Espoon yksikkö M 06/2343/2005/1/10 Haapajärvi Kumiseva Olli Sarapää Jaana Lohva Niilo Kärkkäinen Erkki Herola Tapio Kuivasaari Espoossa

Transkriptio

1 Espoon yksikkö M 06/2343/2005/1/10 Haapajärvi Kumiseva Olli Sarapää Jaana Lohva Niilo Kärkkäinen Erkki Herola Tapio Kuivasaari Espoossa TUTKIMUSTYÖSELOSTUS HAAPAJÄRVEN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA KUMISEVA 1-2 (Kaivosrekisterinumerot 6360/1-2) TEHDYISTÄ ILMENIITTITUTKIMUKSISTA VUOSINA

2 2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä Tekijät Olli Sarapää, Jaana Lohva, ja Niilo Kärkkäinen Raportin laji Tutkimustyöselostus Raportin nimi Toimeksiantaja TUTKIMUSTYÖSELOSTUS HAAPAJÄRVEN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA KUMISEVA 1-2 (Kaivosrekisterinumerot 6360/1-2) TEHDYISTÄ ILMENIITTITUTKIMUKSISTA VUOSINA TIIVISTELMÄ GTK:n vuosina tekemät Kumisevan gabron ilmeniittitutkimukset käsittivät geofysikaalisia mittauksia noin 20 km 2 alueella, geologista profiilikartoitusta ja kairausta (1069 m). Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää Kumisevan kerroksellisen mm. Ni-Cu- ja PGE-viitteitä sisältävän gabron ilmeniittipotentiaalia. Lähtökohtana tutkimuksille olivat lupaavat Fe-Ti-lohkarelöydöt, kapeat magnetiitti-ilmeniittikerrokset paljastumissa ja voimakkaat magneettiset ja geofysikaaliset anomaliat anomaliat. Kairaus kohdistettiin peitteisten valtausalueiden magneettisiin ja gravimetrisiin maksimeihin. Kairausnäytteissä gabron ilmeniittipitoisuus vaihteli 4-8 % ja apatiitin 1-5 %:n. Valtausalueen ulkopuolelta paljastumista kerätyissä palanäytteissä ilmeniittipitoisuus oli korkeimmillaan 15 % ja apatiitin määrä 8,5 %. Valtauksista luovuttiin, koska malmipitoisuudet ovat liian alhaisia. ABSTRACT Geological Survey of Finland (GTK) has during explored ilmenite from the Kumiseva gabro in the Haapajärvi municipality mid-western Finland, base map sheet ja 12. The explorations included geophysical measurements in the area of 20 km 2, geological mapping and drilling 1068 m. The Kumiseva gabbro, is a large (50 km 2 ) rounded, well-differentiated layered intrusion. It has numerous showings of ilmenite (also pentlandite, gold-copper and PGEs), disseminated and massive ilmenite-magnetite layers in outcrops. Drilling was concentrated into the most promising magnetic and gravity highs. In the Kumiseva claim area the ilmenite content of core samples is 4-8 % and the apatite content 1-5 %. Outside the claim area the ilmenite content increased into 15 % and the apatite into 8,5%. However the ore contents are too low for furher studies and GTK leaved the claims. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) GTK malminetsintä; ilmeniitti, apatiitti, gabro, titaanipigmentti; geofysiikka, syväkairaus, kartoitus. exploration; ilmenite; gabbro, Ti- pigment; geophysics, drilling, mapping Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Keski-Suomen lääni; Haapajärvi; Kumiseva Karttalehdet , Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus M06/2343/2005/1 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus Suomi julkinen

3 3 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ-ABSTRACT 2 1. JOHDANTO Tutkimuksen tausta Tutkimuksen tavoite ja vastuuhenkilöt Tutkimusalueen sijainti Aikaisemmat tutkimukset 4 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET Geologinen kartoitus Geofysikaaliset mittaukset Kairaukset Kemialliset analyysit 9 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA 9 4. KUMISEVAN ILMENIITTITUTKIMUSTEN TULOKSET Kartoituksen tulokset Kairausten tulokset AIHEEN ARVIOINTI KIRJALLISUUTTA LIITTYY LIITTEET: 1. Valtausaluekartta 1: Magneettinen kartta 3. Gravimetrinen kartta 4. Kartoitusnäytteiden kivilajitiedot ja kairanreikien sijainti peruskartalla 5. Kartoitusnäytteiden geokemia (TiO2) ja kairanreikien sijainti peruskartalla 6. Kartoitusnäytteiden geokemia (P2O5) ja kairanreikien sijainti peruskartalla 7. Kairanreikäprofiilit 8. Liittyy-CD

4 4 1. JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta Ilmeniitti on maali- ja paperiteollisuudessa käytettävän titaanidioksidin raaka-aine. GTK on vuodesta 1993 lähtien etsinyt aktiivisesti ilmeniittiä tuontiraaka-aineen korvaamiseksi kotimaisella ilmeniitillä. Kumisevan gabron alue valittiin GTK:n ilmeniittitutkimusten kohteeksi seuraavin perustein: 1. Kookas emäksinen kerroksellinen intruusio, johon liittyy voimakkaita magneettisia ja gravimetrisia anomalioita. 2. Lohijoen pohjan perkkauksen yhteydessä oli vuonna 1963 ammuttu kalliota, josta Frans Harmaalan Geologian tutkimuslaitokselle lähettämä gabronäyte sisälsi 12.7 % TiO2. 3. Kesällä kerätyissä kartoitusnäytteissä tavattiin kiinnostavia ilmeniittipitoisuuksia. 4. Raskasmineraalinäytteet sisältävät runsaasti ilmeniittiä 5. Talvitien ym. (1996) raportin mukaan Kumisevan gabro (1.879 Ga) on metallisuhteiltaan titaanikriittinen. 1.2 Tutkimuksen tavoite ja vastuuhenkilöt Tutkimuksen tavoitteena oli löytää massiivinen ilmeniittimalmi. Tutkimus tehtiin yhteistyössä Etelä- Suomen ja Väli-Suomen aluetoimistojen kesken. Tutkimuksista vastaavana geologina toimi Olli Sarapää, työryhmään kuuluivat geologit Tapio Kuivasaari ja Niilo Kärkkäinen sekä geofyysikko Jaana Lohva. Maastotöihin osallistuivat tutkimusassistentit Matti Huuskonen ja Erkki Herola sekä geologian opiskelija Jukka Vatanen. 1.3 Tutkimusalueen sijainti Tutkimusalue sijaitsee Oulun läänissä Haapajärven kaupungin Haapajärven kylässä. Valtausalueet Kumiseva 1-2 (6360/1-2)sijaitsevat Hautaperän tekoaltaan kaakkoispuolella Himosenkorvessa, Kumisevan gabron eteläosassa karttalehdellä (kuva 1 ja liitteet 1-3). Valtausalue kattaa vain pienen osan tutkimusalueesta, jonka kokonaislaajuus on noin 20 km 2 sijoittuen karttalehdille ja 12. Valtausalueet ovat kokonaan peitteistä suomaastoa; korpea ja nevaa, mutta niiden itä- ja kaakkoispuolella paljastumia on kohtalaisesti. 1.4 Aikaisemmat tutkimukset Kumisevan gabron alue on kiinnostanut pitkään malminetsijöitä. Laitakari (1963) jäljitti Pihtiputaan Liitonjoen hematiitti-ilmeniitti-magnetiittilohkareiden alueen emäkalliota ja piti Pitkäkankaan gabroperidotiittimuodostumaa mahdollisena lähdealueena. Tuolloin löydettiin magnetiitti-ilmeniittirikastumia pyrokseniittikalliosta Pitkäkankaan sorakuopan itäpuolelta ja Kumisevan pysäkin luota. Lisäksi Lohijoen uomaa perattaessa tuli joen pohjalta kallio, jossa oli kohtalaista ilmeniittipirotetta. Sipilä (1989) tutki Kumisevan gabroa halkaisevan siirroksen malmikriittisyyttä ja havaitsi alueella merkkejä platinasta. Nikander (1991) teki platinatutkimuksia Kumisevan gabron Haittakallion alueella ja Nikander 1992 Katajaperän alueella.

5 5 Kuva 1. Kumisevan valtausalueiden sijainti peruskartalla.

6 6 Kuva 2. Kumisevan gabro magneettisella harmaasävykartalla, kolmioina merkitty malmilohkareet (Ni=lila, Cu=vihreä, Ti-Fe=harmaa) ja X:llä kairauspaikat. 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1 Geologinen kartoitus Kartoitus tehtiin profiilikartoituksena N-S-suunnassa kerrosten poikki kesinä 1994 ( JPV-94) ja 1996 (1-45-EH-96). Pääpaino kartoituksessa oli magneettisten anomalioiden selvittämisessä. Kerätyistä näytteistä tehtiin kemialliset analyysit. 2.2 Geofysikaaliset mittaukset Yleistä Karttalehden 2343 matalalentomittaukset on lennetty vuonna 1982 pohjois-eteläsuuntaan. Aeromagneettisella kartalla Kumisevan gabro näkyy voimakkaana pyöreähkönä anomaliana (kuvat 2 ja 3). Kumisevan gabroa leikkaa luode-kaakko-suuntainen ei-magneettinen ruhje. Ruhje näkyy näennäisellä ominaisvastuskartalla sähköä johtavana vyöhykkeenä (Lohva 1997). Karttalehden 2343 alueellisessa gravimetrinen mittauksessa on käytetty pistetiheytenä 6 pistettä/km 2. Aineistosta on esitetty saman-arvokäyrinä vain painovoima maksimit liitteessä matalalento magneettisen kanssa. Voimakkaimmat painovoimamaksimit tulevat Kumisevan gabron eteläosiin, molemmin puolin ruhjetta (kuva 4).

7 7 Kuva 3. Kumisevan gabron kerrosrakenne ja leikkaava ruhje näkyvissä aeromagneettisessa korkokuvassa. Kuva 4. Kumisevan gabro aiheuttama maksimi gravimetrisella harvapistekartalla. Maastogeofysiikka Haapajärven Kumisevassa, karttalehdillä ja tehtiin magneettisia, painovoima ja sähkömagneettisia (slingram- ja maxmin-) mittauksia vuosina 1996 ja Mittaukset suorittivat GTK ja SMOY Oy. Mittausalueen laajuus on n. 20 km 2 ja -aineisto on tallennettu maastogeofysiikan

8 8 tietokantaan ja oheiselle CD:lle. Mittausalue linjoitettiin x-y koordinaatistoon. Linjat sidottiin GPS:llä ja mittauslinjat tehtiin suunnistamalla. Magneettiset mittaukset tehtiin protonimagnetometrillä 50 m:n linjaväliä ja 10 m:n pisteväliä käyttäen. Magneettikenttäkartalla positiiviset magneettiset anomaliat ovat lähes itä-länsi-suuntaisia, niiden poikki kulkeva luode-kaakko-suuntainen ruhje näkyy miniminä (liite 2). Painovoimamittaus tehtiin Worden-gravimetrillä, 100 m:n linjaväliä ja 20 m:n pisteväliä käyttäen. Painovoimakartta on liitteenä 3. Alueella mitattiin myös kaksi pidempää profiilia muodostuman kokonaiskuvan saamiseksi. Kumisevan muodostuman aiheuttama painovoimamaksimi on suurimmillaan noin yli 10 mgal arvioituun regionaalitasoon verrattuna. Gabron poikki tehdyistä profiileista on tehty painovoimatulkinnat. Tulkittu profiilit on esitetty luode-koillinen- suuntaisina. Tulkinnoissa on käytetty gabromuodostumalle mallia, jossa tiheysero ympäristöön nähden on 0.3 g/m 3 (kuva 5). Kuva 5. Painovoimatulkinta Kumisevan gabron poikki mitatulta linjalta. Syvvysulottuvuutta gabrolla on sen mukaan noin kaksi kilometriä. Slingram-mittauksissa(taajuus 3.6 khz) käytettiin 50 m:n linjaväliä ja 20 m pisteväliä, kelavälin ollessa 60 m. Maxmin-mittauksissa käytettiin kolmea eri taajuutta (0.88 khz, 3.5 khz, 14,8 khz). Mittausalue on sähkömagneettisesti hyvin häriötöntä. Tutkimusalueen kairasydännäytteistä tehtiin petrofysiikan määritykset, joista tiedot löytyvät GTK:n petrofysiikan laboratorion rekisteristä.

9 9 2.3 Kairaukset GTK:n kairaukset Kumisevan alueella aloitettiin syksyllä 1996 ja niitä jatkettiin keväällä Alueelle kairattiin kahdeksan reikää, R322-R329, yhteensä 1068,5 m (taulukko 1). Taulukko 1. Kumisevan alueen kairaukset vuonna 1996 Kumisevan syväkairausreiät vuonna 1996 X Y Z Suunta Pituus m M52/2343/96/R , , /45 113,6 M52/2343/96/R , , / M52/2343/96/R , , /45 93 M52/2343/96/R , , /45 110,3 M52/2343/96/R , , /90 150,7 M52/2343/96/R , , / M52/2343/96/R , , / M52/2343/96/R , , /45 130,9 2.4 Kemialliset analyysit Näytteistä tehtiin kemiallinen analyysi XRF:llä (menetelmä 175X) GTK:n kemian laboratoriossa seuraavasti: Tilaus JPV-94 kartoitusnäytteiden analyysit, 24 kpl Tilaus JPV-94, 95, P.MH-95 kartoitusnäytteiden analyysit, 50 kpl Tilaus EH-96, OS-96 kartoitusnäytteiden analyysit, 59 kpl Tilaus Kumiseva Pitkäkangas, uranäytteiden analyysit, 30 kpl Tilaus Kairasydännäytteiden analyysit R , MH-96 kartoitusnäytteet, 112 kpl 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA Kumisevan gabro on kerroksellinen svekofennialainen, jonka ikä on 1879 Ma (Sipilä 1989). Kerrrosten kulku on kaarevasti E-W ja kaade loivasti pohjoiseen. Intruusio koostuu pääosin pyrokseeni- ja sarvivälkegabrosta, mutta siihen kuuluu myös peridotiittisia ja anortosiittia osia. Intruusion jakaa kahtia suuri oikeakätinen siirrosvyöhyke, joka kulkee NW-SW-suunnassa Kinturin järvestä Kumisevan halki Pohjanlahteen. Kumisevan gabron pohjoispuolinen osan siirtymä on noin 2 km oikealle. Kumisevan gabron alueelta ei tunneta sulfidimineralisaatioita, ja sitä on pidetty ns. kuivana gabrona, vaikka gabron alueelta ja sen lähituntumasta on löydetty kulta-, kupari-, nikkeli- ja platinamalmilohkareita. Myös näytteenotossa on tavattu anomaalisia platinapitoisuuksia anortosiiteissa ja eteläpuolella on tavattu Nuottijärven PGE-mineralisaatio, joka saattaa liittyä graniitin erottamana Kumisevan gabroon (Sipilä 1989, Nikander 1991). Malmigeologisesti mielenkiintoinen on myös siirrosvyöhyke, joka jää osin Pitkäkankaan soraharjun alle. Laajuudeltaan Kumisevan gabro on noin 50 km 2 ja syvyysulottuvuutta sillä on gravimetristen tulkintojen perusteella yli 2 km. Intruusio on muodoltaan pyöristynyt, differentioitunut ja sijaitsee noin 60 km itään

10 Kälviän-Halsuan ilmeniittiesiintymistä. Kumisevan gabroon liittyy vaihtelevaa magnetiitti- ja ilmeniittipirotetta, jotka esiintyvät omina rakeinaan. Tyypillistä gabrolle on myös anomaalisen korkea titaani/rauta suhde (TiO 2 /Fe 2 O 3 >0.25) ja fosforipitoisuus ( %), mitkä indikoivat alueen ilmeniittipotentiaalia (Kärkkäinen ym. 1997). Intruusio on edelleen puutteellisesti tutkittu, mistä osoituksena vähäinen kairareikien määrä KUMISEVAN ILMENIITTITUTKIMUSTEN TULOKSET 4.1 Kartoituksen tulokset Kartoituksen tarkoituksena oli paikantaa ilmeniitti-magnetiittirikkaimmat osat Kumisevan gabrosta, joten erityistä huomiota kiinnitettiin voimakkaasti positiivisiin magneettisiin ja gravimetrisiin anomalioihin. Varsinaiset valtausalueet ovat kokonaan peitteiset, joten siellä ei kallioperäkartoitusta voitu tehdä. Kartoitushavainnot on esitetty liitteissä 4-6. Mielenkiintoisen titaanipitoisuuden alarajana on pidetty 4 % TiO 2, mikä vastaa 8 %:n ilmeniittipitoisuutta. Palanäytteistä tehdyissä analyyseissä tämän rajan ylittäviä pitoisuuksia tavattiin siirrosvyöhykkeen itäpuolella Kotakankaalla (max 7,3% TiO 2, 3,3 % P 2 O 5, 140-JPV- 94, EH-96-34) ja länsipuolella Kokko-ojalla (EH-96-10), Kokkomäessä (EH-96-26) sekä Mustolanperällä (91-JPV-94) Hautaperän tekojärven itärannalla. Hautaperän tekoaltaan itäpuolelta ja Pitkäkankaan soramontun pohjalta otetuissa uranäytteissä 4 % :n TiO 2 ylittyy paikoin, joskin keskiarvo on molemmissa kohteissa noin 3 %:n. Tutkimuksen yhteydessä löydetyistä malmilohkareista mainittakoon LJPK-4-96 (1.25 ppm Pt ja 854 Pd). 4.2 Kairausten tulokset Kumisevan valtausalueen magneettiseen anomaliaan kairatuissa rei'issä (R322-R326) lävistettiin magnetiittipirotteista sarvivälke-pyrokseenigabroa, plagioklaasi-sarvivälkegabroa ja anortosiittista gabroa (kuva 6, liite 7). Korkeimmat malmipitoisuudet olivat Himosenperän magneettiseen anomaliaan kairatuissa rei'issä (R322, R323, R324 ja R327) joissa ilmeniitin määrä vaihtelee 4-8 %:n (2-4 % TiO 2 ) ja apatiitin 1-5 %:n (taulukko 2 ). Gabron vanadiinipitoisuuden keskiarvo eri rei'issä oli alhainen %. Eteläisempi magneettinen anomalia tarkistettiin rei'illä R325 ja R326. Niissä lävistettiin anortosiittista gabroa, jossa ilmeniitin määrä jäi alle neljän prosentin. Valtausalueen ulkopuolelle Lohijokivarren ruhjevyöhykkeeseen kairattiin reiät R328 ja R329, joissa malmipitoisuudet jäivät vielä alhaisemmiksi. Oheisissa kuvassa ilmenee titaanin ja raudan ja titaanin ja fosforin selvät korrelaatiot, eli ilmeniitin hyvä korrelaatio magnetiitin ja apatiitin kanssa (kuva 7).

11 11 Kuva 6. Kairauskohteet R magneettisella kartalla. 22,0 2,50 20,0 2,00 18,0 Fe2O3 16,0 14,0 P2O5 1,50 1,00 12,0 10,0 0,50 8,0 0,00 1,00 2,00 Tio2 3,00 4,00 1,00 2,00 Tio2 3,00 4,00 Kuva 6. Kairasydännäytteiden titaanipitoisuus korreloi hyvin raudan ja fosforin kanssa.

12 12 Taulukko 2. Kumisevan kairasydänten analyysituloksia, pituudella painotettuna (XRF). Reika TiO 2 Fe 2 O 3 P 2 O 5 V Cr Ni Cu R322 Mean N Minimum Maximum R323 Mean N Minimum Maximum R324 Mean N Minimum Maximum R325 Mean N Minimum Maximum R326 Mean N Minimum Maximum R327 Mean N Minimum Maximum R328 Mean N Minimum Maximum R329 Mean N Minimum Maximum Total Mean N Minimum Maximum

13 13 5. AIHEEN ARVIOINTI GTK luopui valtauksista, koska alueen magneettisista ja gravimetrisista maksimeista ei löydetty merkittävää ilmeniittirikastumaa. Kumisevan kerroksellinen gabro on suurelta osin anomaalinen titaanin ja fosforin suhteen. Ilmeisesti gabron differentioituminen ei ole ollut riittävän tehokasta, jotta malminmuodostusta olisi voinut tapahtua. Gabrossa on paikoin lähes kompakteja magnetiittikerroksia, mutta niissä ilmeniitin määrä ei nouse malmitasolle. Toisaalta Kumisevan gabro on kooltaan huomattava ja toistaiseksi edelleen varsin puutteellisesti tutkittu. Espoossa Geologi Olli Sarapää Geofyysikko Jaana Lohva Geologi Niilo Kärkkäinen Geologi Tapio Kuivasaari Tutkimusassistentti Erkki Herola 6. KIRJALLISUUTTA Laitakari, Aatto Raportti Pihtiputaan Liitonjoelta tavattujen hematiittiilmeniittimagnetiittilohkareiden perusteella suoritetuista malmitutkimuksista sekä yhteenveto tutkimusalueen välittömästä läheisyydestä tavatuista rautamalmiaiheista. M17/Pds-63/1. 14 s. Nikander, Jarmo Haapajärven Kumisevan gabron platinatutkimukset Haittakallion alueella vuonna 1989, karttalehdellä D. 1 s., 10 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/2343/-91/2/10. Nikander, Jarmo Haapajärven Katajaperän PGE-pitoisista lohkareista ja pintamoreenin PGEtutkimuksista karttalehdellä , vuosina s., 18 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/2343/-92/1/10. Sipilä, Esko Alustavia kenttätutkimuksia Kumisevan gabroa halkaisevan siirroksen mahdollisesta malmikriittisyydestä s., 7 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/ /89/1/10. Talvitie, Jouko & Tontti, Mikko & Kärkkäinen, Niilo & Karhunen, Ritva Suomen Fe-, Ti-, V- esiintymien etsintästrategian pohjatietoa. 10 s., 8 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M10.1/-96/1.

14 7. LIITTYY Lohva, Jaana Geofysikaaliset mittaukset Haapajärven Kumisevassa, koskee karttalehtiä , 12. CQ19/2343/02/1 Kumisevan kairasydänraportit M2343/96/R , kartoitushavainnot, kemialliset analyysit ja geofysiikan data CD:llä. 8. LIITTEET 1. Valtausaluekartta 2. Magneettinen kartta 3. Gravimetrinen kartta, jossa näkyy mittausalueen laajuus 4. Kartoitusnäytteiden kivilajitiedot ja kairanreikien sijainti peruskartalla 5. Kartoitusnäytteiden geokemia (TiO2) ja kairanreikien sijainti peruskartalla 6. Kartoitusnäytteiden geokemia (P2O5) ja kairanreikien sijainti peruskartalla 7. Kairanreikäprofiilit 8. Liittyy-CD 14

15 15

16 Liite 2 16

17 Liite 3 17

18 18

19 19

20 20

21 21 LIITE 7

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28