Pieksämäen Lohkolinjakankaan kairaukset vuonna 2016

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Mineraalivarat Kuopio Arkistoraportti 84/16 Pieksämäen Lohkolinjakankaan kairaukset vuonna 16 Perttu Mikkola & Sami Niemi

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Tekijät Perttu Mikkola, Sami Niemi Raportin laji Arkistoraportti Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Pieksämäen Lohkolinjakankaan kairaukset vuonna 16 Tiivistelmä Tässä raportissa kuvataan lyhyesti Keski-Suomen malmipotentiaalin kartoitus hankkeen keväällä 16 Pieksämäen kaupungin Lohkolinjakankaalla suorittamat kallioperäkairaukset. Kairausten tavoitteena oli selvittää kahden pitkänomaisen aeromagneettisen anomalian aiheuttajat huonosti paljastuneella alueella. Kairausten perusteella molempien anomalioiden aiheuttajat ovat intermediäärisiä emäksisiä vulkaniitteja ja/tai puolipinnallisia intruusioita. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Lohkolinjakangas, kairaus, kallioperäkartoitus, vulkaniitti Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Etelä-Savo, Pieksämäki, Lohkolinjakangas Karttalehdet N521 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistoraportti Arkistotunnus 84/16 Kokonaissivumäärä 6 sivua + 1 liite Kieli Suomi Hinta ---- Julkisuus Julkinen Yksikkö ja vastuualue Mineraalivarat Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys Perttu Mikkola

3 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 Kohteen valinta ja työvaiheet 1 2 Tulokset 2 Kirjallisuus 6

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/ KOHTEEN VALINTA JA TYÖVAIHEET Pieksämäen keskustan pohjoispuolella sijaitsevalla Lohkolinjakankaalla (Kuva 1) suoritetuilla kairauksilla oli tavoitteena selvittää kahden pitkänomaisen aeromganeettisen anomalian aiheuttajat peitteisellä alueella (Kuva 2). Tutkimusalue on osa Suonenjoen 1: kallioperäkarttalehteä (Pääjärvi & Äikäs 05), jolla kyseiset anomaliat on kuvattu amfiboliittina tai sarvivälkegneissinä. Eteläisemmän anomalian osalta tulkinta perustuu yksittäiseen lohkarehavaintoon ja pohjoisemman anomalian osalta yhteen pieneen paljastumaan. Anomalioita ympäröi hyvin säilyneet grauvakat, joissa esiintyy sekä konglomeraatti-, paraliuske- ja vulkaniittivälikerroksia (Mikkola ja muut 16). Grauvakasta tehtyjen yksikidezirkoni-ikien perusteella nuorimmat perityt zirkonikiteet ovat iältään 1910 Ma (Mikkola, julkaisematon tieto). Tarkoitus oli myös selvittää ovatko anomaliat jatkeita Pieksämäen Ala-Siilillä esiintyville vulkaniiteille (Mikkola ja muut 14). Kuva 1. Lohkolinjakankaan sijainti. Koordinaattiviivojen väli 10km. Pohjakartta Maanmittauslaitos. Tutkimusalueilla tehtiin profiilimuotoinen magneettinen ja gravimetrinen mittaus kahdella linjalla (Kuva 2). Magneettinen mittaus tehtiin GEM-systemsin GSM19W-

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 2 overhausermagnetometrillä lähes jatkuvana mittauksena siten, että magnetometri tallensi maan magneettikentän totaalivuontiheyden ja GPS-koordinaatit puolen sekunnin välein. Maan magneettikentän ajallinen vaihtelu tallennettiin maa-asemana toimineella Scintrexin Envimag protonimagnetometrillä. Gravimetrinen mittaus tehtiin Worden gravimetrilla metrin pistevälillä. Pisteiden korkeus määritettiin VRS-GPS:ään ja Letkuvaaitukseen perustuen. Kairaus suoritettiin GTK:n omalla kalustolla huhtikuussa 16, yhteensä kohteella kairattiin kolme reikää (Kuva 2), joiden yhteispituus oli 302,80 m (Taulukko 1). Omasta kairauskalustosta luopumisen aiheuttamasta tiukasta aikataulusta johtuen kaikki reiät jäivät selvästi suunniteltua (á 0 m) lyhemmiksi. Raportoinnin tueksi näytteiden suskeptibiliteetti mitattiin metrin välein KT-10 mittarilla. Kemiallisia analyysejä teetettiin Labtium Oy:ssä 8 näytteestä: 5 kpl XRF-analyysejä menetelmällä 176X, 3 kpl hivenaineanalyysejä ICP-MS menetelmällä 308PM ja 7 kpl Au-analyysejä menetelmällä 705P. Kairasydänraportit on tallennettu GTK:n tietokantaan ja kaikki näytelaatikot on valokuvattu. Laboratoriossa tehtyjen petrofysikaalisten mittausten tulokset ovat Liitteessä 1. Reikä Pituus Suunta Lähtökaade Maata X Y Z N52115R N52115R N52115R Taulukko 1. Lohkolinjakankaalle kairattujen reikien hallinnolliset tiedot. 2 TULOKSET Geofysiikan mittausten perusteella kapeampi pohjoinen anomalia muodostaa selkeän positiivisen magneettisen ja painovoima-anomalian (Kuva 2). Tämän anomalian selvittämiseksi kairattiin reikä N52116R1, joka lävistää koko pituudeltaan intermediääristä vulkaniittia. Vulkaniitti on hiertynyt, heikosti kerroksellinen ja siinä on paikoin uraliittiplagioklaasiporfyriittimäisiä osia. Suskeptibiliteetti nousee voimakkaasti (Kuva 3) noin 68 metrin kohdalla, vaikka kiven ulkoasussa ei ole havaittavissa oleellista muutosta. Leveämpi eteläinen anomalia on magneetttivuon tiheydeltään selvästi matalampi, ja tasoltaan vaihtelevampi, lisäksi ja sen aiheuttama painovoima-anomamalia ei ole yhtä selkeä (Kuva 2). Pohjoisreunan magneettista- ja painovoima-anomaliaa lävistämään suunniteltu reikä N52116R2 läpäisee pääosin melko piirteetöntä ja homogeenistä intermediääristä uraliitti-plagioklaasiporfyriittiä, jossa reiän puolivälissä on n. 10 metrin vahvuinen kerroksellinen emäksinen vulkaniitti. Kairasydämestä mitatut suskeptibilitteetit vaihtelevat voimakkaasti ilman selvää korrelaatiota kiven rakenteisiin (Kuva 4).

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 3 Kuva 2. Lohkolinjakankaan kairareikien sijainti, geofysiikan mittauslinja mustalla viivalla, magneettinen profiili punaisella ja gravimetrinen profiili mustalla. Taustalla GTK:n aeromagneettinen aineisto. Pohjakartta Maanmittauslaitos.

7 69180 N E N N E N N GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 4 Bouguer (mgal) Magneettivuon tiheys (nt) mpy 150 mpy N52116R mpy mpy mpy Maata Intermediääristä vulkaniittia 50 mpy Kuva 3. Kairaprofiili reiästä N52116R1, kivilajit ja kairasydämestä metrin välein mitattu suskebtibiliteetti (asteikko 10-3 ) sekä maastomitattu magneettivuon tiheys ja Bouguer anomalia. Leveämmän anomalian etelälaitaan, kohtaan jossa painovoimakentän arvot laskevat, kairattu N52116R3 läpäisee koko pituudeltaan erilaisia vulkaanisia ja puolipinnallisia kivilajeja. Reiän keskimääräinen koostumus on hieman happamampi kuin muiden reikien, mutta kuten R2:ssakin on tässäkin reiässä puolivälissä n. 10 metrin vahvuinen emäksinen vulkaniitti osue. Petrofysiikan laboratoriossa tehtyjen mittausten perusteella kivilajien tiheys (Liite 1) tällä reiällä ei poikkea suuresti muiden alueelle kairattujen reikien tiheyksistä. Painovoimakentän käyttäytyminen tulkitaan aiheutuvan ainakin osittain irtomaapeitteen paksuuden vaihtelusta. Asian tarkempi selvittäminen vaatisi lisätutkimuksia alueella.

8 E N N N E N N GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/ Bouguer (mgal) Magneettivuon tiheys (nt) mpy 100 mpy N52116R 2 10 m N52116R 3 10 m mpy 100 mpy 50 mpy 50 mpy Maata Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti Emäksinen vulkaniitti Intermediäärinen juonikivi Juonikvartsi Kuva 3. Kairaprofiili rei istä N52116R2 ja R3, kivilajit ja kairasydämestä metrin välein mitattu suskebtibiliteetti (asteikko 10-3 ) sekä maastomitattu magneettivuon tiheys ja Bouguer anomalia. Kairausten perusteella on ilmeistä että alueen hyvin säilyneiden grauvakoiden joukossa on vulkaanisia ja puolipinnallisia yksiköitä aiemmin tiedettyä laajempina alueina. Aiemmin sellaisiksi on oletettu vain alueen magneettiset anomaliat (Pääjärvi & Äikäs 05, Mikkola ja muut 16), mutta etenkin reiän R1 perusteella on selvää että alueen kaikki vulkaniitit eivät suinkaan ole magneettisia. Vulkaniittien magneettisuuden voimakas vaihtelu on ainakin osin sekundääristä, koska sillä ei ole selvää korrelaatiota kiven koostumukseen tai rakenteeseen.

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 84/16 6 Suunnatuista näytteistä mitatut liuskeisuudet ovat kulultaan yhteneviä anomalioiden suuntaan ja kaatuvat asteen kulmalla luoteeseen. Analysoiduissa näytteissä ei ollut havaittavissa kohonneita arvoaineiden pitoisuuksia. Omasta kairauskalustosta luopumisen aiheuttamasta kireästä aikataulusta johtuen vulkaniittien kontaktia ympäröiviin kiviin ei valitettavasti ehditty lävistää. Tämä olisi ollut oleellista, koska ympäröivistä grauvakoista ei ole tavattu perittyinä tavallisten Svekofennisten ikäisten (eli Ma) ikäisiä zirkoneita. Sen takia on mahdollista että Lohkolinjakankaalla kairatut vulkaniitit olisivat saman ikäisiä kuin Vihannin ja Pyhäsalmen alueen kivet eli Ma. Tämä muuttaisi oleellisesti käsitystä alueen geologiasta sillä nykykäsityksen mukaan Vihanti-Pyhäsalmi kivet loppuvat n. kilometriä pohjoisempana Suonenjoen keskustan länsipuolella (Mikkola ja muut 16). Asian selvittämiseksi reiästä N52116R1 on toimitettu ikänäyte GTK:n isotooppilaboratorioon. KIRJALLISUUS Mikkola, P., Lukkarinen, H. & Luukas, J. 16. Suonenjoen kartta-alueen 3241 kallioperä ja kivilajiyksiköt. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti 29/ s., 5 liitettä. Mikkola, P., Niemi, S., Ruotsalainen, A. 14. Ala-Siilin kairaukset Pieksämäellä 14. Geologian tutkimuskeskus arkistoraportti 85/14. 4 s., 1 liite. Pääjärvi, A. & Äikäs, O. 05. Suonenjoki. Suomen geologinen kartta 1: , kallioperäkartta, lehti Geologian tutkimuskeskus.

10 Liite 1: Petrofysiikan laboratorionäytteiden mittaustulokset Näyte Kivilaji D(kg/m3) K(uSI) J(mA/m) Q N52116R Intermediäärinen vulkaniitti N52116R Intermediäärinen vulkaniitti N52116R2.00 Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Emäksinen vulkaniitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R3.90 Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Intermediäärinen juonikivi N52116R Emäksinen vulkaniitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti N52116R Uraliitti-plagioklaasiporfyriitti