabaasia ja magnetiittigabroa on näkyvissä paljastumissa ja niitä on lävistetty kairauksissa. Kivi-maan albiittidiabaasin differentioituminen näkyy selvästi siitä kerättyjen näytteiden ana-lyysituloksista kuvassa 20. Juonen muodostanut magma on Fetholeiittista basaltia ja siinä kiteytyneen kiven kondriittinormalisoitujen lantanidipitoisuuksien käyrät osoittavat lievää keveiden lantanidien rikastumista ja ovat osittain yhteneväiset Perttusen (1989) Runkausvaaran albiittidiabaasijuonesta esittämien lantanidijakaumien kanssa.

39 35 Kuva 20. Kivimaan differentioituneen albiittidiabaasijuonen TAS-diagrammi (a), Ca)-MgO-Al 2 O 3 -diagrammi (b), AFM-diagrammi (A = Na 2 O+K 2 O, F = FeO TOT, M = MgO) (c), Jensenin kationisuhde-diagrammi (d) ja kondriittinormalisoitujen REE-jakaumia (e). Näytteet edustavat eri differentiaatteja seuraavasti: 1 5 plagioklaasiklinopyrokseeni-magnetiittikumulaatti, 6 8 klinopyrokseenikumulaatti, 9 "porfyyrinen" oliviinikumulaatti. Näytteestä 1 ei ole analysoitu pääalkuaineita. Muuttumattomat analyysitulokset ovat taulukossa 7 (liite 3).

40 36 Kivimaan albiittidiabaasijuonesta on tavattu emäksistä laavakiveä sulkeumina. Niistä kahdesta tutkimusojista otettujen yhteensä kolmen näytteen analyysien luokitukset ku-vassa 21 osoittavat sulkeumien vulkaniitit kemiallisesti Fe-tholeiittisiksi basaltteiksi. Samassa kuvassa näytteiden vaakatasoiset kondriittinormalisoidut REE-jakaumat muis-tuttavat suuressa määrin Perttusen (1989) Jouttiaavan muodostuman vulkaniiteista esittä-miä. Kuvassa 22A on esitetty kondriittinormalisoidut REE-jakaumat kahdesta emäksiseksi vulkaniitiksi tulkitusta näytteestä. Niistä näyte (13) on Kivimaan eteläpuolen tyynylaavapaljastumasta ja näyte (14) Leipeen alueelta ( ) paljastuman hornblendiittimaises-ta kivestä Runkauksen muodostumaan kuuluvaksi tulkitun konglomeraatin päältä. Ku-vassa 22B esitetään kolmen tuffiittinäytteen (15-17) ja yhden albiitti-biotiittikivinäyt-teen (18) kondriittinormalisoidut REE-jakaumat. Näyte (15) on keskeltä Kivimaata tut-kimusojasta sekä näytteet (16, 17) paljastumasta Leipeen alueelta näytteen (14) läheisyy-destä ja näyte (18) paljastumasta Kivimaan itäreunalta. Kuvien 22 A ja B jakaumakuviot ovat rinnastettavissa Perttusen (1989) vastaaviin Runkauksen muodostuman näytteistä esittämiin. Kuva 21. Kivimaan differentioituneessa albiittidiabaasissa sulkeumina olevien emäksisten laavakivien TASdiagrammi (a), AFM-diagrammi (A = Na 2 O+K 2 O, F = FeOTOT, M = MgO) (b), Jensenin kationi-suhdediagrammi (c) ja kondriittinormalisoituja REE-jakaumia (d). Muuttumattomat analyysitulokset ovat taulukossa 7 (liite 3).

41 37 Kuva 22. Emäksisten laavojen (A) ja emäksisten tuffiittien (B) kondriittinormalisoituja REE-jakaumia. Symbolit: (13) MIK , (14) SIR (Leive, ), (15) SIR-91-U , (16) SIR (Leive), (17) SIR (Leive), (18) SIR (ks. kuva 15). Muuttumattomat analyysitulokset ovat taulukosta 7 (liite 3). 3.3 PINTALOHKARELASKUT Petäjävaaran ja Vammavaaran kohdealueitten ylimpien moreeniainesten kulkeutumista selvitettiin kesällä 1995 pintalohkarelaskuin Rogen-harjanteiden päältä. Laskut suoritet-tiin osittain sellaisten aiemmin kaivettujen monttujen yhteydestä, joissa ylemmästä mo-reenista oli tehty lohkarelasku. Näin saatiin suorat vertailukohteet ylemmän moreenin lohkareiden ja pintalohkareiden kivilajijakaumien välille. Kuhunkin laskuun on otettu noin 100 lohkaretta muutaman aarin alueelta Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Petäjävaaran kohdealueen kallioperän kivilajien kulku on lähes poikittainen jäätikön liikesuuntaan nähden. Pintalohkareissa ovat vallitsevina kohdealueen pääkivilajit emäk-siset kivet (emäksinen vulkaniitti ja diabaasi) ja kvartsiitti (kuva 23). Muiden kivilajien, kuten granitoidien, dolomiitin ja kiilleliuskeen, osuudet ovat vain muutamien prosenttien luokkaa. Paikallinen piirre pintalohkareiden kivilajijakaumissa näkyy selkeimmin las-kuissa L14 - L16. Niissä muutamien satojen metrien matkalla emäksisten kivien ja kvart-siittien suhteet vaihtelevat voimakkaasti. Laskussa L16B on ilmeisesti nähtävissä paikal-lisen, ennestään tuntemattoman emäksisen juonen esiintyminen pisteiden A ja B välissä. Samanlainen juoni voi olla myös laskun L3 huomattavan emäksisten kivien osuuden aiheuttaja. Laskun L12 kivilajijakaumassa kvartsiitin osuus yli 60 % osoittanee emäksis-ten kivien keskellä olevan kvartsiittiosueen jatkuvan jonkin verran kuvassa 23 piirrettyä kauemmas koilliseen.

42 38 Kuva 23. Petäjävaaran kohdealueen pintalohkareiden ja katkoviivan yläpuolella samoista kohteista ylemmän moreenin lohkareiden kivilajijakaumia. Jäätikön virtaussuunta kuvassa vasemmalta oikealle. Symbolit: ympyrä = lohkarelaskupaikka, väkästen kenttä = emäksinen kivi (emäksinen vulkaniitti ja diabaasi), pisteytys = kvartsiitti, musta juova = diabaasi. (Sarala 1995a).

43 39 Yleisesti on todettavissa tutkimusmonttujen ylemmän moreenin lohkarelaskujen ja samoilta kohdilta tehtyjen pintalohkarelaskujen kilajijakaumien vastaavan lähes täydel-lisesti toisiaan. Pintalohkareisiin nähden moreenin lohkareissa on jonkin verran enem-män graniitteja ja herkemmin hajoavia dolomiitteja ja liuskeita. Emäksiset kivet ja kvartsiitti ovat sekä pintalohkareina että moreenin aineksena teräväsärmäisiä muiden kivilajien lohkareiden ollessa kohtalaisen pyöristyneitä. Kivilaskut osoittavat hyvin Petä-jävaaran kohdealueen Rogenmoreeniharjanteiden pintaosien aineksen paikallisuuden. (Sarala 1995a) Vammavaaran kohdealue, karttalehti Vammavaaran kohdealueen kallioperän kivilajien kulku myötäilee suurelta osalta jääti-kön liikesuuntaa. Pintalohkareiden ja ylimmän moreenipatjan kivilajijakaumat on esitet-ty kuvassa 24. Lohkarelaskuissa yleisimpiä ovat kohdealueen kallioperän pääkivilajit emäksinen kivi ja kvartsiitti. Kulutusta kestävien granitoidien osuus lohkareista on koko alueella kohtalaisen korkea. Huomattavasti vähäisemmässä määrin esiintyy dolomiittia ja kiilleliusketta. Joissakin näytteissä on jonkin verran fylliittiä. Lähes kolmannes pinta-lohkarelaskun L1 kivistä on granitoideja, joten siinä lohkareaines on keskimääräistä pit-kämatkaisempaa. Paikallisten lohkareiden osuus alkaa selvästi kasvaa lohkarelaskusta L2 itään mentäessä. Kivilajisuhteiden vaihtuminen itä-länsisuunnassa noudattelee hyvin kallioperän kivilajimuutoksia. Tutkimusmonttujen yhteydestä tehtyjen pintalohkarelas-kujen kivilajijakaumilla on lähes täydellinen vastaavuus montujen ylimmän moreenin kivilaskujen kivilajijakaumien kanssa. Pintalohkareiden ja ylimmän moreenipatjan loh-kareiden kivilaskut osoittavat selvästi Vammavaaran eteläpuolen Rogen-moreeniharjan-teiden pintaosien ainesten paikallisuuden. (Sarala 1995a.) 3.4 GEOFYSIKAALINEN MAASTOMITTAUS Geofysikaalisessa maastomittauksessa käytetyt menetelmät olivat omapotentiaali- ja VLFmittaus sekä magneettinen mittaus. Omapotentiaalimittaus toteutettiin linjoittain viiden metrin pistevälein pienialaisesti Petäjävaaran ja Vammavaaran kohdealueilla sekä kahdelta yksittäiseltä linjalta Sihtuunan kohdealueella. Vammavaaran kohdealueella suo-ritettiin erillinen magneettinen mittaus ja VLF-mittauksella tarkistettiin omapotentiaali-mittauksen tulosta Petäjävaaran kohdealue, karttalehti Petäjävaaran kohdealueella tutkimusojaa U1 myöten suoritettu omapotentiaalimittaus osoitti hydrotermisesti muuttuneen hiertovyöhykkeen kohtalaisen hyväksi johteeksi. Johteen jatkuvuuden seuraamiseksi suoritettiin omapotentiaalimittaus tutkimusojan mo-lemmin puolin ojan suuntaisilta linjoilta (kuva 25). Tutkimusojan koillispuolella johde on havaittavissa vain lyhyellä matkalla, mutta tutkimusojasta lounaaseen johde myötäi-lee noin kilometrin pituisena epäyhtenäisenä jaksona emäksisen vulkaniitti-diabaasi-kerrostuman ja sen sisäänsä sulkeman kvartsiittiyksikön kaakkoiskontaktia. (Sarala ja Rossi 1998.)

44 40 Kuva 24. Vammavaaran kohdealueen pintalohkareiden ja katkoviivan oikealla puolella samoista kohteista ylemmän moreenin lohkareiden kivilajijakaumat. Jäätikön virtaussuunta kuvassa alhaalta ylös. Symbolit on selitetty kuvassa 23. (Sarala 1995a.)

45 41 Kuva 25. Petäjävaaran kohdealueen omapotentiaalimittuksen profiilikartta. Symbolit: (1) mittayksikkö, (2) kairanreikä, (3) kairanreikäprofiili kuvissa 2, 4, 5 ja 29. Kuva on julkaisusta Sarala ja Rossi Vammavaaran kohdealue, karttalehti Omapotentiaalimittaus Vammavaaran kohdealueella suoritettiin pienimuotoisena kokei-luna. Mittauksella pyrittiin tunnustelemaan monttujen M33 ja M116 paikalliseksi tode-tun moreenin korkeiden kupari- ja kultapitoisuuksien syöttäjän mahdollista ilmenemistä johteena kuten Petäjävaaran kohdealueella. Mittauspaikka valittiin montuista M33 ja M116 tavoitteelle sopivaksi arvioidulta etäisyydeltä jäätikkövirtauksen tulosuuntaan (ku-va 12). Ensimmäinen tunnusteleva mittaus toteutettiin metsäpalstojen välisellä rajalinjal-la (kuva 26A). Mittauslinjalta maadoituspisteestä kaakkoon tavattujen johtavuuden piir-teiden kohdalta omapotentiaalimittausta jatkettiin kahdeksalta poikittaiselta linjalta. Mittausta täydennettiin vielä yhdeltä rajalinjan suuntaiselta rinnakkaiselta linjalta. Oma-potentiaalimittaus osoittivat pienialaisen johteen esiintyvän pitkin rajalinjaa (kuva 26B) ja sen tarkistamiseksi suoritettu VLF-mittaus vahvisti asian.

46 42 Kuva 26. Omapotentiaalimittaus Vammavaaran kohdealueella linjoilta 0 9. Mittauspisteiden väli on 5 m. Linja 0 sijoittuminen maastoon on nähtävissä kuvassa 12 pisteiden C ja D välinä. A) Mittaustulokset runkolinjalta 0 ja rinnakkaislinjalta 9 sekä niihin nähden poikittaiselta linjalta 4. B) Mittaustulokset runkolinjalta 0 osaan nähden poikittaisilta linjoilta 1 8. Kuvaan on merkitty mittausalueella esiintyvien tutkimusmonttujen M19/92, M33/92, M115 M118/93 ja M5/VAM sekä kairanreikien R518 R521 sijainti ja hahmoteltu mittausalueen poikki menevän metsäautotien paikkaa. Huomaa erilaiset mittakaavat kuvan pysty- ja vaakasuunnassa.

47 43 Magneettinen mittaus suoritettiin runkolinjalta omapotentiaalimittauksen maadoituspis-teestä luoteeseen ja samasta pisteestä runkolinjaan nähden kohtisuoralta linjalta koilli-seen (kuva 27). Sen tavoitteeksi asetettu emäksisen vulkaniitin ja kvartsiitin välisen kon-taktin sijainnin paikallistaminen onnistui hyvin Sihtuunan kohdealue, karttalehdet ja 10 Koska Petäjävaaran ja Vammavaaran kohdealueilta oli omapotentiaalimittauksilla paikallistettu johteita, niin menetelmää päätettiin kokeilla myös Sihtuunan alueella. Mittaus kohdistettiin rikkikiisupirotteisten ja kobolttipitoisten breksia- ja kvartsilohkareitten viuhkan syöttäjäksi arvioidulle kvartsiitin ja vulkaniittien kontaktivyöhykkeelle (kuva 9). Mittaus suoritettiin Tervolan-Mellakosken tiestä sopivasta kohdasta ensin itään ja sitten koilliseen suuntautuvan metsäautotien poikki kahdelta liki pohjois-eteläsuuntaiselta lin-jalta pitkin soiden reunustamia moreeniharjanteita (kuva 28). Tavoitteena oli saada viit-teitä mahdollisesta kvartsiitin ja emäksisen vulkaniitin kontaktin suuntaa myötäilevästä johteesta. Lännenpuoleisen linjan (linja A kuvassa 28) mittaustuloksissa esiintyy jyrkkä tason vaihdos metsäautotien kohdalla. Ilmiölle ei ole olemassa eksaktia selitystä. Idän-puoleisella linjalla (linja B kuvassa 28) mittaustuloksessa ei esiinny mitään erityisiä vaihteluita, vaan se on tasainen koko mittausmatkalla eikä siten ilmennä muutoksia joh-tavuudessa. Kuva 27. Magneettinen maastomittaus linjoilta K20 K ja L40 L40.175, joiden sijoittuminen maastoon on nähtävissä kuvan 10 kartalla. Mittauspisteiden väli 5 m. Mittauslinjojen alkupiste K20, L40 sijoittuu Jouttiaavan muodostuman emäksisen vulkaniitin alueelle. Magneettisuuden jyrkät gradientit mittauslinjojen päissä ilmentävät emäksisen vulkaniitin kontaktia Kivalon muodostuman kvartsiittiin.

48 44 Kuva 28. Omapotentiaalimittaus Sihtuunan kohdealueella. Kuvan yläosan kartalla on esitetty mittauslinjojen A ja B sijainti ja alaosan piirroksessa mittaustulokset linjoilla. Yläosan kartta on kopio peruskartoista ja 10.