Geologian tutkimuskeskus Pohjois-Suomen aluetoimisto M06/3714/98/1/10 Sodankylä Särkivaara

Transkriptio

1 Geologian tutkimuskeskus Pohjois-Suomen aluetoimisto M06/3714/98/1/10 Sodankylä Särkivaara Eero Hanski TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SODANKYLÄN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA SÄRKIVAARA 5-6 (KAIVOSREKISTERINUMEROT 5576/1-2), SÄRKIVAARA 7-8 (KAIVOSREKISTERINUMEROT 5988/1-2) JA METSÄVAARA 3-5 (KAIVOSREKISTERINUMEROT 5565/1-3) SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

2 1 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND Authors Eero Hanski DOCUMENTATION PAGE Date Type of report Claim report Commissioned by Geological Survey of Finland Title of report Exploration report covering the claim areas Särkivaara 5-6 (Mine Reg. Nr. 5576/1-2), Särkivaara 7-8 (Mine Reg. Nr. 6988/1-2), and Metsävaara 3-5 (Mine Reg. Nr. 5565/1-3) in the municipality of Sodankylä, northern Finland Abstract The Särkivaara mafic, sill-like intrusion occurs on the southern side of the Moskuvaara village in the Sodankylä municipality. It was intruded into pelitic and sapropelitic (black schists) sediments about 2.1 Ga ago and crystallized to form a weakly differentiated body composed mostly of gabbroic rocks with only minor ultramafic cumulates at the bottom. The structure and ore potential of the intrusion was studied using geophysical (magnetic, VLF-R, gravity) field measurements, diamond drilling, and geochemical analyses. The overall sulfur content of the intrusion is relatively high (ca 3000 ppm) but no notable magmatic sulphide enrichments were discovered. Consequently, the nickel and copper contents of the rocks are generally low. Sulphur (mostly in pyrite) is concentrated together with magnetite in alteration zones, varying in thickness from a few cm to a couple of meters, in which gabbro has changed to albite-carbonate-quartz-bearing rocks. These zones explain peak-like magnetic and electric anomalies observed in geophysical profiles. Any precious metal enrichment related to alteration was not found - gold and palladium are generally close to the detection limits in all rock types with the exception of two samples having gold more than 100 ppb. Keywords exploration, claim, report, copper, nickel Geographical area Finland, Province of Lapland, Sodankylä, Särkivaara, Rantavaara Map sheet , , Other information Report serial Archive code Claim reports M06/3714/98/1/10 Pages Language Price Confidentiality 5 Finnish

3 2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Tekijät Eero Hanski KUVAILULEHTI Päivämäärä Raportin laji Valtausraportti Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Raportin nimi Tutkimustyöselostus Sodankylän kunnassa valtausalueilla Särkivaara 5-6 (kaivosrekisterinumerot 5576/1-2), Särkivaara 7-8 (kaivosrekisterinumerot 6988/1-2) ja Metsävaara 3-5 (kaivosrekisterinumerot 5565/1-3) suoritetuista malmitutkimuksista Tiivistelmä Sodankylän kunnassa sijaitseva Särkivaaran 2.1 miljardin vuoden ikäinen, kerrosmyötäinen mafinen intruusio kulkee E-W suuntaisesti Moskuvaaran kylän eteläpuolelta kaartuen sieltä koilliseen. Liittyen Lapin kerrosintruusiotutkimuksiin tämän intruusion rakennetta ja malmipotentiaalia on tutkittu käyttäen geofysikaalisia maastomittauksia (magn., VLF-R, painovoima) sekä POKA-kairausta ja syväkairausta. Intruusio, jonka pohjoiskontaktissa on sulfidipitoisia mustaliuskeita, koostuu pääasiassa gabroista ja vain hyvin vähäisestä määrästä ultramafisia kumulaatteja pohjalla. Intruusion keskimääräinen rikkipitoisuus on suhteellisen korkea (n ppm), mutta mitään merkittäviä magmaattisia sulfidirikastumia ei näissä tutkimuksissa löytynyt. Tästä seuraa, että nikkeli- ja kuparipitoisuudet ovat kivissä yleensä alhaiset. Suuri osa rikistä on pyriitissä, joka yhdessä magnetiitin kanssa on konsentroitunut albiitti-, karbonaatti- ja kvartsirikkaisiin muuttumisvyöhykkeisiin. Nämä vyöhykkeet, joiden paksuudet vaihtelevat muutamasta senttimetristä pariin metriin, selittävät profiilimittauksissa havaitut terävät magneettiset ja sähköiset anomaliat. Sekundaarinen muuttuminen ei ole aiheuttanut jalometallien rikastumista, sillä kulta ja palladium ovat kaikissa kivissä useimmiten lähellä määritysrajaa lukuunottamatta kahta näytettä, joissa kullan pitoisuus nousee yli 100 ppb:n. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Malminetsintä, valtaus, raportti, kupari, nikkeli Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Sodankylä, Särkivaara, Rantavaara Karttalehdet , , Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Valtausraportti M06/3714/98/1/10 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 5 suomi

4 3 JOHDANTO Särkivaaran mafinen intruusio (tunnetaan myös Rantavaaran intruusiona) sijaitsee Sodankylän kunnassa muutamia kymmeniä kilometrejä Sodankylästä koilliseen. Se kulkee itä-länsisuuntaisesti Moskuvaaran kylän eteläpuolelta kaartuen sieltä koilliseen. Aerogeofysikaalisten mittausten perusteella intruusion pituus on n. 25 km. Tyrväisen (1983) mukaan Särkivaaran intruusion ikä (U-Pb, zirkoni) on 2130±30 milj. vuotta. Geofysikaaliset matalalentomittaukset osoittavat, että välittömästi Särkivaaran intruusion pohjoispuolella on voimakkaita sähköisiä anomalioita monien kilometrien matkalla. Samoin eteläreunalla havaitaan muutamissa paikoissa sähköisiä anomalioita.yleisen geologisen tietämyksen mukaan nämä sähköiset anomaliat johtuvat mustaliuskeista. Näin ollen näyttää siis siltä, että intruusio olisi tunkeutunut sulfidipitoisiin sedimenttikiviin, mikä mahdollisesti olisi saattanut luoda otolliset olosuhteet rikin assimilaatiolle sivikivistä ja malminmuodostus-prosesseille intruusiossa. Intruusion malmipotentiaalia päätettiin tutkia käyttäen syväkairausta ja geofysikaalisia maastomittauksia. Vuoden 1993 lopussa Geologian tutkimuskeskus (GTK) antoi varausilmoituksen neljästä yhteensä 24 km 2 suuruisesta alueesta, jotka olivat saaneet nimet Särkivaara 1-2 ja Metsävaara 1-2 ja sijaitsevat karttalehdillä , ja Vuoden vaihteessa GTK jätti valtaushakemuksen yhteensä 9 valtausalueelle (Särkivaara 3-8, Metsävaara 3-5), joiden yhteinen pinta-ala on 482 ha. Niiden sijainnit ilmenevät liitteestä 1. Vuoden 1996 lopussa luovuttiin kaikista em. valtauksista lukuun ottamatta valtausta Metsävaara 5, josta luovuttiin vuoden 1998 alussa. TUTKIMUKSET Vuonna 1995 suoritettujen geofysikaaliset maastomittausten paikat on esitetty liitteessä 2 ja mittauslinjonen päätepisteiden koordinaatit liitteessä 3. Rantavaaran alueella ( ) suoritettiin alueellinen VLF-Rmaastomittaus 4 km 2 :n kokoisella alueella. Eri alueilla tehtiin myös useita profiilimittauksia, jotka sisälsivät magneettisen, VLF-R- ja painovoimamittaukset. Rantavaaran alueella mitattiin 3 kaakko-luoteissuuntaista profiilia, joiden yhteispituus oli 13.7 km. Yksi näistä oli pitkä (8.5 km) profiili ulottuen Moskuvaara alueelle asti ja palvellen myös muita alueen geolosia tutkimuksia (Keivitsan alueen geologia). Metsävaaran SW-NW-suuntainen profiili oli 2.5 km mittainen. Pohjois-eteläsuuntaisia profiileja tehtiin yksi Särkivaaraan (4 km) ja kaksi Särkikoskenmaahan (2x3 km). Näiden lisäksi suoritettiin Rantavaaran alueella ominaispotentiaalimittauksia kuudesta pohjoiseteläsuuntaisesta profiilista yhteispituudeltaan 6 km ja Moskuvaaran ja Särkikoskenmaan profiilista sampomittaus. Rantavaaran alueella kairattiin vuonna 1995 POKA-kairauskoneella neljän reiän profiili intruusion alaosaan ja jalkapuolen sivukiviin. Syväkairauspaikaksi valittiin Särkikoskenmaa karttalehdellä (ks. liite 2). Kysymyksessä oli hiekkainen saareke keskellä Viiankiaavan soidensuojelualuetta, minkä vuoksi kairaus päätettiin suorittaa talvisaikaan (tammi-helmikuu 1996). Pohjois-eteläsuuntaiseen profiiliin kairattiin viisi reikää yhteispituudeltaan m. Kairauksen suoritti Malmikaivos Oy. Kairauspaikkojen kordinaatit on esitetty liitteessä 3. Kivien rikkonaisuuden vuoksi syväkairausreikien geofysikaalisia reikämittauksia (Astrock Oy) pystyttiin tekemään ainoastaan yhdestä reiästä (R53).

5 4 Kairanreikänäytteistä selvitettiin perusmetallipitoisuudet käyttäen ICP-AES:a (menetelmä 511P). Jalometallit Au ja Pd määritettiin käyttäen GFAAS:ia ja kuningasvesiuuttoa (menetelmä 519U). Muutamista tyyppinäytteistä analysoitiin pääalkuaine- ja hivenalkuainekoostumus käyttäen XRF:ää (menetelmä 175X). TUTKIMUSTULOKSET Sekä matalalentogeofysiikka että maastogeofysiikka osoittavat, että Särkivaaran intruusio on suurissa puitteissa ympäröiviin sedimenttikiviin nähden konformi, sillimäinen muodostuma. Kattopuolen kivet ovat sulfidi- ja grafiittipitoisia mustaliuskeita, kun taas jalkapuolella on enimmäkseen silttimäisiä kiviä fylliittimäisine välikerroksineen. Painovoimamittaukset ja sampomittaukset näyttivät intruusion kaatuvan Rantavaara-Metsävaaran alueella luoteeseen ja Särkivaara-Särkikoskenmaan alueella pohjoiseen, mikä oli sopusoinnussa Rantavaaran alueelta mitattujen kaadehavaintojen kanssa. Rantavaarassa maanpintaleikkauksessa intruusiolla on paksuutta n. 650 m. Ottaen asteen kaateen huomioon todelliseksi paksuudeksi saadaan n. 400 m. Paljastumahavaintojen perusteella Särkivaara intruusio on valtaosaltaan gabromaista kiveä. Ainoastaan Rantavaarassa on intruusion pohjaosassa paljastuneena muutaman kymmenen metrin paksuudelta ultramafista kiveä. Tosin tämäkin ultramafiitti on melatroktoliitti, sillä kumulusmineraaleina siinä ovat oliviini ja plagioklaasi, jotka ovat sulkeumina poikiliittisten klino- ja ortopyrokseenin ja ruskean sarvivälkkeen sisällä. POKA-kairauksilla pyrittiin selvittämään tämän ultramafisen kiven paksuutta. Osoittautui, että se on verrattain ohut (lähes kokonaan paljastunut), sillä sitä tavattiin vain reiässä R231, joka on 20 m lähimmästä paljastumasta. Seuraavat reiät intruusion alapuolella lävistivät silttimäistä metasedimenttiä. Mitään merkkejä magmaattisen sulfidin rikastumisesta intruusion pohjaosaan ei Rantavaaran alueella havaittu. Geofysikaalisin mittauksin saatiin varsinkin intruusion yläkontakti melko selvästi rajatuksi, sillä kattopuolen mustaliuskeet tulevat niissä hyvin esille. Kuitenkin sähköisiä anomalioita yhdessä magneettisten anomalioiden kanssa esiintyi myös intruusion sisäosissa. Varsinkin Särkikoskenmaassa oli kairausprofiililla nämä anomaliat olivat kapeita ja teräviä, jotka kuten alla esitetään, olivat peräisin sulfideista ja magnetiitista. Kairanrei istä R50 ja R53 lävistää pohjoispuolen ja eteläpuolen sivukiveä, kun taas R51, R52 ja R54 lävistävät intruusion kiviä. Kuten yllä mainittiin, painovoimamittaukset ja paljastumahavainto osoittivat intruusion kaatuvan yleensä pohjoiseen tai luoteeseen. Yllätyksenä olikin havaita, että R50 ei tavoittanutkaan yläkontaktia, joten ilmeisesti intruusion kaade tällä paikalla on melko pysty tai kontakti on tektoninen. Samoin oli yllätys reiän R53 lävistämä silttikivi, sillä tällä kohdalla intruusion alaosassa on voimakas positiivinen, vaikkakin ei kovin selvärajainen magneettinen anomalia. Anomalian aiheuttaja, jota ei kairauksissa tavoitettu, on jossakin syvemmällä. Intruusion pohjoispuoleinen sivukivi, jota reikä R50 lävistää, on mustaliusketta ja fylliittiä. Reiässä R50 tavattiin myös metasedimenttejä leikkaavia, karbonaattiutuneita ja skapoliittiutuneita komatiittisia juonia, joita on yhteensä toistakymmentä (välillä m 74 % sydämestä on juonia). Juonien paksuus sydämessä vaihtelee kymmenestä senttimetristä 23 metriin. Ottaen huomioon pienen leikkauskulman (n. 20 o ) juonet ovat todennäköisesti paksuimmillaan vähän alle 10 m. Tyypillistä on juonten kiisurikkaus (magneettikiisu, kuparikiisu, pentlandiitti, rikkikiisu), varsinkin lähellä (muutamia dm) sivukivenä olevan mustaliuskeen kontaktia. Muutama ultramafinen juoni lävistettiin myös reiässä R54, joka edustaa gabron yläosaa.

6 5 Kairansydämet R51, R52 ja R54 sisältävät gabromaista kiveä, joka suurissa puitteissa on samanlaista kaikissa sydämissä. Kivi on yleensä muuttunutta metagabroa koostuen pääosin epidoottiutuneesta plagioklaasista ja sarvivälkkeestä sekä vaihtelevasta määrästä kloriittia. Vaikka gabrot erottuvat sivukivistään enemmän tai vähemmän magneettisempina, ei niissä ole merkittäviä magmaattisia magnetiitin rikastumia, vaan vallitsevana oksidimineraalina (tällä hetkellä) on ilmeniitti, joka usein on melko suurina, repaleisina rakeina. Vaikka mitään selvää kerrosrakennetta ei gabrossa ole havaittavissa, pienissä puitteissa se on hyvin epähomogeenista. Epähomogeenisuus liittyy voimakkaaseen muuttumiseen, joka esiintyy vyöhykemäisesti. Gabrossa esiintyy muutamien mm tai cm paksuisia albiitti-karbonaattijuonia ja leveämpiä (muutamista senttimetreistä useisiin desimetreihin, harvoin metreihin), vähittäisten kontaktien erottamia albiitti-karbonaatti-kvartsikivivyöhykkeitä. Näissä ja niiden ympärillä gabro on muuttunut ympäristöään selvästi vaaleammaksi. Luonteenomaista muuttumisvyöhykkeissä on kiisujen (pyriitti, vähemmässä määrin kuparikiisu) ja magnetiitin runsaus. Yleensä pyriitti on omamuotoisina rakeina, joiden koko voi nousta useisiin millimetreihin. Nämä kiisu- ja magnetiittipitoiset muuttumisvyöhykkeet selittävät intruusion sisällä olevia teräviä sähköisiä ja magneettisia anomalioita. Osittain sulfidipitoisista muuttumisvyöhykkeistä johtuen ja osittain pirotteisesta sulfidista johtuen Särkivaaran intruusio osoittautui kokonaisuudessaan rikkirikkaaksi. Rikin painotetut keskiarvot syväkairausrei issä olivat seuraavat: R ppm, R ppm, R ppm. Kohonneet rikkipitoisuudet eivät kuitenkaan merkitse kohonneita Ni- tai Cu-pitoisuuksia. Nikkeli nousee maksimissaan vain 270 ppm:ään ja on yleensä alle 100 ppm. Kupari puolestaan nousee joissakin näytteissä yli 2000 ppm:n, mutta on useimmiten välillä ppm. Mitään selvää positiivista korrelaatiota rikin ja kuparin välillä ei ole. Platinaryhmän metalleista analysoitiin vain palladium, jonka pitoisuus on kaikissa näytteissä hyvin alhainen (yl. < 1 ppb, max. 11 ppb). Pyriittipitoisten muuttumisvyöhykkeiden esiintyminen gabroissa antoi aiheen tutkia, onko kultapitoisuus noussut näissä vyöhykkeissä. Analyysitulokset osoittivat kuitenkin toista. Yleensä kulta ei näytä korreloivan rikin kanssa. Ainoastaan kahdessa näyteessä Au-pitoisuus nousi yli 100 ppb:n (0.25 m 135 ppb, 1.15 m 212 ppb) ollen harvoin yli 10 ppb ja yleensä alle määritysrajan (<1 ppb). Myöskään arseeni ei ole rikastunut yhdessä rikin kanssa (As max. 34 ppm, yleensä alle 3 ppm). Ainoa metalli, jolla on hyvä korrelaatio rikin kanssa on koboltti (S max 15 %, Co max 450 ppm). Kuten aikaisemmin mainittiin, mitään merkittäviä magmaattisia oksidien konsentroitumisia ei ole Särkivaaran intruusiossa havaittu. Sen vuoksi on ymmärrettävää, että rauta-, titaani- ja vanadiinipitoisuudet jäävät suhteellisen alhaisiksi. Magnetiittipitoisten muuttumis-vyöhykkeiden ulkopuolella esimerkiksi vanadiini on maksimissaan n. 500 ppm. Sedimenttikiviä leikkaavien komatiittijuonten (R50) reunaosien rikkipitoisuus nousee 13.5 % asti ja kupari- ja nikkelipitoisuudet vastaavasti 0.14 ja 0.50 %:iin. Analyyseistä laskettu sulfidifaasin nikkelipitoisuus on 1.4% ja kuparipitoisuus vaihtelee välillä %. Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka rikkiä onkin kivissä kohtalaisesti, arvometallien pitoisuudet jäävät intruusiossa hyvin alhaisiksi. Näyttää siltä, että magmaattisen sulfidin rikastumia ei ainakaan tutkituilla alueilla intruusiossa ole tai vaikka olisikin, magma näyttää olleen intruusiovaiheessa jo niin fraktioitunutta, että ainakaan nikkelimalmien syntymiselle ei jäänyt paljoa mahdollisuuksia. Myöskään sekundaariset prosessit eivät ole tuottaneet

7 6 kullan rikastumista huolimatta voimakkaista muuttumisilmiöistä ja makroskooppisesti suotuisennäköisistä kivistä. Komatiittisten juonien reaktio ympäröivien sulfidipitoisten sedimenttikivien kanssa on johtanut vähäisiin malminmuodostusprosesseihin juonten reunaosissa, mutta komatiittisen magmatismin pieni volyymi tutkimusalueella ei lupaa suurta malmipotentiaalia liittyen näihin prosesseihin. Metallipitoisuuksien alhaisuuden johdosta malmitutkimukset päätettiin lopettaa ja valtauksista siten luovuttiin Särkivaaran intruusion alueella. KIRJALLISUUS Tyrväinen, A. (1983) Sodankylän ja Sattasen kartta-alueiden kallioperä - Pre-Quaternary rocks of the Sodankylä and Sattanen map sheet areas. Suomen geologinen kartta - Geological Map of Finland, 1 : , kallioperäkarttojen selitykset - Explanation to the maps of Pre-Quaternary rocks, 3713, 3714, 59 s. LIITTEET - APPENDIXES 1. Valtausalueiden Särkivaara 5-6, Särkivaara 7-8 ja Metsävaara 3-5 sijainnit. Locations of the Särkivaara 5-6, Särkivaara 7-8 and Metsävaara 3-5 claims. 2. Geofysikaaliset maastomittausalueet ja -profiilit ja kairauspaikkojen sijainnit. Areas and profiles of geophysical field measurements and locations of drill holes. 3. Luettelo kairausrei istä. List of the geographical positions and directions of the drill holes. LIITTYY 1. Kairausraportit: Syväkairaus POKA-kairaus M52.5/3714/96/R50-R54 M52.5/3714/96/R231-R Reikäprofiilit Syväkairaus POKA-kairaus M52.7/3714/96/R50-R54 M52.7/3714/96/R231-R Kairausnäyteiden analyysit: Analyysitilausnumero M52.6/3714/96/R50 (511P, 519U) 63677

8 7 M52.6/3714/96/R51 (511P, 519U, 175X) M52.6/3714/96/R52 (511P, 519U) M52.6/3714/96/R54 (511P, 519U, 175X) Geofysikaaliset kartat: Q24.321/373201/95/1 VLF-R-kartta (Rantavaara) Q22.23/373201/95/1 Magneettinen profiilikartta (Rantavaara, Metsävaara) Q24.32/373201/95/1 VLF-R-optioprofiilikartta (Rantavaara, Metsävaara) Q21.1/373201/95/1 Gravimetrinen profiilikartta (Rantavaara, Metsävaara) Q28.1/373201/95/1 Omapotentiaaliprofiilikartta (Rantavaara) Q22.23/371410/95/1 Magneettinen profiilikartta (Särkivaara, Särkikoskenmaa) Q24.32/371410/95/1 VLF-R-optioprofiilikartta (Särkivaara, Särkikoskenmaa) Q21.1/371410/95/1 Gravimetrinen profiilikartta (Särkivaara, Särkikoskenmaa) Q24/3714/95 Sampo-profiili, Moskuvaara Q24/3714/95 Sampo-EM, näennäinen ominaisvastus, Särkikoskenmaa 4. Linjoituskaaviot: Q06/

9

10

11 LIITE 3 SODANKYLÄN SÄRKIKOSKENMAAN JA RANTAVAARAN KAIRAUSREIÄT Reikä No. X Y Suunta Kalt. Syvyys (m) M52/3714/96/R M52/3714/96/R M52/3714/96/R M52/3714/96/R M52/3714/96/R M52/3732/95/R M52/3732/95/R M52/3732/95/R M52/3732/95/R GEOFYSIKAALISTEN MITTAUSLINJOJEN PÄÄTEPISTEIDEN KOORDINAATIT Linja 1 (4.0 km): x= , y= ; x= , y= Linja 2 (3.0 km): x= , y= ; x= , y= Linja 3 (3.0 km): x= , y= ; x= , y= Linja 4 (2.2 km): x= , y= ; x= , y= Linja 5 (8.5 km): x= , y= ; x= , y= Linja 6 (3.0 km): x= , y= ; x= , y= Linja 7 (2.5 km): x= , y= ; x= , y=