GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (48) Pohjois-Suomen aluetoimisto M 19/3741/-84/1/10 Koskee 3723 Sodankylä Maaselkä Seppo Rossi

Transkriptio

1 1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (48) Pohjois-Suomen aluetoimisto M 19/3741/-84/1/10 Koskee 3723 Sodankylä Maaselkä Seppo Rossi RAPAKALLION KUPARIANOMALIAN MALMITUTKIMUKSET MAASELÄSSÄ SODANKYLÄN KUNNAN POHJOISOSASSA VUOSINA

2 2 YHTEENVETO Tutkimukset saivat alkunsa Geologian tutkimuskeskuksen geokemian osaston karttalehden 3741 maaperägeokemiallisen kartoitusnäytteenoton rapakallionäytteen kvantometrianalyysissä syksyllä 1977 saadusta 1.5 %:n kuparipitoisuudesta. Loppuvuodesta 1977 tehtyjen tarkistusten ja lisäselvitysten antamien viitteiden perusteella lopullisesti päätettiin varsinaisten malmitutkimusten aloittamisesta. Tutkimukset ulottuivat kaikkiaan noin 30 km 2 :n alueelle. Laajamittaiset malmitutkimukset aloitettiin sydäntalvella maaperägeokemiallisen kartoitusnäytteenoton tulosten ohjaamina näytteenotolla traktorikaivurilla ja iskuporalla sekä geofysikaalisella maastomittauksella. Traktorikaivurilla pyrittiin kevättalvella 1978 selvittämään rapakallion luonnetta ja saamaan analyysiin geologisesti hyvin hallinnassa olevat rapakallionäytteet. Kesällä 1978 kartoitettiin tutkimusalueen ja sen lähiympäristön kalliopaljastumat. Koska tutkimusalue oli huonosti paljastunut, niin kesällä 1978 traktorikaivuria käytettiin apuna kallioperähavaintojen tekemisessä. Kesällä 1978 suoritettiin seisminen luotaus yhdeltä profiililta rapautuman syvyyden selvittämiseksi. Iskuporausta suoritettiin vaiheittain vuosina ja Näytteenottoa kohteellisesti tehostettiin porakonekairauksella vuonna 1979 ja syväkairauksella vuosina Porakonekairauksella haettiin vahvistusta seismisen luotauksen antamaan tulokseen ja selvitettiin kuparianomaliajakson jatkumista kalliossa iskuporalla ja kaivinkoneella läpäisemättömän, sementoituneen maapeitteen alla. Syväkairauksella tutkittiin rapautuman vaihettumista terveeksi kallioksi, vaihettumisvyöhykkeen vaikutusta kuparin esiintymiseen ja terveestä kalliosta todettua kuparimineralisaatiota. SISÄLLYS Tutkimusalueella moreeni ja rapakallio ovat kiisuköyhiä. Niissä molemmissa kupari on sitoutunut limoniittiin ja kiilteeseen. Rapakallio vaihettuu asteittain terveeksi kiveksi ja samalla kuparin kantajaksi vähitellen ilmaantuu kuparikiisu. Terveessä kalliossa kuparikiisu esiintyy kerroksellisuutta myötäilevinä mineralisoitumina. Syväkairauksella tavattiin erillinen kobolttimineralisaatio kuparimineralisaation yhteydestä. Kultaa kuparimineralisaatiossa tavattiin viitteellisiä määriä. Tutkimukset eivät johtaneet taloudellisesti merkityksellisen esiintymän löytymiseen.

3 3 1. JOHDANTO AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET TUTKIMUSTEN TAUSTA SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Montutus Tarkoitus, menetelmät, dokumentointi ja näytteenotto Näytteiden analysointi Iskuporaus Tarkoitus ja näytteenotto Näytteiden analysointi Geofysikaalinen maastomittaus Porakonekairaus Tarkoitus ja näytteenotto Näytteiden analysointi Syväkairaus Toteutus ja tarkoitus Näytteet ja niiden analysointi Kallioperäkartoitus MAASELÄN ALUEEN GEOLOGIA Jäätikkösyntyiset maalajit ja rapakallio Kallioperä Yleispiirteet ja kivilajit Litostratigrafia ja tektoniikka MAAPERÄGEOKEMIALLISET MALMIVIITTEET MALMIAIHE KALLIOSSA MALMIAIHEEN ARVIOINTI KIRJALLISUUSVIITTEET LIITTEET LIITTYY 47.

4 4 1. JOHDANTO Tutkimusalue sijaitsee Sodankylän kirkonkylästä 55 km pohjoiskoilliseen ja nelostiestä noin 13 km itään. Alueen pinta-ala on noin 30 km 2 ja se sijoittuu pääosin karttalehdelle , mutta osa siitä ulottuu myös karttalehden puolelle (kuva 1). Maaselkä-nimitys tutkimusalueelle tulee sen kahdesta laaja-alaisesta ja loivapiirteisestä kangaskumpareesta pinta-alaltaan suuremman nimestä. Pienempi kumpareista on Vitsikko-Lomavaara. Tutkimusalueen kallioperä on karjalaisen liuskejakson pohjoisreunaa. Tutkimusalueen eteläreunasta runsas 1 km etelään on Koitelaisen kerrosintruusio ja tutkimusalueelta 5 km pohjoiseen on Riestovaaran nattasentyyppinen graniittiintruusio. Kivilajit tutkimusalueella koostuvat metasedimenteistä ja Keski-Lapin vihreäkivivyöhykkeeltä tutkimusalueelle haarakkeena työntyvistä metavulkaniiteista. Kalliopaljastumat ovat tutkimusalueella harvinaisia. Kalliopperä verhoutuu turve- ja moreenipeitteen alle. Kallion pinnalla on säilynyt preglasiaalista rapautumiskuorta, joka selittyy tutkimusalueen sijainnilla Keski-Lapin jäänjakajavyöhykkeellä. Tutkimusalue on m merenpinnan yläpuolelle kohoavan vedenjakajaalueen eteläosaa. Vesistöt virtaavat tutkimusalueesta itään, etelään ja länteen. Maaselkää pohjoisesta rajaa korkeimmillaan 20 m korkea jyrkkä törmä. Sen juurelta purkautuvista runsasvetisistä lähteistä saavat alkunsa itään virtaava Viuvalojoki ja vastakkaiseen suuntaan Lauttisselkään suuntautuvaa ja siitä lounaaseen kääntyvää suojuottia seuraillen virtaava Ylä-Liesijoki. Maaselän malmitutkimusten suorittamisen aikaan tutkimusaluetta lähin autolla ajettava tie oli runsaan 5 km:n päässä sen pohjoispuolella. Kyseinen metsäautotie erkani nelostiestä Mäntypäässä ja eteni Lauttisselän kautta Maaselän pohjoispuolelle karttalehden eteläreunaan, Ruosselkään. Tutkimusten alkuvaiheessa syystalvella 1977 tutkimusalueelle kuljettiin moottorikelkalla ja vuoden 1978 alusta kesän tuloon asti henkilöautoilla vanhan talvitien pohjalle aurattua talvitietä myöten. Talvitie alkoi metsäautotien päästä Hankapuljusta, Madetkosken eteläpuolelta Ylä-Liesijoen varresta ja eteni itään Vitsikko-Loma-

5 5 vaaran ja Maaselän eteläreunaan. Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti ja valtausalueet Maaselkä 1-3.

6 Uusi kulkureitti tutkimusalueelle otettiin käyttöön kesällä Autoilla ajettiin nyt Mäntypäässä nelostiestä itään erkanevaa metsäautotietä Lauttisselkään, jossa siirryttiin autoista tilanteeseen soveltuviin telakulkuneuvoihin. Niillä kuljettiin kesät'talvet Lauttisselkää ja Maaselkää yhdistävää Ylä-Liesijokea reunustavaa suojuottia myöten. Maaselässä asuttiin sinne talvella kuljetetuissa lasikuiturakenteisissa vaunuissa ja kesällä myös teltoissa. 6 Tänä päivänä Maaselän pohjoisreunaan pääsee jo autolla. Mäntypään-Ruosselän metsäautotiestä etelään erkanee uusi metsäautotie, joka Maaselän pohjoisreunassa jakautuu kahdeksi reunan suuntaa myötäileväksi haaraksi. Heti niiden eteläpuolelta Maaselän tutkimusalue on rajattu kuulumaan suunnitteilla olevaan Koitelaisen luonnonpuiston alueeseen. Tähän raporttiin oleellisesti liittyviä aikaisempia kuvauksia Maaselän malmiaiheen tutkimuksista on olemassa seuraavasti. Malmiosaston ja geokemian osaston yhteistyöstä Maaselässä on kerrottu malmiosaston kokouksessa Mikkelissä vuonna 1982 pidetyistä esitelmistä kootussa monisteessa (Rossi 1982). Valtausalueilla Maaselkä 1-3 tehdyistä tutkimuksista on kirjoitettu raportti M 06/3741/-83/1/10 (Rossi 1983). Maaselän malmiaiheen löytöhistoria on koottu erilliseen julkaisuun (Pulkkinen ja Rossi 1984). Maaselän malmitutkimuksissa kerätyistä näytteistä on tehty erillistutkimus kuparin ja sinkin esiintymistavasta moreenissa (Nikkarinen, Kallio, Lestinen ja Äyräs 1984). Maaselän rapakallio-, rapakalliomoreeni- ja moreeninäytteitä on käytetty myös moreenin hienoaineksen huokoisuus- ja routivuustutkimuksissa (Nieminen ja Kellomäki 1982 sekä Nieminen 1985). Maaselän malmiaiheen tutkimuksia johti kevääseen 1979 asti Geologian tutkimuskeskuksen (GTK:n, asti Geologinen tutkimuslaitos) malmiosaston Pohjois-Suomen malmitutkimusryhmän esimies geologi Kauko Puustinen ja siitä eteenpäin tutkimusryhmän uusi esimies geologi Olavi Auranen. Malmitutkimuksista vastasi malmitutkimusryhmän geologi Seppo Rossi. Maaselän malmitutkimukset tehtiin tiiviissä yhteistyössä GTK:n geokemia osaston Pohjois-Suomen tutkimusryhmän kanssa, jonka puolesta Maaselän alueen maaperägeokemiallisia tutkimuksia johti geologi Eelis Pulkkinen. Maaselän tutkimusalueen alkuvuoden 1978 tutkimuskaivantojen kartoituksessa olivat mukana tutkimusassistentit Pertti Murtovaara ja

7 7 Veikko Helppi malmiosastosta sekä Osmo Pokuri geokemian osastosta. Kesällä 1978 tutkimusalueen kallioperäkartoituksen hoiti ja tutkimuskaivantojen kartoituksessa oli mukana geologian opiskelija Pekka Nurmi (PAN). 2. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Tutkimusalueen kallioperästä yleistietoa sai 1 : mittakaavaisesta Mikkolan laatimasta Keski-Lapin alueen kallioperäkartasta (Mikkola 1937) ja siihen liittyvästä selityksestä (Mikkola 1941). Tutkimusalueella GTK:n malmiosto oli aikaisemminkin jossain määrin suorittanut malmitutkimuksia (Nenonen 1975). Puustinen (1977) on Koitelaisen gabrointruusion luoteispuolen malmitutkimuksia kuvaavassa julkaisussaan hahmotellut kallioperäkarttaa Maaselän malmitutkimusalueen sisältämältä alueelta. Tutkimusalueen maaperästä oli saatavissa tietoa 1 : mittakaavaiselta maaperäkartalta (Kujansuu 1966). Karttalehtien alueilta GTK:n geokemian osasto oli kevättalvella 1975 suorittanut maaperägeokemiallista kartoitusta valmistelevan esitutkimuksen (Lestinen 1975). Esitutkimuksen ohjaama maaperägeokemiallinen kartoitusnäytteenotto koko karttalehden 3741 alueelta valmistui vuonna Moreeninäytteiden kvantometrilla (EKV:lla) määritettyjen alkuaineiden pitoisuuksien symbolikartat julkistettiin Karttalehden 3723 alueen maaperägeokemiallisen kartoituksen moreeninäytteiden analyysitulokset on julkistettu karttoina ja listoina Selitys karttalehden 3723 geokemiallisesta kartoituksesta valmistui vuonna 1980 (Lestinen 1980). Maaperägeokemiallinen kartoitus ja sen tulosten esittäminen oli tapahtunut erityisesti niitä varten GTK:ssa kehitettyjen menetelmien mukaisesti (Gustavsson ja muut 1979). 3. TUTKIMUSTEN TAUSTA Maaselän malmitutkimukset saivat alkunsa GTK:n geokemian osaston karttalehden 3741 maaperägeokemiallisen kartoitusnäytteenoton näytteistä syksyllä 1977 tehdyn EKV-analyysin tuloksista. Kartoitusnäytteenoton näytteenottopisteen 76/24079 rapakallionäytteestä tavattiin rapakalliosta ympäristöään huomattavasti korkeampi

8 8 Kuva 2. Moreenin kuparipitoisuuksien symbolikartta karttalehdeltä (RP = rapakallio). Kyseessä on GTK:n geokemian osaston kartoitusnäytteenotto, jonka näytteet on analysoitu kvantometrillä. Kuvan eteläreunan gabro on Koitelaisen kerrosintruusion pohjoisreunaa. kuparipitoisuus. Piste on valtausalueen Maaselkä 3 keskivaiheilla (liite 1). Rapakallionäytteen kuparipitoisuudeksi EKV-analyysi antoi 1.5 % ja sen tarkistukseksi suoritettu AAS-analyysi 0.7 %. Piste sijoittuu itä-länsisuuntaiseen, kapeahkoon ja hieman hajanaiseen moreenin hienoaineksen kuparianomaliavyöhykkeeseen, joka ulottuu koko karttalehden poikki (kuva 2). Maapeite näytteenottopisteen 76/24079 kohdalla kuparipitoisen rapakallion päällä on ohut, noin 0.5 m. Se antoi mahdollisuuden syksyllä 1977, ensilumen jo sadettua, kaivaa lapiolla rapakalliosta lisänäytteitä näytteenottopisteestä ja sen välittömästä läheisyydestä. Saadut tulokset antoivat aiheen ryhtyä perusteellisiin jatkotutkimuksiin. 4. SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Koska tutkimusalueelle ei ollut tieyhteyttä ja se oli soiden ympäröimä, niin syystalvella 1977 tehtiin päätös laajamittaisten tutkimusten aloittamisesta siellä heti, kun maa on kunnolla jäätynyt ja talvitie valmistunut. Ne aloitettiin tutkimuskuoppien kaivamisella ja sen kanssa samanaikaisesti suoritetulla maaperägeokemiallisella iskuporanäytteenotolla sekä geofysikaalisella sähköisellä ja magneettisella maastomittauksella. Kaivaminen suunniteltiin keskitettäväksi Maaselän kankaille ja iskuporanäytteenotto sitä täydentämään Maaselkää pohjoisesta ja etelästä reunustaville suoalueille. Nämä kevättalven 1978 tutkimukset ja niihin liittyvät jatkotoimet on kuvattu seuraavassa.

9 Montutus Tarkoitus, menetelmät, dokumentointi ja näytteenotto Montutus aloitettiin Sen tavoitteena oli saada analysoitaviksi kontrolloituja rapakallionäytteitä sekä selvittää rapakallion luonnetta ja näytteenottopisteessä 76/24079 tavatun pitkälle edenneen rapautumisen laajuutta ja syvyyttä. Montutuksessa käytetty kaivuri koostui puoliteloilla varustetun maataloustraktorin Valmet 710 ja Ukkomestari 352 -tyyppisen kaivinkoneen yhdistelmästä. Ankaran talven vuoksi maata jouduttiin yleensä pehmittämään räjäyttämällä kaivamisen mahdollistamiseksi. Dynamiittia kului useita kymmeniä kiloja. Kaivamista jatkettiin yhtäjaksoisesti huhtikuun puoleenväliin. Kaivannot oli kaivamisen jatkuessa jätetty avoimiksi. Kaivinkonetyöskentelyn viimeinen vaihe oli kaivantojen peittäminen. Työ saatiin valmiiksi toukokuun alussa vähän ennen talvitien kelirikkoa. Kaivinkonetyöskentelyä jatkettiin vielä kesällä elokuussa 3 viikon ajan. Nyt käytössä oli jatkoteloilla varustettu maataloustraktori Volvo BM 650 ja siihen kytketty kaivinkone Vammas Kersantti. Kaivuri tuli Maaselkään Lauttisselästä Ylä- Liesijoen latvan suojuottia myöten ja palasi takaisin samaa reittiä. Kesän kaivinkonetyöskentelyn tavoitteena oli selvittää tutkimusalueelta geofysikaalisissa maastomittauksissa todettujen johteiden ja magneettisten anomalioitten aiheuttajat sekä talven iskuporanäytteistä ja pistemäisten tutkimuskuoppien näytteistä todettujen anomaalisten metallipitoisuuksien esiintymisen yhtenäisyyttä ja laajuutta. Lisäksi tehtiin jonkin verran maaperägeologista tutkimusta. Montutuksen ensimmäisessä vaiheessa, kevättalvella 1978, tutkimusojia ja pistemäisiä tutkimuskuoppia kaivettiin yhteensä 106 kpl (M1 - M55-SIR-78, M57 - M107-SIR-78, taulukko I). Tutkimuskaivannot ryhmiteltiin pohjois-eteläsuuntaisiin vaihtelevan pituisiin profiileihin (liite 1) kartoitusnäytteenotossa todetun moreenin kuparianomaliavyöhykkeen poikki (kuva 2). Montutuksen toisessa vaiheessa, elokuussa 1978, erillisiä tutkimuskaivantoja kaivettiin 22 kpl (SIR , taulukko I). Niistä puolet kaivettiin hajalleen tutkimusalueelle pistemäisinä monttuina ja tutkimusojina. Loput tutkimuskaivannoista sijoittuvat tutkimusalueen länsiosaan alkuvuoden montutusta täydentävään pohjois-eteläsuuntaiseen profiiliin.

10 Maaselän malmitutkimusaiheella tutkimuskaivantojen kaivaminen aloitettiin yhdistämällä 110 m pitkällä tutkimusojalla M1-SIR-78 rapakallion anomaaliseen kuparipitoisuuteen osunut näytteenottopiste 76/24079 ja siitä 100 m etelään oleva piste 76/24078 (liite 1). Tämän pohjois-eteläsuuntaisen tutkimusojan sivulle kaivettiin vielä testimielessä siitä kohtisuoraan poispäin itään suuntautuva haarake. Rapakallion paikallisen luonteen selvittämiseksi tutkimusoja M1-SIR-78 ulotettiin mahdollisimman syvälle. Sen syvyyden vaihteluväliksi muodostui m, josta rapakallioleikkauksen vahvuus oli m. 10 Tutkimusojasta M1-SIR-78 havaintoja tehtäessä todettiin pohjois-eteläsuunta myöhemmin kaivettavien tutkimusojien ainoaksi järkeväksi pituussuunnaksi ja luotiin kaivannoissa jatkossa käytettyjen havainnointi-, havaintojen merkitsemis- ja näytteenottotapojen pääperiaatteet. Kaivannoista kartoitettiin itä- tai länsiseinämä mittakaavassa 1:50. Seinämästä rajattiin moreeni, rapakalliomoreeni ja rapakallio, josta kallioperän piirteet kuvattiin mahdollisimman tarkasti. Lähes jokaisesta tutkimuskaivannosta on puhtaaksipiirretty kuva muoville. Piirros puuttuu ainoastaan tutkimuskaivannoista SIR-78, joista on selvitys paljastumahavaintolomakkeilla. Lisäksi tutkimuskaivantoa tunnuksella M56-SIR-78 ei koskaan kaivettu. Taulukko I. Tutkimuskaivannot ryhmiteltynä erityispiirteittensä mukaisesti. Kaivantojen sijainti on esitetty liitteessä 1. Tutkimuskaivannot talvella M1-SIR-78 M2 - M32-SIR-78 M33 - M55, M57 - M58-SIR-78 Pistemäisiä kuoppia profiilissa y = 504. M59 - M64-SIR-78 M65 - M107-SIR-78 Tutkimuskaivannot kesällä SIR Pohjois-eteläsuuntainen 110 m pitkä tutkimusoja (siitä moreeni- ja rapakalliomoreeninäytteitä myös tunnuksin ) ja täydentävä poikittainen lyhyempi oja (kuva 4). Lyhyitä tutkimusojia. M2, M3 ja M19-SIR-78 ovat M1-SIR-78:n yhteydessä (kuva 4). Muut ovat sen kummallakin puolella profiileissa y = ja y = Lyhyitä tutkimusojia. M64-SIR-78 on erillään koordinaattiviivalla y = ja loput profiilissa y = Pistemäisiä tutkimuskuoppia jakautuneina neljään profiiliin y = , y = , y = ja y = Pistemäisiä kuoppia maastogeofysiikan indikaatioihin SIR Tutkimusojia, aikaisempien tutkimustulosten tarkistusta. SIR Tutkimuskuoppia ja -ojia profiilissa y = SIR Tutkimusoja, iskuporanäytteenoton tarkistusta tutkimusojan M1-SIR-78 yhteydessä (kuva 4).

11 11 Kaivantojen kartoitetuilta seinämiltä näytteet analyysiä varten otettiin pystyprofiililta kaivannon pinnasta pohjaan. Pistemäisestä tutkimuskuopasta otettiin vain yksi näyteprofiili. Tutkimusojissa näyteprofiilit sijoitettiin tarpeen mukaan 1-4 m:n välein. Alkuvaiheessa näyteprofiilit koostuivat maksimissaan 0.5 m:n näyteväleihin jakautuvista jatkuvista näytteistä. Yksittäinen näyteväli ei kuitenkaan saanut edustaa kuin yhtä maalajia tai kivilajia. Montutuksen jatkuessa näyteprofiililta jäätikkösyntyisistä maalajeista ruvettiin jatkuvan näytteen sijasta ottamaan vain yksi pistemäinen näyte kutakin maalajiyksikköä kohti. Kaikista muista tutkimuskaivannoista otettiin näytteitä analyysiä varten paitsi kaivannoista SIR-78. Näytteenottopaikat ja näytteiden tunnukset on merkitty kaivantojen seinämistä piirrettyihin kuviin. Tutkimuskaivannoista analyysia varten kerättyjen näytteiden tunnukseksi pistemäisessä kuopassa merkittiin kuopan tunnus ja syvyys pistemäiselle näytteelle tai näyteväli jatkuvalle näytteelle. Tutkimusojasta erilliset näyteprofiilit erotettiin toisistaan kaivannon tunnukseen liitetyillä tilanteeseen soveltuvilla lisämääreillä. Tutkimuskaivantojen näyteprofiilien tunnukset vaihdettiin automaattista tietojenkäsittelyä varten vuonna 1979 geokemian osaston numerisille näytetunnuksille (liite 4). Tutkimuskaivannoista analyysiin otettiin 362 näytteenottoprofiilista yhteensä 1469 näytettä. Tutkimusojasta M1-SIR- 78 näytteitä oli 513 kpl eli noin kolmasosa näytteiden kokonaismäärästä. Lisäksi tutkimusojan M1-SIR-78 seinämästä otettiin metrin välein profiilinäytteet moreenista ja rapakalliomoreenista erillisenä näytesarjana tunnuksin Näitä näytteitä käytettiin tutkimusojan M1-SIR-78 seinämän moreenin ja rapakallion kuparipitoisuuksien vertailuun. Tutkimusoja M1-SIR-78 osoittautui hyvin monipuolisen tiedon lähteeksi. Sen vuoksi silloinen GTK:n malmiosaston vt. osastonjohtaja Lauri Hyvärinen määräsi GTK:n oman valokuvaajan Erkki Halmeen valokuvaamaan tutkimusojan toisen seinämän. Valokuvaus aloitettiin Tutkimusojan lumettuneista seinämistä itäseinämä putsattiin lumesta kuvausta varten. Vastakkainen seinämä jätettiin lumiseksi heijastuspinnaksi. Kartoitusta varten tutkimusojan M1-SIR-78 aloituskohta oli merkitty A-kirjaimella ja jokainen 5 m siitä eteenpäin aakkosilla B, C, D,...jne V-kirjaimeen asti, johon

12 12 tutkimusoja päättyi. Valokuvausta varten jokainen aakkosen kohta merkittiin ylhäältä laskeutuvalla punaisella muovinauhalla, jonka päähän painoksi ripustettu kivi jätettiin seinämälle riippumaan. Valokuvaus päästiin aloittamaan vasta C- kirjaimesta, koska tutkimuskuopan alkupäästä vajaat 10 m oli sortunut. Valokuvaus tutkimusojassa M1-SIR-78 toteutettiin pystyasentoisina kaistoina, joissa peräkkäiset kuvat sijoittuivat hieman lomittain. Vierekkäiset kuvakaistat valokuvattiin myös osittain päällekkäin. Tutkimusojan leveys asetti rajoituksen valokuvakaistojen leveydelle. Pystyjen kuvakaistojen keskiosien tarkoituksenmukaisimmaksi väliksi osoittautui 70 cm. Kuvauskaistojen keskiviivat merkittiin ylhäältä tutkimusojan pohjalle laskeutuvilla punaisilla muovinauhoilla. Niiden järjestysnumero merkittiin valokuvattavalle seinämälle vedetylle vaakasuoralle köydelle kiinnitettyihin paperilappuihin. Kohta C:n numero oli 1 ja siitä 70 cm etelään oleva kaistanauha oli 2 jne. Viimeisen kuvauskaistan numero oli 141. Tutkimusojan itäseinämän valokuvakoosteesta tuli 13 m pitkä. Tutkimusojan valokuvauksen alkuvalmistelua on esitetty kuvassa Näytteiden analysointi Näytteiden esikäsittely ja analysointi tehtiin GTK:n Pohjois-Suomen aluetoimiston kemian laboratoriossa. Tutkimuskaivantojen seinämistä kerätyt moreeni-, rapakalliomoreeni- ja rapakallionäytteet kuivattiin. Analyysia varten moreeni- ja rapakalliomoreeninäytteistä seulottiin hienolajite ( mm) ja rapakallionäytteet jauhettiin. Näytteiden 1 g:n punnituksen 7M HNO 3 -uutoksesta analysoitiin liekki- AAS:llä seuraavia alkuaineita. Tutkimuskaivannoista M1 - M40-SIR-78, SIR-78 ja SIR-78 sekä tutkimuskaivannon M1-SIR-78 moreeninäyttesarjasta analysoitiin Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ja Zn. Tutkimuskaivannoista M41 - M65-SIR-78 analysoitiin Co, Cr, Cu ja Mn sekä tutkimuskaivannoista M66 - M107-SIR-78 ainoastaan Cu. Tutkimusojan M1-SIR-78 seinämästä testattiin Au:n esiintymistä Cu:n yhteydessä. Kulta analysoitiin liekki-aas:llä tutkimusojan 5 m:n välein olevien 22 näyteprofiilin A - V näytteiden hienolajitteen 1 g:n punnituksen HCl + H 2 O 2 -uutoksesta. Rapakalliosta, rapakalliomoreenista ja moreenista koostuvia näytteitä kertyi Auanalyysiin yhteensä 127 kpl.

13 Kuva 3. Tutkimusojaa M1-SIR-78 valmistellaan valokuvauskuntoon. A) Näkymä tutkimusojan pohjoispäästä etelään. B) Tutkimusojan lumesta puhdistettua itäseinämää. Kuvannut Erkki Halme. 13

14 Iskuporaus Tarkoitus ja näytteenotto Iskuporauksella toisaalta täydennettiin tiheäpisteisenä ja detaljina kolmen ensimmäisen tutkimuskaivannon näytteenottoa niiden välittömässä läheidyydessä (kuva 4) ja toisaalta laajennettiin näytteenottoaluetta Maaselkää pohjoisessa ja etelässä reunustaville suoalueille, missä tutkimuskaivannoista näytteenotto ja havainnointi olisi vaikeaa. Myöhemmässä vaiheessa iskuponäytteenotolla pyrittiin todettujen kuparipitoisten vyöhykkeiden rajaamiseen ja yhtenäisyyden selvittämiseen. Iskuporausta suoritettiin neljässä eri vaiheessa. Näytteenottimena käytettiin muutoin Cobraa paitsi viimeisessä vaiheessa, jolloin näytteenotin oli telamaasturiin asennettu hydraulivasaralla varustettu iskupora (G-sondi). Ensimmäinen näytteenottovaihe alkoi samanaikaisesti tutkimuskuoppien kaivamisen kanssa ja jatkui yhtäjaksoisesti syyskuun puoleen väliin. Näytteenottopisteitä kertyi yhteensä 456 kpl ( , ). Toinen iskuporausvaihe suoritettiin kevättalvella Silloin näytteitä otettiin 165 pisteestä ( ). Näytteenotto oli tähän asti keskittynyt kahdesta todetusta itä-länsisuuntaisesta kuparianomaliavyöhykkeestä pääasiassa eteläisemmän selvittelyyn. Kaksi viimeistä näytteenottovaihetta kohdistettiin pohjoisemman kuparianomaliavyhykkeen kohdalla geofysikaalisessa maastomittauksessa magneettisessa ja sähköisessä anomaliassa todettuun epäjatkuvuuskohtaan, jonka tulkittiin liittyvän poimun taipeeseen. Siitä kevättalvella 1981 Cobralla otettiin näytteitä 55 pisteestä ( ) ja vuonna 1983 G-sondilla 51 pisteestä ( ) (kuva 5). Iskuporanäytteenotto tapahtui pohjoiseteläsuuntaisilta näytteenottolinjoilta, joissa pisteväli vaihteli 5 m:stä 100 m:in. Uudet näytteenottolijat sijoitettiin aikaisempien linjojen väleihin tai niiden jatkeeksi (taulukko II). Linjaväli vaihteli 100 m:stä useisiin satoihin metreihin. Näytteenottopisteissä yleensä pyrittiin saamaan moreeninäyte ja sen alta näyte rapakalliosta. G-sondilla otettiin ainoastaan rapakallionäytteet kuten muutoinkin ohuen maapeitteen alueilta. Vahvan rapauman alueilla pyrittiin saamaan useita rapakallionäytteitä profiilissa niin syvältä kuin mahdollista.

15 Kuva 4. Näytteenotto tutkimusojaa M1-SIR-78 ympäröivältä kuvassa 16 rajatulta alueelta. Kuvan alueelle sijoittuvat tutkimuskaivantojen M1-, M2-, M3-, M19- ja M135-SIR-78 näytteenottopisteet, iskuporauksen näytteeottopisteet ja porakonekairauksen näytteenottopisteet R01 - R05. Tutkimuskaivannoista on esitetty kivilajitiedot. 15

16 16 Kuva 5. Maaperägeokemiallisen iskuporanäytteenoton näytteenottopisteet Maaselän pohjoisreunan huuhtoumakuruista geofysikaalisen maastomittauksen tuloksista tulkitun poimun taipeessa (kuva 8). Näytteenotto Cobralla suoritettiin vuonna 1981 ja G-sondilla vuonna Näytteiden analysointi Geokemian osaston vuosina 1975 ja 1976 karttalehdiltä suorittaman kartoitusnäytteenoton moreeni- ja rapakallionäytteistä oli alunperin tehty EKVmääritys GTK:n kemian laboratoriossa Otaniemessä. Niistä tutkimusalueelta olevien näytteiden hienolajitteesta ( mm) analysoitiin GTK:n kemian laboratoriossa Rovaniemellä liekki-aas:llä samaa uutosmenetelmää käyttäen kuin tutkimuskaivantojen näytteistä Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ja Zn. Malmitutkimuksissa kerätyistä näytteistä kuivatuksen jälkeen cobranäytteet seulottiin ja rapakalliosta koostuvat G- sondinäytteet jauhettiin. Cobranäytteiden hienolajitteesta ja jauhetuista G-sondinäytteistä määritettiin Rovaniemellä samat alkuaineet samalla menetelmällä kuin edellä.

17 17 Taulukko II. Malmitutkimusten iskuporanäytteenoton näytteenottopisteet ryhmiteltynä linjoittain linjojen sijannin ja erityispiirteiden mukaisesti. Detaljinäytteenoton pisteiden sijainti on esitetty kuvassa 4 ja loppujen liitteessä 1 ja kuvassa 5. Näytteenotto Talviolosuhteissa Detaljinäytteenotto neljältä linjalta 1 m:n pistevälillä tutkimuskaivantojen M1-, M3-, M19- ja M135-SIR-78 yhteydestä (kuva 4) Maaselän eteläpuolinen suo. Kymmeneltä linjalta 50 m:n pistevälillä Maaselän pohjoispuolinen suo Kahdeltatoista linjalta 50 m:n pistevälillä Maaselän kankaan poikki kaksi erillistä linjaa, jotka puolittavat kartoitusnäytteenoton profiilien välit. Pisteväli on 100 m Näyteenottolinjat tutkimuskaivantolinajan M33 - M58-SIR-78 molemmin puolin. Pisteväli on 50 m. Kesäolosuhteissa Tutkimuskaivantolinjan M32 - M20-SIR-78 jatko pohjoiseen. Pisteväli on 5 m Yksittäinen pohjois-eteläsuunnasta poikkeava näytteenottolinja tutkimusalueen länsipäässä. Pisteväli on 10 m Läntisin näytteenottolinja. Pisteväli on 25 m Maaselkään etelästä rajoittuvan suon itäisimmän näytteenottolinjan jatke pohjoiseen. Pisteväli on 25 m. Näytteenotto kevättalvella Kapean itä-länsisuuntaisen kuparivyöhykkeen poikki runsaan 4 km:n matkalla kymmenen näytteenottolinjaa. Pisteväli on 25 m. Näytteenotto kevättalvella Maaselän pohjoisreunalla kolme linjaa huuhtoumauomissa (kuva 5). Pisteväli on 20 m. Näytteenotto vuonna G-sondinäytteenoton linja Maaselän pohjoisreunalla samassa huutoumauomassa kuin edellisen näytteenoton läntisin linja. Pisteväli on 20 m (kuva 5) Geofysikaalinen maastomittaus Tutkimusalueella suoritettiin sähköinen ja magneettinen maastomittaus vuosina Sähköisessä mittauksessa käytettiin slingramia (taajuus 3600 Hz ja kelaväli 60 m) ja magneettisessa mittauksessa Jalander-magnetometriä. Mittausalue on itä-länsisuunnassa pitkulainen, 7 km pitkä ja 4 km leveä. Mittausalueen reuna-

18 koordinaatit ovat x = 7533 ja 7537 sekä y = 499 ja 506, joten sen alueesta 24 km 2 on karttalehdellä ja länsipään 4 km 2 karttalehdellä Mittaus tapahtui pohjois-eteläsuuntaisilta linjoilta 50 m:n linjavälillä. Mittauspisteiden väli linjoilla oli 20 m. Mittaustulokset esitettiin 1 : mittakaavaisilla kartoilla. 18 Linjoitus ja mittaus tapahtuivat kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa ne tehtiin vuoden 1978 helmikuun puolesta välistä maaliskuun puoleen väliin mittausalueen itäpääsä 16 km 2 :n alueelta. Tutkimuskaivanto M1-SIR-78 sijoittuu lähes keskelle tätä aluetta. Toisessa vaiheessa loput 12 km 2 linjoitettiin ja mitattiin alkuvuodesta 1979, melko tarkoin vuoden päästä ensimmäisestä vaiheesta. Mittauksen tuloksia on nähtävissä kuvassa 8. Rapautumiskerroksen vahvuuden selvittämiseksi heinäkuussa 1978 tehtiin seisminen luotaus tutkimuskaivannon M1-SIR-78 kohdalta. Luotauslinja oli pohjoiseteläsuuntainen ja 400 m pitkä. Sen keskipisteen koordinaatit ovat x = ja y = Porakonekairaus Tarkoitus ja näytteenotto Porakonekairauksella (reikäraporteissa nimellä paineilmaporaus) pyrittiin saamaan selvyyttä kahteen erilliseen ongelmaan. Ensimmäiseksi porakonekairauksella yritettiin paikata kesällä 1978 tutkimusojan M1-SIR-78 kohdalta kaivinkoneella tehtyä runsaan vedentulon vuoksi epäonnistunutta yritystä selvittää rapautuman paksuutta ja luonnetta. Tässä tarkoituksessa kairattiin tutkimusojan M1- SIR-78 viereen, sen itäpuolelle 5 reikää, R01 - R05, pohjois-eteläsuuntaiselle linjalle viiden metrin välein (kuva 4). Niistä jokaisessa kairaus aloitettiin putkinäytteenottimella kuivakairauksena mahdollisimman häiriintymättömän yhtenäisen näytteen saamiseksi rapakalliosta niin syvältä kuin mahdollista. Sen jälkeen kiinteämpään rapakallioon kairausta jatkettiin Kometa-näytteenottimella 0.5 m:n nostovälein muutamia metrejä. Kometa-näytteenottimella saatu näyte oli sekoittunutta kivimurskaa, josta näytteen kivilaji tai kivilajit oli hyvin määritettävissä. Toisena porakonekairauksen tavoitteena oli selvittää kallioperän kuparianomaliavyöhykkeen jatkumista tutkimusalueen itäosassa kaivinkoneella ja iskuporalla

19 (Cobralla) läpäisemättömän kiinteäksi iskostuneen sorakerrostuman alla. Kivettynyt kerrostuma oli tavattu tutkimusalueen itäisimmältä tutkimuskaivantolinjalla M33 - M58-SIR-78 ja sen molemmilla puolilla siitä 150 m:n päässä olevilla cobralinjoilla koordinaattien x = 7534 ja x = 7535 väliseltä alueelta. Kivettynyt sora tavattiin moreenin alta maanpinnasta noin m:n syvyydestä. 19 Kiinteäksi iskostunut sorakerrostuma lävistettiin kahteen pohjois-eteläsuuntaiseen linjaan kairatuilla rei'illä R06 - R28. Pisteväli linjoilla oli m. Pisteväli oli aina tihein linjojen keskellä ja mahdolliset harvennukset olivat linjojen päissä. Linjat sijoitettiin tutkimuskaivannoilla ja iskuporanäytteenotolla rajatun kapean kuparianomaliavyöhykkeen geofysikaalisen maastomittauksen tulosten perusteella oletetulle jatkeelle. Näytteenottimena käytettiin kahta yhteenkytkettyä 0.5 m:n mittaisen näytetilan omaavaa Kometa-näytteenotinta. Maapeite lävistettiin paineilmahuuhtelulla. Rapakalliosta pyrittiin saamaan metrin mittainen sydännäyte. Porakonekairausreikien koordinaatit ja syvyydet on esitetty taulukossa III. Porakonekairausreikien R06 - R28 sijainti on nähtävissä liitteessä 1. Porakonekairauksen suoritti Insinööritoimisto Maa ja Vesi Oy. Kolmelle näytteenottolinjalle kairattujen 28 reiän yhteispituudeksi muodostui m, josta maata oli yhteensä m. Rapakalliolävistyksen kokonaispituudeksi täten muodostui m. Rapakallion pintaa kovaksi iskostuneen sorakerrostuman alueella kairattiin paineilmahuuhtelulla näytettä ottamatta yhteensä m, joten talteen rapakallionäytettä saatiin kaikkiaan m:n matkalta Näytteiden analysointi Koko m:n näyteaineistosta tehtiin malmianalyysi GTK:n Otaniemen kemian laboratorion malmianalytiikan alayksikössä. Näyteväli oli hyvin vaihteleva. Lyhin näyte oli 0.3 m ja pisin 5.05 m. Analysoidut alkuaineet olivat Cu, Ni, Cr, Co, Pb ja Zn. Joistakin näytteistä analysoitiin lisäksi C.

20 20 Taulukko III. Porakonekairausreikien M52/3741/-79/R01 - R28 koordinaatit ja syvyydet. Kaikki reiät ovat pystyjä. Ohitus = näytettä vasta tämän syvyyden alapuolelta. Tunnus x-koord. y-koord. Maata (m) Ohitus (m) Syvyys (m) R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Syväkairaus Toteutus ja tarkoitus Syväkairausta suoritettiin GTK:n omalla kalustolla. Tutkimuskaivannon M1-SIR-78 yhteyteen kairattiin 9 reikää, joiden yhteispitoisuus on m. Reikien sijainti on esitetty kuvassa 16 ja niiden tekniset tiedot taulukossa IV. Kairaus tapahtui kolmessa erillisessä vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kesällä 1979 kairattiin reiät R401 - R403. Ne suunnattiin pohjois-eteläsuuntaisessa profiilissa tutkimuskaivannon M1-SIR-78 alle kerroksellisuutta vastaan kohtisuoraan. Reikien tavoitteena oli selvittää rapautuman vaihettumisen luonnetta terveeksi kiveksi ja vaihettumisen vaikutusta kuparin esiintymiseen. Aloitetun profiilin jatkeelle toisessa vaiheessa syksyllä 1980 kairatuilla rei'illä R404 - R406 pyrittiin seuraamaan terveessä kivessä tavatun kerroksellisuutta myötäilevän kuparimineralisaation jatku-

21 vuutta syvyyssuuntaan. Profiilin rinnalle sen molemmille puolille kevättavella 1981 kairatuilla rei'illä R407 - R409 haluttiin selvittää tavatun mineralisaation jatkumista kerroksellisuuden kulun suunnassa. 21 Taulukko IV. Luettelo Maaselän alueen tutkimuksissa kairatuista syväkairausrei'istä, niiden tekniset tiedot ja kairausaika. suunta/ syvyys Reikä nro x y z kaltevuus m aika 1. VAIHE R / R / R / VAIHE R / R / R / R406 jäi ensin kesken, mutta se jatkettiin loppuun VAIHE R / R / R / Näytteet ja niiden analysointi Pohjois-eteläsuuntaisen profiilin muodostavien kairanreikien R401 - R406 sydämistä otettiin jatkuvat näytteet reikien lähes koko pituudelta. Reikien R407 ja R408 sydämistä jatkuvat näytteet analyysiin otettiin vain parhaista kiisuuntumakohdista. Reiästä R409 ei katsottu tarpeelliseksi ottaa näytteitä analysoitaviksi. Analyysinäytteiden näyteväli oli pituudeltaan yleisimmin 1-3 m. Lyhin näyteväli oli 0.1 m ja pisin 4 m. Näytteet analysoitiin kahdessa vaiheessa. Ensimmäisen vaiheen analysointi tehtiin GTK:n malmilaboratoriossa Otaniemessä. Analysoitavia näytteitä oli yhteensä 527 kpl. Niistä kaikista analysoitiin Cu, Ni, ja Co sekä reikien R401 - R406 näytteistä lisäksi Ni, Pb, Zn, Cr ja S. Reiän R402 osasta näytteitä on analysoitu Hg ja samoin reiän R403 näytteistä C. Reikäkohtaiset kokonaisanalyysivälit, näytteiden määrät ja analysoidut alkuaineet esitetty taulukossa V. Toisessa analysointivaiheessa kairansydännäytteitä analysoitiin aureolitutkimuksen tarpeisiin. Aureolitutkimuksen tavoitteenahan Rehtijärven ja muiden (1981) mukaan on löytää jo paikallistettuja malmioita ja mineralisaatioita ympäröivistä kivistä

22 22 Taulukko V. Maaselän syväkairausreikien R401 - R408 malmianalyysi (GTK:n Otaniemen malmilaboratorio). Analysoitujen näytteiden sijoittuminen kairanreiässä, näytemäärät ja analysoidut alkuaineet. Reiän Syvyys Jatkuvien näyttei- Näyte- Analysoidut numero m den alku- ja lop- välit alkuaineet pusyvyys, m kpl R Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Zn ja S R Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Zn ja S Hg (31 kpl) R Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Zn ja S + C (49 kpl) R Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Zn ja S R " R " - R Cu, Ni ja Co R " sellaisia litogeokemiallisia pitoisuustasoja ja trendejä, joita välittömästi voidaan käyttää näytteenoton suuntaamiseen tai joille voidaan löytää sovellutuksia joko kohteellisessa tai alueellisessa malminetsinnässä. Esityksestäni GTK:n malmiosaston perustutkimusyksikön geologi Pentti Rehtijärvi otti tehtäväkseen aureolitutkimuksen kairanreikäprofiililla R401 - R406. Aureolitutkimukseen valittiin 377 näytettä siten, että ne profiilin jokaisessa reiässä muodostivat yhtenäisen aukottoman näytesarjan. Näytesarjoista analysoinnin ensimmäisessä vaiheessa analysoimatta jääneistä väleistä analysoitiin GTK:n malmilaboratoriossa Otaniemessä Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Zn ja S. Kaikista aureolitutkimuksen näytteistä VTT:n reaktorilaboratoriossa neutroniaktivointianalyysillä (INAA, Rosenberg 1981) määritettiin seutaavat 24 alkuainetta: Zn, Ni, Co, Cr, As, Sb, Au, Ag, Sn, W, Mo, Fe, Ba, Sc, Cs, Rb, La, Sm, Ta, U, Th, K, Na, ja Lu. Aureolitutkimuksen aineistona olleiden reikien kokonaisnäytevälit, näytemäärät ja reikäkohtaiset keskimääräiset analyysivälit on esitetty taulukossa VI.

23 23 Taulukko VI. Maaselän syväkairausreikäprofiilin R401 - R406 neutroniaktivointianalyysissä (INAA:ssa) olleet näytteet. Jatkuvien näytteiden alku- ja päättymispiste profiilin rei'issä, näytevälien lukumäärä ja niiden reikäkohtainen keskimääräinen pituus. Reiän Näytesarjan alku- Näytevälit Näytevälien kesnumero ja loppusyvyys kpl kimääräinen pituus m m R R R R R R Kallioperäkartoitus Kallioperäkartoitus keskittyi 28 km 2 :n laajuiselle geofysikaalisen maastomittauksen alueelle. Sen ulkopuolelta kallioperähavaintoja tehtiin vain, jos ne olivat apuna mittausalueen kallioperän piirteiden hahmottamisessa. Kallioperäkartoitusta palvelivat geokemiallisten näytteiden keräämiseksi kevättalvella 1978 kaivetut kuopat ja tutkimusojat (M1 - M107-SIR-78, SIR = Seppo Rossi). Niistä suurimmassa osassa tavoitettiin vaihtelevan asteisesti rapautunut kallionpinta, josta olivat määritettävissä kivilajit ja tektoniset piirteet. Myös iskuporanäytteenotto yleensä tuotti rapakallionäytteitä. Siten pääasiassa soille sijoittuvilta iskuporanäytteenoton näytteenottoalueilta saatiin kartoitusta täydentävää kivilajitietoa. Varsinainen kallioperäkartoitus suoritettiin kesällä Kaikki tutkimusalueen kalliopaljastumat pyrittiin löytämään. Lisäksi pyrittiin kaivamaan kallionpinta näkyviin geofysikaalisessa maastomittauksessa todettujen magneettisten ja sähköisten anomalioitten kohdalta niiden aiheuttajan selvittämiseksi. Paljastumista tehtiin kallioperähavainnot PAN ja PAN (PAN = Pekka Nurmi). Havainto PAN on anomaaliseen johteeseen kaivetusta lapiokaivannosta. Varsinaisen tutkimusalueen pohjoispuolelta Pauttisselästä GTK:n maaperäosaston kallioon ulottuneesta tutkimuskaivannosta on tehty havainto PAN (Liite 2)

24 Kaivinkonetyöskentelyä kesällä 1978 ohjasivat huomattavalta osalta kallioperäkartoituksen tarpeet. Geofysiikaalisen anomalian kohdalta maapeitteen läpi kallioperähavaintoon pyrittiin tutkimuskaivannoissa SIR-78. Niistä kallioon ulottuivat kaikki muut paitsi kaivannot 118- ja 119-SIR-78. Tutkimusojalla 125-SIR-78 tavoiteltiin erikoisen tyyppisten breksialohkareiden lähtöpaikkaa kalliosta. Loput kesän 1978 geokemiallisin perustein kaivetut tutkimuskaivannot SIR-78 tuottivat myös kallioperätietoutta MAASELÄN ALUEEN GEOLOGIA 5.1. Jäätikkösyntyiset maalajit ja rapakallio Tutkimusalueen pinta-alasta noin puolet on jäätikkösyntyistä mineraalimaata ja loput turvetta. Jäätikkösyntyinen mineraalimaapeite verhoaa alleen rapakallion, jonka rapautumisaste tutkimusalueella vaihtelee huomattavasti. Pisimmälle rapautuminen on edennyt tutkimusoja M1-SIR-78 kohdalla ja sen lähiympäristössä. Siellä rapakallion pinta on lapiolla kaivettavan pehmeää. Muualla rapakallio on tyypiltään yleensä palarapakalliota, jossa vaihtelevassa määrin on myös pehmeäksi rapautuneita osia. Tutkimusojan M1-SIR-78 kohdalla pehmeän, irtomaamaisen rapauman paksuudeksi seismisellä luotauksella saatiin 4-5 m. Luotauksen perusteella rapautuminen ulottuisi aina m:n syvyyteen asti, josta alkaisi kiinteä ja terve kallio. Porakonekairaus näytteenottoprofiililla R01 - R05 tutkimusojan M1-SIR-78 vieressä vahvisti seismisen luotauksen osoittaman pehmeän rapauman paksuuden. Putkinäytteenotin painui m:n syvyyteen, mikä tarkoittaa irtomaatyyppisen aineksen syvyyttä näytteenottopisteissä. Tutkimusojan M1-SIR-78 alle kairattu syväkairausreikä R401 vahvisti myös seismisen luotauksen tulkinnan kiven eheytymisestä tutkimusojan kohdalla m:n syvyydessä (kuva 6). Maapeitteestä on kuvassa 7 hahmoteltu tutkimuskaivannon M1-SIR-78 kautta kulkeva itä-länsisuuntainen 2.4 km pitkä pystyleikkaus. Siinä nähdään jäätikkösyntyisen mineraalimaapeitteen paksuuden vaihtelu hyvin ohuesta runsaaseen kymmeneen metriin. Rapakallionpinnan painanteissa lajittuneen aineksen kerrostuma erottaa kahta moreenipatjaa toisistaan. Kuvan 7 profiilin itäpään lajittunut kerrostuma on sementoitunut kaivinkoneella ja iskuporalla läpäisemättömäksi. Sementoitunut

25 Kuva 6. Valokuvat syväkairausreiän R401 kairansydänlaatikoista M52/3741/-79/R401/1-8. Laatikot on kuvattu pareittain numerojärjestyksessä- Reikä syvenee kallion pinnasta kuvan laatikkopareissa a:sta d:hen. 25

26 26 Kuva 7. Profiili AA 1 maapeitteestä Maaselän tutkimusalueella. Profiilin sijainti sekä profiilin havaintopisteet ja niiden tunnukset on esitetty kuvan ylemmässä osassa. Leikkaus maapeitteestä nähdään kuvan alemmassa osassa. Siinä vasen pystymittakaava osoittaa maan pinnan absoluuttista korkeutta ja oikea pystymittakaava syvyyttä maanpinnasta alaspäin. kerrostuma alkaa välittömästi tutkimuskaivantolinjan M4 - M12-SIR-78 itäpuolelta ja levittäytyy todennäköisesti noin yhden neliökilometrin alueelle (ks. luku ). Rapautuneen kallionpinnan päällä tutkimuskaivannoissa lähes poikkeuksetta tavattiin rapakalliomoreenikerrostuma, jonka vahvuus oli tavallisesti useita kymmeniä senttimetrejä.

27 27 Viimeinen mannerjäätikön virtaus tutkimusalueella on tapahtunut pohjoisesta, mahdollisesti pohjoisen ja pohjoisluoteen välisestä sektorista. Mannerjäätikön etelään suuntautuva virtaus on selvästi nähtävissä rapakallion terävärajaisten kuparianomalioitten heijastumisesta moreenissa (esim. kuva 16). Sama näkyy tutkimusojassa 125-SIR-78, joka kaivettiin kivilajiltaan poikkeuksellisten fylliittibreksialohkareiden kohdalta pohjoiseen. Maapeite 28 m pitkässä kaivannossa oli tasaisesti hieman yli 1.5 m. Pohjoisimmista maan pinnassa esiintyvistä breksialohkareista 10 m:n päästä pohjoiseen tavoitettiin lohkareiden syöttäjä kalliosta Kallioperä Yleispiirteet ja kivilajit Tutkimusalue sijoittuu karjalaisen liuskejakson pohjoisreunalle Koitelaisen gabrointruusion ja sen pohjoispuolisen Riestovaaran nattasengraniitti-intruusion väliin. Tutkimusalueen kallioperä koostuu pohjoisosaltaan metasedimenteistä ja eteläosaltaan metavulkaniiteista sekä näitä molempia leikkaavista diabaaseista (liite 2). Metasedimenttien ja metavulkaniittien kontaktin kulun yleissuunta on itäläntinen ja kaade keskimäärin 30 o pohjoiseen. Tämä on myös vallitseva kerroksellisuuden suunta koko tutkimusalueella. Tutkimusalueen metasedimenttejä ovat arkoosikvartsiitti, fylliittivälikerroksia sisältävä grauvakkaliuske ja mustaliuske. Grauvakkaliuske-fylliitissä esiintyy usein kerrallista rakennetta, josta on pystytty määrittämään kerrostumisalustan suunta. Ainoastaan kairansydämissä on tavattu keratofyyriksi nimettyä hienojakoista albiitista ja kvartsista koostuvaa kiveä ja biotiitti-amfiboli-karbonaattiliusketta. Molemmat ovat mahdollisesti vulkaanista alkuperää ja esiintyvät terävärajaisina kerroksina metasedimenttikerrostumassa. Lisäksi niiden on todettu jokaisessa kairanreiässä esiintyvän rinnakkain metasedimentti- ja metavulkaniittikerrostuman välisenä saumana, jossa keratofyyri on aina metasedimentin puolella ja biotiitti-amfiboli-karbonaattiliuske puolestaan metavulkaniitin puolella. Tutkimuskaivannoista on metasedimenttikerrostuman alueelta tavattu punaruskeaksi, sormin kaivettavan pehmeäksi rapautuneita terävästi ympääristöönsä rajautuvia kivilajikerroksia. Näitä

28 28 rapaumia on kutsuttu "möyhäksi", koska niissä alkuperäisen kivilajin piirteet ovat täysin hajonneet. "Möyhän" on syväkairauksesta saatujen viitteiden perusteella arveltu syntyneen biotiitti-amfiboli-karbonaattiliuskeesta. Metavulkaniittikerrostuma koostuu kloriitti-amfiboliliuskeista, jotka ovat synnyltään komatiittisia vulkaniitteja, ja emäksisistä vulkaniiteista syntyneistä amfiboliiteista. Komatiiteista on tavattu heittelerakenteisia, mantelirakenteisia ja massamaisen laavan kerroksia. Tutkimusalueen kallioperän rakenteista antoi selkeän yleiskuvan geofysikaalinen maastomittaus. Sen tuloksista yksinkertaistetut magneettinen kartta ja sähköinen reaalikomponenttikartta on esitetty kuvassa 8. Johteita esiintyy vain metasedimenttikerrostuman alueella. Siellä kolme rinnakkaista, katkonaista ja itä-länsisuuntaista mustaliuskeista aiheutuvaa johdevyöhykettä ilmentävät kivilajikerrosten kulkua. Magneettisia kiviä tutkimusalueella ovat komatiitti ja diabaasit. Kuvan 8 geofysikaalisille kartoille on merkitty kallioperähavaintoihin perustuva komatiitin pohjoisreuna. Sen rajaus on samalla metavulkaniitti- ja metasedimenttikerrostuman kontaktiraja, jonka eteläpuoliset magneettiset kivet tutkimusalueella ovat komatiitteja. Niitä magneettisen kartan mukaan on noin 2/3-osaa tutkimusalueen vulkaniittikerrostuman pinta-alasta. Metasedimenttikerrostuman alueella magneettisten anomalioitten aiheuttajista osa on metasedimenttikerrostumien peittämiä ja osa puhjennut kallionpintaan. Johteen kanssa päällekkäin esiintyvät magneettiset anomaliat ovat aina heijastumia metasedimenttikerrostumien läpi. Johdevyöhykkeen katkaisevat tai muutoin jyrkästi johteen muotoon vaikuttaneet magneettiset anomaliat osoittautuivat tutkimusalueella kallionpintaan puhjenneiksi diabaaseiksi. Tutkimusalueen läntisessä osassa tasaisesti magneettinen komatiittikerrostuma painuu pohjoista kohti keskimäärin noin 30 o kaateella metasedimenttikerrostuman alle. Magneettinen anomalia ei kuitenkaan tasaisesti vaimene paksunevan metasedimenttikerrostuman alla, vaan se muodostaa pohjoista kohti työntyviä kielekkeitä ja niiden sisälle erillisiä anomaliahuippuja. Ilmiö selittyy komatiitin ja metasedimenttikerrostuman kontaktipinnan etäisyyden vaihteluilla vaakatasossa olevasta eroosiopinnasta. Ilmiötä vahvistaa tai heikentää komatiitin massan vaihtelu. Magneettinen

29 anomalia metasedimenttipeitteen läpi vahvistuu peitteen ohetessa ja anomalia yhä voimistuu, jos metasedimenttipeitteen ohenemiseen anomalian kohdalla liittyy vielä magneettisen massan suureneminen. 29 Kuva 8. Yksinkertaistetut sähköinen reaalikomponenttikartta ja magneettinen kartta Maaselän malmitutkimusalueelta. Karttoihin merkitty komatiitin pohjoisreuna on samalla metasedimenttikerrostuman ja metavulkaniittikerrostuman kontakti. Koordinaattiruudukon sivun pituus on 1 km.

30 Litostratigrafia ja tektoniikka Tutkimusalueen asemaa ympäristön kallioperässä sekä tutkimusalueen stratigrafian ja tektonisten piirteiden arvioimisessa olen julkaistun aineiston lisäksi käyttänyt apuna malmitutkimusryhmässä 1970-luvun lopulla sisäiseen käyttöön koottuja yleisluontoisia, alueellisia kivilajikarttoja ja malmitutkimusryhmän geologilta Tapani Mutaselta saamaani hänen kartoitusmateriaaliaan Koitelaisen kerrosintruusion pohjoisreunalta. Näiden perusteella olen päätynyt siihen tulokseen, että tutkimusalueen metasedimentit ja metavulkaniitit stratigrafiselta asemaltaan kuuluvat Lehtosen ja muiden (1984) laatimalla Keski-Lapin geologisella assosiaatiokartalla määrittelemään lapponiseen superryhmään. Metasedimentit ovat kyseisen kartan stratigrafisen 1b1-kerrostuman lännestä tulevia jatkeita. Tutkimusalueen metasedimenttikerrostuman tavoin Lehtosen ja muiden (em.) mukaan stratigrafinen yksikkö 1b1 koostuu psammiitti-areniitti- ja peliittiassosiaatioista. Tutkimusalueen metavulkaniitit puolestaan ovat metasedimenttikerrostuman päälle kerrostuneita Lehtosen ja muiden (em.) kartan stratigrafisiin yksikköihin 1b2-1b3 kuuluvia vulkaniitteja. Metavulkaniittikerrostumasta tutkimusalueella ja sen eteläpuolella tehdyissä havainnoissa vain komatiitti on kontaktissa me-tasedimenttikerrostuman kiviin ja emäksistä vulkaniittia tavataan vain komatiitin yhteydestä. Nämä seikat yhdessä jatkossa esitettävien tektonisten piirteiden kanssa osoittavat komatiitin kerrostuneen sedimenttikerrostumalle ja emäksisen vulkaniitin komatiitin päälle. Koitelaisen kerrosintruusiota ympäröivän kallioperän tektonisilla piirteillä on selvä sidonnaisuus kerrosintruusioon useiden kilometrien etäisyydellä sen reunasta. Tällä on merkitystä siksi, että tutkimusalueen eteläreunasta on vain noin kilometrin matka Koitelaisen kerrosintruusion itä-länsisuuntaiseen pohjoiskontaktiin. Lisäksi tutkimusalue on lähellä kerrosintruusion koillis-lounaissuuntaiseksi kääntyvää luoteiskulmausta. Tutkimusalueella ja sen lähiympäristössä vaikuttavimmat tektoniset piirteet ovatkin risteävät, itäläntiset ja koillislounaiset poimuakselisuunnat. Tutkimusalueen länsipuolella, kerrosintruusion luoteiskulmauksesta pohjoiseen koillislounaissuuntaisen poimuakselin suhteen tapahtunut poimutus on kahdesta poimutussuunnasta voimakkaampi ja vallitsevampi. Itää kohti poimutusten vallitsevuussuhde nopeasti muuttuu. Tutkimusalueella itäläntisen poimuakselin suhteen tapahtunut poimutus alkaa olla jo vallitseva ja sen vallitsevuus itään päin asteittain vain vahvistuu. Näiden muutosten lisäksi poimuissa esiintyy huomattavaa vaihtelua niiden muodossa, asennossa ja koossa.

31 31 Tutkimusalueen kallioperän tektonisten tapahtumien jäljittäminen osoittautui vaikeaksi erityisesti rakenteiden yksityiskohtien monimutkaisuuden vuoksi. Esimerkiksi yksittäisten kerrosten seuraaminen tutkimuskuoppalinjalta toiselle on ollut hyvin vaikeaa tai täysin mahdotonta. Tektoniset pääpiirteet ovat kuitenkin hahmotettavissa. Tärkeä rajapinta on syväkairausrei'illä R401 - R409 lävistetty metasedimenttikerrostuman ja komatiitin kontakti. Siinä komatiitin kerrostumisalustana ollut metasedimenttikerrostuma on etelään kaatuneen antikliinin kyljessä kääntynyt komatiitin päälle. Metavulkaniittikerrostumasta ainoastaan komatiitti näyttäisi tutkimusalueella puristuneen näin syntyneeseen kerroksellisuudeltaan loivasti pohjoiseen viettävään isokliiniseen synkliiniin. Synkliini on vielä loivapiirteisesti poimuttunut koillis-lounaissuuntaisen poimuakselin suhteen, mikä ilmenee metasedimenttikerrostuman eteläreunalla esiintyvistä magneettisuuden piirteistä. Metasedimenttikerrostuman läpi heijastuva koilliseen ulokkeena työntyvä kohonnut magneettisuus syväkairauskohteen länsipuolella osoittaa poimun ylös kaareutuvaa harjannetta, mikä tarkoittaa eimagneettisen sedimenttikerrostuman ohenemista komatiitin päältä. Syväkairauskohteen itäpuolella sama piirre ilmenee siten, että metasedimenttikerrostuman ja komatiitin kontaktiin tunkeutunut diabaasi on leikkautunut eroosiotasoon. Näiden magneettisten ulokkeiden väliset magneettiset minimit metasedimenttikerrostuman eteläreunalla tarkoittavat puolestaan poimutuksen alaspäin kaareutuvia harjanteita, joissa ei-magneettinen sedimenttikerrostuma paksunee komatiitin päällä. Metasedimenttikerrostuman eteläreunasta koilliseen työntyvillä magneettisilla ulokkeilla ja niiden välisillä magneettisilla minimeillä on hahmoltaan samanlaiset lounaaseen suuntautuvat vastineet metavulkaniittikerrostuman alueella. Siellä magneettiset minimit liittyvät komatiitin päälle kerrostuneeseen emäksiseen vulkaniittiin ja kohonneet magneettisuudet emäksisen vulkaniitin alta eroosiotasoon leikkautuneeseen komatiittiin. Nämä ilmiöt ja havainnot metasedimenttikerrostuman pilkistämisestä metavulkaniittikerrostuman alta pitkin tutkimusalueen etelärajan ja Koitelaisen kerrosintruusion välistä vyöhykettä ovat tärkeitä tietoja poimutusrakenteiden ymmärtämisen kannalta. Tutkimusalueella poimutus itä-länsisuuntaisen poimuakselin suhteen on tehtyjen havaintojen perusteella tapahtunut ensin. Sen poimutustyyli on metasedimenttiker-

32 rostuman eteläreunan isokliinisesta poimusta etelään nopeasti muuttunut loivapiirteiseksi. Myöhäisempi poimutus koillis-lounaissuuntaisen poimuakselin suhteen on tutkimusalueella kauttaaltaan loivaa. Sen antikliineihin sijoituvat metasedimenttikerrostuman ja metavulkaniittikerrostuman kontaktissa samasta paikasta vastakkaisiin suuntiin työntyvät kohonneen magnettisuuden kielekkeet ja vastaavasti vastakkaiset magneettisuuden minimit (kuva 8) sijoittuvat saman poimutuksen synkliineihin MAAPERÄGEOKEMIALLISET MALMIVIITTEET Koska malmitutkimukset ovat saaneet alkunsa anomaalisesta kuparipitoisuudesta GTK:n geokemian osaston maaperägeokemiallisen kartoitusnäytteenoton näytteenottopisteen 76/24079 rapakallionäytteessä, niin maaperägeokemiallisten malmiviitetutkimusten pääpaino on ollut kuparin esiintymisessä. Syväkairauksissa esille tulleet kallioperän anomaaliset kobolttipitoisuudet antoivat aiheen tarkastella myös koboltin esiintymistä tutkimusalueen maapeitteessä. Kullan esiintymisestä tutkimusalueella tehtiin tunnusteleva selvitys. Maaselän malmitutkimusalueella kartoitusnäytteenoton pohjois-eteläsuuntaisilla linjoilla moreenin kuparipitoisuus systemaattisesti kohoaa metasedimenttikerrostuman eteläreunassa komatiitin pohjoisreunan kulkua myötäillen (kuva 9). Tämä havainto jo antoi viitteen kallioperän kerrosrakennetta myötäilevästä moreenin kuparianomaliavyöhykkeestä, jonka olemassaolon lopullisesti vahvisti tutkimusalueella suoritettu moreenigeokemiallien tutkimus (kuva 10). Se toi tutkimusalueelta esille vielä toisen moreenin kuparianomaliavyhykkeen, joka komatiitin pohjoisreunaa myötäilevää kuparianomaliavyöhykettä huomattavasti vaatimattomampana sijoittuu sen pohjoispuolelle. Rapakalliogeokemialliset tutkimukset osoittivat moreenin kuparipitoisuuksien Maaselän malmitutkimusalueella olevan paikallisia ja heijastavan hyvin rapakallion kuparipitoisuuksia (Pulkkinen ja Rossi 1984). Rapakallion kuparipitoisuuksien heijastumisessa moreenin paikallisina kuparipitoisuuksina on Maaselässä kuitenkin yksi selkeä poikkeus. Se sijoittuu eteläisemmän mineraalimaapeitteen kuparianomaliavyöhykkeen itäpäähän, missä moreenin kuparianomaliavyöhyke katkeaa jyrkästi tutkimusojan M1-SIR-78 itäpuolella huolimatta rapakallion kuparipitoisen vyö-

33 33 Kuva 9. Geologian tutkimuskeskuksen geokemian osaston kartoitusnäytteenoton moreeninäytteiden anomaalisten kuparipitoisuuksien symbolikartta Maaselän malmitutkimusalueelta. Karttaan on merkitty lisäksi malmitutkimusten näytteenottolinjat vuosilta Koordinaattiruudukon sivun pituus on 1 km. Kuva 10. Moreenin kuparipitoisuuksien symbolikartta Maaselän malmitutkimusalueella. Kyseessä on yleissilmäyskartta. Symbolien pitoisuusarvojen määrittämiseksi kartta-alue on jaettu 50 m x 50 m kokoisiin ruutuihin. Jokainen pitoisuussymboli edustaa yhtä ruutua. Ruu-dun kuparipitoisuus on kaikkien sen alueelle sijoittuvien näytteenottopisteiden moreenin korkeimpien kuparititoisuuksien keskiarvo. Koordinaattiruudukon sivun pituus on 1 km. Kuparin esiintymistä osa-alueella on esitetty kuvassa 11.

34 hykkeen jatkumisesta maapeitteen alla (kuva 11). Moreenin kuparianomalian katkeamiskohdasta itään maapeite jyrkästi paksunee ja moreenipatjaan ilmaantuu välikerrokseksi kovaksi sementoitunut lajittuneen aineksen kerrostuma (kuva 12). Se on täysin eristänyt allaan olevan rapakallion. Vasta porakonekairaus oli riittävän järeä näytteenottomenetelmä, jolla voitiin todistaa rapakallion kuparianomalian jatkuminen sementoituneen ja useita metrejä paksun lajittuneen kerroksen alla. 34 Kuva 11. Kuparipitoisuuksien esiintyminen moreenissa ja rapakalliossa tutkimusojan M1- SIR-78 ympäristössä kuvassa 10 rajatulla alueella. Paineilmaporaus = porakonekairaus.

35 35 Kuva 12. Itä-länsisuuntainen poikkileikkaus AA 1 maapeitteestä tutkimusojan M1-SIR-78 kohdalta. Rapakallion anomaalisen kuparipitoisuuden (1000 ppm tai enemmän) esiintymisalue on merkitty poikkileikkaukseen tumennuksena rapakallion pintaan. Paineilmaporauslinja kuvassa = porakonekairauslinja. Poikkileikkauksen sijainti on esitetty kuvassa 7. Maaselän malmitutkimusalueen mineraalimaapeitteen kuparianomaliavyöhykkeet myötäilevät sähköisen realikomponettikartan johteiden ilmentämiä kallioperän kerrosrakenteita. Kuparianomalioitten ja geofysikaalisten anomalioitten välillä on havaittavissa vielä kaksi erityispiirrettä. Näistä ehkä selkein on sähköisen reaalikomponenttikartan komatiitin pohjoisreunaa myötäilevän johdevyöhykkeen katkonaisuuden heijastuminen eteläisemmässä kuparianomaliavyöhykkeessä (yhdessä kuvat 8 ja 10). Toinen on pohjoisemman kuparianomaliavyöhykkeen itäpäässä kohonneiden kuparipitoisuuksien liittyminen metasedimenttikerrostuman alta heijastuvan, koilliseen työntyvän magneettisen anomalian kärkeen eli loivapiirteisen antikliinin huippuun (yhdessä kuvat 8 ja 10). Maaselän tutkimusalueen maaperän korkeimmat kuparipitoisuudet sijoittuvat tutkimusojan M1-SIR-78 välittömään läheisyyteen, missä niiden esiintymistä tutkittiin vaiheittain monin eri näytteenottomenetelmin ja vaihtelevin näytteenottotiheyksin (kuva 4). Tämän detaljialueen rapakallionäytteiden korkeimmat kuparipitoisuudet painottuvat serisiittifylliitin ja "möyhän" esiintymisalueille tutkimusojan M1-SIR-78 pohjoisosaan, koordinaattiviivan x = pohjoispuolelle (kuva 13). Korkein

36 36 yksittäinen rapakallion kuparipitoisuus 7.3 % saatiin porakonekairausreiästä R01 (kuva 4) analyysiväliltä 2.9 m m. Yksittäisiä poikkeuksia lukuunottamatta detaljialueen (kuva 13) näytteenottopisteiden kaikkien rapakallionäytteiden kuparipitoisuus on 1000 ppm tai suurempi. Nämä kuparipitoisuudet sisältyvät 1000 ppm:n kuparipitoisuuden taustapitoisuutenaan omaavaan itä-länsisuuntaiseen vajaat 200 m leveään rapakallion kuparianomaliavyöhykkkeeseen (kuva 11). Se rajautuu terävästi ympäristön huomattavasti pienempiin rapakallion kuparipitoisuuksiin ja heijastuu moreenissa paikallisena, hieman syöttäjästään etelään siirtyneenä kuparianomaliana (kuva 16). Kuparin ja sinkin esiintymistapaa Maaselän moreenissa ovat Nikkarinen ja muut (1984) tutkineet 8 moreeninäytteen avulla osana vertailevaa tutkimusta, jossa muina kohteina olivat Outokumpu ja Talvivaara. He luokittelivat tutkimuskohteiden moreenin mineraalit silikaatteihin, malmimineraaleihin ja savimineraaleihin. Näissä luokissa Maaselän moreenin mineraalit luokkien sisällä määrältään vähenevässä jäjestyksessä lueteltuina ovat seuraavat: - silikaatit kvartsi, maasälvät, sarvivälke, kloriitti, tremoliitti, biotiitti - malmimineraalit limoniitti, magnetiitti, ilmeniitti, rikkikiisu, markasiitti, hematiitti - savimineraalit vermikuliitti, illiitti, seoskiilteet. Maaselän moreenille luonteenomainen piirre on kiisumineraalien vähäisyys. Limoniitti sen sijaan on siinä yleinen malmimineraali. Moreenin kupari on sitoutunut limoniittiin ja savimineraaleihin. Savimineraalien ja kiilteiden merkittävää osaa kuparin isäntämineraaleina osoittaa kuparin rikastuminen saman aikaisesti moreenin hienoon ja kevyeen fraktioon. Sinkkipitoisuudet Maaselän moreenissa ovat hyvin alhaiset. Sen vuoksi niiden esiintymistapa jäi Nikkarisen ja muiden (1984) tutkimuksessa selvittämättä. Jo Maaselän malmitutkimusten alkuvaiheessa todettiin kuparin rapakalliossa liittyvän johonkin kiilteeseen ja pieniin mustiin suomumaisesti rakentuneisiin rauta-mangaanisaostumapalloihin, limoniittiin. Kuparia kantaviksi kiilteiksi geologi Pekka Kallio (GTK, kallioperäosasto, henkilökohtainen tiedonanto v. 1978) osoitti vermikuliitin tai vemikuliitin ja biotiitin seoskiilteen. Kupari esiintyy niiden hilassa, jonne

37 se on joutunut rapautumisen aikaisessa ioninvaihdossa. Syväkairausrei'issä rikkipitoisuus oli nolla m:n syvyyteen asti, minkä jälkeen vasta tavattiin ensimmäiset rapautumiselta säästyneet kiisurakeet. Nikkarinen ja muut (1984) arvioivatkin kuparin esiintymistavan Maaselän moreenissa selittyvän sillä, että suuri osa siitä olisi peräisin Maaselän alueelle tyypillisestä voimakkaasti rapautuneesta ja sulfidiköyhästä preglasiaalisesta rapautumiskuoresta. 37 Kuva 13. Näytteenottopisteiden rapakallion kuparin maksimipitoisuuksien symbolikartta kuvassa 16 rajatulta alueelta. Iskuporanäytteenoton (cobrauspisteiden) pistenumerot ovat nähtävissä kuvassa 4.

38 38 Kobolttipitoisuudet Maaselän tutkimusalueella moreenissa ja rapakalliossa sijoittuvat anomaalisten kuparipitoisuuksien muodostamiin vyöhykkeisiin. Kuparipitoisuuksia epäyhtenäisemmin ja rajallisemmin esiintyvät anomaaliset kobolttipitoisuudet eivät kuitenkaan välttämättä esiinny samanaikaisesti anomaalisten kuparipitoisuuksien kanssa (Pulkkinen ja Rossi 1984). Esimerkiksi tutkimusojan M1-SIR- 78 kohdalla on maapeitteessä kuparianomalia (kuva 11), kun taas maapeitteen anomaaliset kobolttipitoisuudet kiertävät sitä (kuva 14). Koboltin esiintymistapaa moreenissa ja rapakalliossa ei ole tutkittu. Kuva 14. Kobolttipitoisuuksien esiintyminen moreenissa ja rapakalliossa tutkimusojan M1- SIR-78 ympäristössä kuvassa 10 rajatulla alueella.

39 Kullan esiintymistä tutkimusalueella selviteltiin ensivaiheessa vaskaamalla tutkimusojasta M1-SIR-78 rapakallion parhaimpia kuparipitoisuuksia sisältäviä osia. Vaskauksen suoritti entinen kullanhuuhdonnan ammattilainen ja Maaselä tutkimusten aikaan GTK:n Vuotson tukikohdasta vastannut työnjohtaja Tauno Virtanen. Yhtään kultahippua ei löytynyt. Tutkimusojan M1-SIR-78 profiilinäytteistä tehdyt kulta-analyysit sen sijaan jo tuottivat tulosta. Anomaalisia kultapitoisuuksia tavattiin tutkimusojan pohjoisosasta korkeimpien kuparipitoisuuksien yhteydestä. Näytteiden korkein kultapitoisuus 2000 ppb esiintyy näyteprofiilin F toiseksi alimmassa analyysivälissä kvartsiittiin kontaktissa olevassa fylliittinäytteessä (kuva 15). Kultapitoisuuksia koordinaattiviivan x = eteläpuolelta ei tavattu enää ollenkaan tai ne olivat hyvin vähäiset. 39 Kuva 15. Tutkimusojan M1-SIR-78 pohjoispään näytteenottoprofiilien A - H näytteiden kultapitoisuudet. Maalajien jakautuminen ja rapakallion kivilajit on kuvattu tutkimusojan itäseinämältä. Kuvassa vasemmalla on pohjoinen ja oikealla etelä.

40 40 7. MALMIAIHE KALLIOSSA Maaperägeokemiallisten tutkimusten tuloksena tunnettiin anomaalisten kuparipitoisuuksien esiintyminen tutkimusalueen moreenissa ja rapakalliossa. Tietoa rapakallion anomaalisten kuparipitoisuuksien jatkumisesta terveessä kalliossa hankittiin syväkairauksella maaperältään monipuolisimmin tutkitulta tutkimusojan M1-SIR-78 alueelta. Syväkairausreiät suunnattiin kerroksellisuutta vastaan kohtisuoraan rapakallion ympäristöstään jyrkästi yli 0.1 %:n kuparipitoisuuksiin kohoavan vajaan 200 m leveän anomaliavyöhykkeen alle. Syväkairausreikien sijainti on nähtävissä kuvassa 16. Kuva 16. Maaselän malmitutkimusalueelle kairatut syväkairairausreiät R401 - R409. Kuvassa on esitetty myös rapakallion ja moreenin kupari- ja kobolttipitoisuudet tutkimuskaivantoprofiileilla A 1 B 1 ja A 2 B 2. Erillisen piirroksen alue on kuvissa 4 ja 13.

41 Kolme ensimmäistä pohjois-eteläsuuntaiseen profiiliin (y = ) kairattua syväkairausreikää, R401 - R403, osoittivat rapakallion kuparianomaliavyhykkeen (kuparia 0.1 % tai enemmän) häiriintymättömästi jatkuvan terveeseen kallioon kerrosrakennetta myötäillen (kuva 17). Kuparin isäntämineraaliksi terveessä kalliossa ilmaantui kuparikiisu. Erillinen kapea eroosiotasoon puhkeamaton kuparianomaliavyöhyke tavattiin keratofyyrikerroksesta. Kuvan 17 syväkairausprofiilin rei'issä R401 ja R402 esiintyy kuparia keskimäärin 0.5 % tai enemmän sisältäviä osueita. Niiden syvyysvälit ja keskimääräiset kuparipitoisuudet on esitetty taulukkona seuraavassa: Reiän nro Syvyysväli Analyysipituus Cu % m m R R R R R Kuvan 17 profiilia jatkettiin pohjoiseen vielä kolmella reiällä, R404 - R406. Ne osoittivat anomaalisten kuparipitoisuuksien liittyvän grauvakkaliuske-fylliitin ja kvartsiitin kontaktivyöhykkeeseen ja syvemmälle mentäessä heikkenevän ja lopulta häviävän (kuva 18). Kuva 17. Maaselän syväkairausprofiilin (y = ) kolme eteläisintä reikää ja niiden jatkeena oleva tutkimusoja M1-SIR-78. Profiilikuvaa laadittaessa on huomioitu myös porakonekairausreikien R01 - R05 tiedot.

42 42 Kuva 18. Maaselän syväkairausprofiili (y = ) kokonaisuudessaan. Reikien tunnukset B:sta A:hen ovat R401, R402, R403, R404, R406 ja R405. Syväkairausprofiilin rinnalle, sen molemmille puolille 100 m:n päähän kairatut syväkairausreiät, R407 - R409, osoittivat kuparimineralisaation huomattavasti heikkenevän myös kerroksellisuuden kulun sunnassa syväkairausprofiilin molemmin puolin. Syväkairausprofiilista R401 - R406 (kuvat 17 ja 18) tavatut kobolttipitoisuudet esiintyvät kuparipitoisuuksien esiintymistavasta poiketen hajanaisesti ja sijoittuvat koko arkoosikvartsiitti-keratofyyrikerroksen alueelle. Koboltin isäntämineraali on rikkikiisu. Se esiintyy kapeissa breksioivissa albiitti-karbonaatti-amfibolijuonissa ja hajanaisena pirotteena omamuotoisina kiteinä. Koboltti rikkikiisussa liittyy rikkikiisun mikroskooppisen pieniin liekkimäisiin koboltti-pentlandiittisulkeumiin. Neljän kairansydännäytteen (R401/68.25, R401/ , R403/ ja R403/121.30) rikkikiisukiteiden kobolttipitoisuutta määritettiin tammikuussa 1980 mikroanalysaattorilla Outokumpu Oy:n metallurgisessa tutkimusyksikössä Porissa. Rikkikiisun kobolttipitoisuuden minimiarvoksi saatiin 0.1 % ja maksimiarvoksi 3 %. Rikkikiisun mikroanalyysimääritysten tulokset kokonaisuudessaan on esitetty liitteessä 3.

43 43 Malmianalyysien huomattavin yksittäinen kobolttipitoisuus 1490 ppm saatiin kairansydännäytteestä R405/ Kuvan 18 syväkairausprofiilin rinnalle kairatuista syväkairausrei'istä tavattiin kobolttipitoisuuden nousua vain hajanaisesti lyhyinä pätkinä. Seuraavassa on taulukon muodossa esitetty kairansydänten rikkikiisua eniten sisältävät syvyysvälit ja niiden keskimääräiset kobolttipitoisuudet: Reiän nro Syvyysväli Analyysipituus Co ppm m m R R R R R R R Syväkairausreikäprofiilille R401 - R406 suunniteltu aureolitutkimus jäi alkutekijöihinsä. Eri analyysilaitteilla (AAS, INAA) tuotetut analyysitulokset saatiin järjestettyä GTK:n tietokoneelle yhdenmukaiseen muotoon ja tulostetua analyysilistoina. Lisäksi joitakin tilastollisia tunnuslukuja ja graaffisia esityksiä on ajettu spssx-ohjelmalla. Aureolitutkimusta varsinaisesti ei ole tehty ollenkaan. Syynä siihen on asiaa hoitaneelle Pentti Rehtijärvelle tulleet tärkeämmät tehtävät. Yhteys häneen heikkeni, kun hän vuoden 1985 lopulla siirtyi pois GTK:n palveluksesta. Pentti Rehtijärvi kuoli kesällä Faktorianalyysi on tehty seuraaville alkuaineille: Cu, Zn, Ni, Co, Cr, As, Sb, Au, Mo, W ja S. Niistä Cu ja Zn on analysoitu AAS:llä loput INAA:lla. Alkuaineet jakautuvat neljään faktoriin seuraavasti: (faktori 1) Ni, Cr ja (Co) ; (faktori 2) Cu, Au, Mo ja (W); (faktori 3) As, Sb, W ja Zn; (faktori 4) S ja Co. Merkille pantavaa on kullan liittyminen kuparin yhteyteen. Kuparin ja kullan kytkeytymisestä toisiinsa saatiin viitteitä jo tutkimusojan M1-SIR-78 rapakallio- ja moreeninäytteiden analyysituloksista. 8. MALMIAIHEEN ARVIOINTI Maaselän malmitutkimukset osoittivat tutkimusalueen kuparimineralisaatioiden myötäilevän metasedimenttikerrostuman kerrosrakenteita. Kuparimineralisaatioiden tämän tyyppinen esiintymistapa osoittaa niiden syntyneen metasedimenttiker-

44 rostuman sedimenttien kerrostumisen tai iskostumisen yhteydessä merivedestä saostuneesta kuparista ja mahdollistaa pinta-alaltaan hyvin laajan kupariesiintymän muodostumisen. Malmitutkimuksen kohteena olleesta metasedimenttimuodostumasta tavatut viitteet näyttäisivät tarjoavan kaikki mahdollisuudet taloudellisen kupari-kulta-kobolttiesiintymän olemassaololle jossain sen alueella. Maaselän malmitutkimukset kuitenkin lopetettiin, koska tutkimusalueelle sijoittuvat hieman kultaa sisältävät kupari- ja kobolttimineralisaatiot osoittautuivat pitoisuuksiltaan ja mittasuhteiltaan taloudellisesti riittämättömiksi. Ympäristön tutkimuksiinkaan ei ryhdytty niiden avuksi tarkoitetun aureolitutkimuksen jäätyä toteutumatta. 44 Geologi Seppo Rossi

45 45 9. KIRJALLISUUSVIITTEET Gustavsson, N., Noras, P., ja Tanskanen, H., Seloste geokemiallisen kartoituksen tutkimusmenetelmistä. Tutkimusraportti N:o 39. Geologinen tutkimuslaitos. 20 s. Kujansuu, R., Suomen geologinen yleiskartta 1 : Maaperäkartta. Lehti n:o 37, Sodankylä. Geologinen tutkimuslaitos. Lehtonen, M., Manninen, T., Rastas, P., Väänänen, J., Roos, S., I., and Pelkonen, R., Geological map of central Lapland, northern Finland, 1 : Geological Survey of Finland. Lestinen, P., Raportti kaakkoisjoukkueen esitutkimuksista karttalehden 3741 alueella. Julkaisematon esitutkimusraportti. Säilytetään Geologian tutkimuskeskuksen arkistossa Rovaniemellä. Lestinen, P., Peurasuvannon karttalehtialueen geokemiallisen kartoituksen tulokset. Geokemiallisten karttojen selitykset, lehti Geologinen tutkimuslaitos. 97 s. Mikkola, E., Suomen geologinen yleiskartta 1 : Kallioperäkartta. Lehti C7, Sodankylä. Geologinen tutkimuslaitos. Mikkola, E., Kivilajikartan selitys. Lehdet B7-C7-D7, Muonio-Sodankylä- Tuntsajoki. Suomen geologinen yleiskartta 1 : Geologinen tutkimuslaitos. Nenonen, E., Selostus malminetsintätöistä Sodankylän Kuusikkolomavaarassa ja Ruosselässä vuuosilta Julkaisematon tutkimusraportti M 19/3723/-75/1/10, liittyy Säilytetään Geologian tutkimuskeskuksen arkistossa Otaniemessä. Nieminen, P., Moreenin hienoaineksen laatu ja sen vaikutus routimisherkkyyteen. Tampereen teknillinen korkeakoulu. Julkaisuja 34, 91 s.

46 46 Nieminen, P. ja Kellomäki, A., Moreenin hienoaineksen huokoisuudesta. Raportti 10. Tampereen teknillisen korkeakoulun rakennusgeologian laitoksen julkaisuja. 90 s. Nikkarinen, M., Kallio, E., Lestinen, P., and Äyräs, M., Mode of occurrence of Cu and Zn in till over three mineralized areas in Finland. Journal of Geochemical Exploration, Pulkkinen, E., and Rossi, S., Discovery of the Maaselkä copper-cobalt showing in Finnish Lapland. In: Prospecting in Areas of Glacieted Terrain The Institution of Mining and Metallurgy, London, pp Puustinen, K., Exploration in the northwest region of the Koitelainen gabbro complex, Sodankylä, Finnish Lapland. In: M. J. Jones (Editor), Prospecting in Areas of Glacieted Terrain The Institution of Mining and Metaallurgy, London, pp Rehtijärvi, P., Helovuori, O., Mäkelä, M., ja Saastamoinen, J., Kerrossidonnaisia sulfidimalmeja ympäröivistä litogeokemiallisista aureoleista. Geologi, N:o 6, s Rosenberg, R., J., Reactor neutron activation analysis in geology. Geologi 33, N:o 3,s Rossi, S., Maaselän kupari-kobolttiaiheen tutkimukset Sodankylässä, yhteistyö geokemian osaston kanssa. Julkaisemattomassa raportissa: K. Puustinen (Toimittaja), M 10.2/82/1, s Säilytetään Geologian tutkimuskeskuksen arkistossa Otaniemessä. Rossi, S., Tutkimustyöselostus Sodankylän kunnassavaltausalueilla Maaselkä 1-3 kaiv.rek. nro 2791 suoritetuista malmitutkimuksista. Julkaisematon raportti M 06/3741/-83/1/10. Säilytetään Geologian tutkimuskeskuksen arkistossa Otaniemessä. 10. LIITTEET

47 1. Maaperägeokemiallisen näytteenoton pistenumerokartta M 35.1/ /- 91/1, jonka rajaus on geofysikaalisen maastomittauksen alue Kallioperähavaintopistekartta M 11.1/ /-91/1, johon on luonnosteltu kivilajien jakautumista. 3. /1-4 Rikkikiisusta Outokumpu Oy:n Porin metallurgisessa laboratoriossa mikroanalysaatorilla määritetyt kobolttipitoisuudet kairansydännäytteistä R401/68.25, R401/72.00, R403/ ja R403/ /1-2 Maaselän malmitutkimusten tutkimuskaivantojen näytteiden ja porakonekairausnäytteiden alkuperäisten tunnusten siirto geokemian osaston näytetunnuksille. Näytetunnusten vaihto tehtiin GTK:n atk-menetelmien mahdollistamiseksi analyysitulosten käsittelyssä. 11. LIITTYY 1. Sähköinen kartta 1 : 4000, slingram-mittaus, reaali, M24,126/ A 04, 05, 09, 10, 14, 15, 19, 20, 24, 25, B 01, 02, 06, 07, 11, 12, 16, 17, 21, 22, C 04, 05, D 01, 02; M24,126/ C 24, 25, D 21, Sähköinen kartta 1 : 4000, slingram-mittaus, imaginaari, M24,116/ A 04, 05, 09, 10, 14, 15, 19, 20, 24, 25, B 01, 02, 06, 07, 11, 12, 16, 17, 21, 22, C 04, 05, D 01, 02; M24,116/ C 24, 25, D 21, Magneettinen kartta 1 : 4000, M22/ A 04, 05, 09, 10, 14, 15, 19, 20, 24, 25, B 01, 02, 06, 07, 11, 12, 16, 17, 21, 22, C 04, 05, D 01, 02; M22/ C 24, 25, D 21, Seismisen luotausprofiilin tulkinta. Profiili on koordinaattiviivalla y = Se on 400 m pitkä. Profiilin keskipiste on x = /1-9 Syväkairausreikäraportit M52.5/3741/ /R401 - R /1-9 Syväkairausanalyysit M52.6/3741/ /R401 - R408

48 48 7. /1-9 Syväkairausreikäprofiilit M 52.7/3741/-91/R401 - R /1-28 Porakonekairausreikäraportit M52.5/3741/-79/R01 - R28 9. /1-28 Porakonekairausanalyysit M52.6/3741/-79/R01 - R /1-28 Porakonekairausreikäprofiilit M52.7/3741/-91/R01 - R Aureolitutkimusta varten syväkairausprofiililta R401 - R406 tehtyjen AAS- ja INAA-määritysten tulokset. Niiden listauksia säilytetään GTK:n Pohjois- Suomen aluetoimistossa Rovaniemellä. Tulokset on lisäksi taltioitu GTK:n magneettinauharekisteriin. 12. Tutkimuskaivantojen (ks. luku ) itä- tai länsiseinämien karttakuvat mittakaavassa 1 : 50. Niihin on merkitty näyteenottopaikat. Piirroksia säilytetään Pohjois-Suomen aluetoimistossa Rovaniemellä. 13. Maaperägeokemiallisten analyysien tulokset. Näytetunnukset, analysoidut alkuaineet ja analyysimenetelmät on esitetty tekstissä. Analyysilistoja säilytetään Pohjois-Suomen aluetoimistossa Rovaniemellä. Kaikki tiedot on lisäksi taltioitu GTK:n geokemian osaston magneettinauharekisteriin. 14. Valokuvamosaiikki tutkimusojan M1-SIR-78 itäseinämästä. Se koostuu kolmestatoista metrin pituisesta osasta. Valokuvamosaiikkia säilytetään Pohjois- Suomen aluetoimistossa Rovaniemellä.

49