Kupari-kultatutkimukset Rovaniemen Vinsassa vuonna 2003 Helena Hulkki ja Pertti Turunen

Transkriptio

1 Pohjois-Suomen yksikkö M19/2633/28/ Rovaniemi Kupari-kultatutkimukset Rovaniemen Vinsassa vuonna 23 Helena Hulkki ja Pertti Turunen

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Helena Hulkki Pertti Turunen Raportin laji M19 Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Kupari-kultatutkimukset Rovaniemen Vinsassa vuonna 23 Tiivistelmä Vinsan tutkimuskohde sijaitsee Lapin läänissä, nykyisen Rovaniemen kaupungin alueella, noin 33 km lounaaseen Rovaniemen keskustasta. Geologisesti tutkimuskohde sijoittuu vulkaanis-sedimenttiselle Perä-Pohjan liuskealueelle. Tutkimusalueen kivilaji koostuu differentioituneesta diabaasista, jota ympäröi kvartsiitti. Tutkimusalueen länsiosista tunnetaan ennestään kupari-kulta-pitoinen kvartsijuoni, jota Outokumpu Oy on tutkinut 196- ja 197- luvulla. GTK:n 198-luvulla suorittaman moreeninäytteenoton tulosten mukaan Vinsan tunnetun malmijuonen ympäristössä esiintyy kupari- ja kulta-anomalioita, joiden aiheuttaja ei voi olla alueen tunnettu malmijuoni. Tutkimusten lähtökohtana oli selvittää Vinsan tunnetun juonen eteläpuolelle sijoittuvien kupari- ja/tai kultaanomalioiden aiheuttaja. Tutkimusalueella suoritettiin geologista kartoitusta, lohkare-etsintää, syväkairausta sekä geofysikaalisia maastomittauksia ja kairareikäluotauksia. Anomaaliset kupari-kultapitoisuudet liittyvät Vinsan albiittidiabaasin kiisu-kvartsijuonisiin osiin. Taustastaan kohonneet kupari-kultapitoisuudet liittyvät geokemiallisesti Mg-K-Ba±Ca±S-anomaalisiin vyöhykkeisiin. Kuparikultapitoiset kvartsijuonet ja alueella havaittu (kiisu-kalsiitti-)biotiitti-muuttuminen liittyvät toisiinsa. Palanäytteiden korkeimmat Cu-Au-pitoisuudet liittyvät alueen albitiiteissa esiintyviin kuparikiisupitoisiin kvartsijuoniin tai juonten voimakkaasti kiisuuntuneisiin ja magnetiittirikkaisiin kontaktivyöhykkeisiin. Juonissa tai kontaktivyöhykkeissä on parhaimmillaan. 1. Au ja. 1.7 Cu. Vinsan kairauksissa havaittiin vain yksittäisiä anomaalisen korkeita kupari- ja/tai kultapitoisuuksia. Alueen länsiosien paras kultapitoisuus on reiässä R7, jossa kahden metrin matkalla on keskimäärin 289 ppb kultaa. Korkein kuparipitoisuus on reiässä R67, jossa on metrin matkalla 1,76 Cu ja lisäksi 144 ppb Au. Tutkimusalueen eteläosan korkeimmat kupari-ja kultapitoisuudet ovat reiässä R72, jossa on metrin matkalla.33 Cu ja 774 ppb Au. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Malminetsintä, kulta, kupari, reikämittaukset Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Rovaniemi, Vinsa Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi M19 Arkistotunnus M19/2633/28/78 Kokonaissivumäärä 3 s., 23 liitettä Kieli suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue Pohjois-Suomen yksikkö, va1 Allekirjoitus/nimen selvennys Helena Hulkki Hanketunnus 2184, 291 Allekirjoitus/nimen selvennys Pertti Turunen

3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no Authors Helena Hulkki Pertti Turunen Type of report M19 Commissioned by Geological Survey of Finland Title of report Copper-gold exploration in the Vinsa area of Rovaniemi in the year 23 Abstract The study area is located in Lapland province in the municipality of Rovaniemi, about 33 km to the southwest from the Center of Rovaniemi. The study area is situated in the Paleoproterozoic Peräpohja Schist Belt. The predominant rock type is a differentiated diabase which is surrounded by quartzites. In the western side of the area a mineralized Au-Cu-bearing quartz vein is known. It was explored by Outokumpu Oy during 196 s and 198 s. During 198 s Geological Survey of Finland carried out till geochemical surveys which showed several Cu-Au anomalies that were unrelated to the previously known Vinsa mineralization. The aim of this study was to clarify the reason of the Cu-Co till anomalies in the vicinity of previously known mineralized quartz vein. The exploration included bedrock mapping, boulder tracing, diamond drilling, ground geophysical surveys and geophysical drill hole loggings. Gold and copper anomalies are associated with sulfide-bearing quartz veins of albite diabase and geochemically they are related to the zones of high concentration of Mg-K-Ba±Ca±S. Copper-gold-bearing quartz vein formation seems to be related to (sulfide-calcite-) biotite alteration. The highest concentration of Cu-Au in chip samples representing chalcopyrite-bearing quartz veins or magnetite-rich contact zones of veins in albitite rocks were. 1. Au and. 1.7 Cu. Drilling results gave only sporadic high copper-gold values. The best gold content in the western part of the area was in DH7 in which there was a two meter section averaging 289 ppb Au. The highest copper content was in DH67 where there was a one meter section containing 1.76 Cu and 144 ppb Au. The best copper-gold content in the southern part of the area was in DH72 containing.33 Cu and 774 ppb Au in one meter section. Keywords Exploration, gold, copper, drill hole loggings Geographical area Finland, Lapland province, Rovaniemi, Vinsa Map sheet Other information Report serial M19 Total pages 3 p., 23 apps. Unit and section Northern Finland Office Bedrock geology and resources Signature/name Helena Hulkki Language Finnish Archive code M19/2633/28/78 Price Project code 2184, 291 Signature/name Pertti Turunen Confidentiality public

4 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO Tutkimusalueen sijainti, maasto-olosuhteet ja kallioperä Tutkimuksen tausta, vastuuhenkilöt ja aikaisemmat tutkimukset 2 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET Geologinen kartoitus ja lohkare-etsintä Kairaus 2.3 Geofysikaaliset tutkimukset 6 3 TUTKIMUSTULOKSET Geologisen kartoituksen ja kairauksen tulokset Alueen kivilajit Analyysitulokset Geofysikaalisten tutkimusten tulokset ja niiden tulkinta Geofysikaalisten maanpintamittausten tulosten tarkastelua Reikäluotaustulosten tarkastelua Gammaspektrometraus Reikävideo 27 4 AIHEEN ARVIOINTI JA YHTEENVETO 28 KIRJALLISUUSLUETTELO LIITELUETTELO

5 1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimusalueen sijainti, maasto-olosuhteet ja kallioperä Vinsan tutkimuskohde sijaitsee Lapin läänissä, nykyisen Rovaniemen kaupungin alueella, noin 33 km lounaaseen Rovaniemen keskustasta. Kohde on saavutettavissa ajamalla Rovaniemeltä Kemin tietä etelään 24 km, josta käännytään oikealle Aavasaksantielle, ja sitä ajetaan 11 km, josta käännytään vasemmalle Pisa-Loue-soratielle ja sitä ajetaan km (Kuva 1). Kuva 1. Vinsan tutkimuskohteen sijainti, (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/8). Vinsanmaan maasto on loivapiirteistä ja pääosin taimikkoa. Tutkimusalueen luoteisosista löytyy kohtalaisen runsaasti paljastumia, mutta pääosin aluetta verhoaa nuoremman, kuljetussuunnaltaan läntisen, jäätiköitymisen kasaama moreeni (Äyräs, 198). Moreenipeite on yleensä alle kaksi metriä, mutta Vinsanmaan eteläreunalla moreenipeite on paikoin noin -12 metriä. Geologisesti tutkimuskohde sijoittuu vulkaanis-sedimenttiselle Perä-Pohjan liuskealueelle ja stratigrafisesti sen alempiin osiin. Tutkimusalueen kivilaji koostuu differentioituneesta diabaasista, jota ympäröivät Palokivalo-muodostuman kvartsiitit (Perttunen and Hanski, 23, Kuva 2).

6 2 Kuva 2. Vinsan tutkimusalueen geologinen kartta. 1.2 Tutkimuksen tausta, vastuuhenkilöt ja aikaisemmat tutkimukset Tutkimusalueen länsiosista tunnetaan ennestään kupari-kulta-mineralisaatio, jota Outokumpu Oy on tutkinut 196- ja 197-luvuilla. Esiintymä koostuu diabaasissa esiintyvästä kvartsijuonesta ja sen ympärille kehittyneestä muuttumisvyöhykkeestä. Mineralisaatio on,2, m leveä ja >2 m pitkä ja kaatuu 6 itään (Isokangas, 1968, 1974). Geologian tutkimuskeskus tutki Vinsan aluetta vuosina GTK:n toimesta alueella tehtiin moreeni-ja rapakallionäytteenottoa, geofysikaalisia maanpintamittauksia ja kairausta (Koivisto, 1984, Äyräs, 198, 1987a, 1987b). GTK:n 198-luvulla suorittaman moreeninäytteenoton tulosten mukaan Vinsan tunnetun malmijuonen ympäristössä esiintyy kupari-koboltti- ja kulta-anomalioita (Kuva 3). Tunnetun juonen kaakkoispään läheisyydessä oleva Cu-Co-anomalia ja tästä noin 3 m itään oleva Cu-anomalia on tulkittu tunnetusta malmijuonesta johtuvaksi. Tähän anomaliaan liittyy myös Au-anomalia. Tunnetun malmijuonen pohjoispuolella ja eteläpuolella esiintyy moreenissa Cu-Co-

7 3 anomaliavyöhyke. Näiden metallianomalioiden aiheuttajia ei ole aikaisemmin tarkemmin tutkittu johtuen siitä, että niihin ei liity merkittäviä kultapitoisuuksia. Vinsan alueen merkittävin maaperässä esiintyvä kulta-anomalia sijoittuu noin kilometrin päähän tunnetun malmijuonen kaakkoispuolelle ja on pituudeltaan noin kilometrin. Koiviston (1984) tutkimusten mukaan tähän kulta-anomaliaan liittyy kullan nousun ohella kuparipitoisuuden ja magneettisen suskeptiivisuuden nousua. Tämän laajan kulta-anomalian aiheuttaja ei voi olla Vinsan tunnettu malmijuoni. Vuonna 23 Geologian tutkimuskeskuksen rautaoksidi-kupari-kulta-hanke päätti suorittaa kulta-kupari-tutkimuksia Vinsan alueella. Tutkimusten lähtökohtana oli selvittää Vinsan tunnetun juonen eteläpuolelle sijoittuvien kuparianomalioiden aiheuttaja. Lisäksi katsottiin tarpeelliseksi suorittaa lisätutkimuksia Vinsan eteläreunan laajan kulta-anomalian aiheuttajan selvittämiseksi. Vinsan tutkimukset on suunnitellut ja toteuttanut geologi Helena Hulkki. Geofysiikan mittausten suunnittelusta ja tulkinnasta on vastannut geofyysikko Pertti Turunen. Antti Pakonen on toiminut tutkimusavustajana tutkimusten aikana ja kausiapulainen Markku Kyläkoski on osallistunut maastotöihin kesällä 23.

8 4 Kuva 3. Cu- ja Au-pitoisuudet moreenin hienoaineksessa Vinsan alueella, (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/8). 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1 Geologinen kartoitus ja lohkare-etsintä Vinsan geologisen kartoituksen pääpaino oli alueen hyvin paljastuneella länsireunalla. Joitakin paljastuma- ja lohkarehavaintoja saatiin myös Vinsan etelä- ja pohjoisreunalta. Havaintoja kirjattiin yhteensä 3 (Kuva 4). Samassa yhteydessä kartoitettiin Vinsan albiittidiabaasin kahden toisistaan merkittävästi poikkeavan litologisen yksikön alueellinen esiintyminen tutkimusalueen länsireunalla.

9 Geologisen kartoituksen yhteydessä kerätyistä näytteistä analysoitiin 23 kpl, jotka oli otettu 21 havaintopisteestä. Näytteistä analysoitiin 29 tai 32 alkuainetta osittaisuutoksesta. Jalometallimäärityksessä (Au, Pd, Pt) käytettiin Fire Assay-rikastusmenetelmää ja g:n alinäytettä. Alkuainemääritykset on tehty ICP-AES-tekniikalla. Kuva 4. Tutkimuskohteen paljastuma- ja lohkarehavainnot ja syväkairareiät. Kuvaan on merkitty myös vuoden 2 ja 22 havainnot (yhteensä 14 kpl), (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/8). 2.2 Kairaus Vinsan tutkimusalueelle kairattiin 1 reikää eli yhteensä 1472,6 m (Taulukko 1). Viisi reikää kairattiin tutkimusalueen länsireunalle ja viisi reikää alueen eteläreunalle (Kuva 4). Kairasydänten kiinnostavimmat osat analysoitiin metrin pätkinä. Kairasydännäytteistä analysoitiin 28 tai 31

10 6 alkuainetta osittaisuutoksesta. Jalometallimäärityksessä (Au, Pd, Pt) käytettiin Fire Assayrikastusmenetelmää ja g:n alinäytettä. Lisäksi joistakin valituista osista analysoitiin wolframi natriumperoksidi-sulatteesta. Alkuainemääritykset on tehty ICP-AES-tekniikalla. Kairasydämistä teetätettiin yhteensä 27 ohuthiettä tai kiillotettua ohuthiettä. Taulukko 1. Kairareikäluettelo Reikätunnus Kkj x Kkj y Yht x Yht y z Suunta kaltevuus Pituus, m Analyysi no 2633/3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , /3/R , Geofysikaaliset tutkimukset Vinsanmaassa tehtiin magneettisia ja VLF-R-maastomittauksia noin 1.4 km 2 alueella. Jokaisesta kymmenestä kairareiästä tehtiin geofysikaalisia reikäluotauksia. Lisäksi kairareiästä R74 tehtiin videokuvaus 1. m matkalla. Maastomittausten paikanmääritys tehtiin differentiaali-gps:llä. Alueen läpi E-W- ja SE-NWsuunnassa pystytettiin paalujonot, joihin sidottiin kohtisuoraan suunnistetut mittausprofiilit. Mittausprofiilit menivät alueen itäosassa ja keskellä N-S-suunnassa sekä länsiosassa ja keskellä NE- SW-suunnassa. Keskialueella profiilit menevät ristikkäin. Mittauslinjojen välimatka oli 1 m ja pisteväli 1 m. Koillis-lounassuuntaisen alueen sisälle tehtiin vielä magneettinen 3*44 m laajuinen tihennysmittaus, jossa mittauslinjojen suunta oli itä-läntinen. Tällä alueella profiiliväli oli 2 m ja pisteväli m. Tihennystä lukuun ottamatta magnetometraus ja VLF-R-mittaus tehtiin samoissa pisteissä. Mittausta hankaloittivat jonkin verran alueen kaakkoisnurkan avorimmet. Taulukossa 2 on ilmoitettu maastomittauksien pisteiden ja profiilien lukumäärät sekä metrit. Taulukko 2. Vinsan geofysikaaliset maastomittaukset Menetelmä Pisteitä Profiileja Metrejä Magnetometraus VLF-R Magnetometraus tehtiin protonimagnetometrilla GSM-8. Maa-asema sijaitsi mittausalueen laidassa kahdessa paikassa, joissa taustakentän voimakkuus oli n. 3 nt. Mittaukset tehtiin touko-kesäkuussa 23 kymmenen päivän aikana. VLF-R-mittauksessa laitteena oli Geonics EM- 16R. Kuunneltavana asemana oli DHO38 taajuudella 23.4 khz. Aseman suunta mittausalueella on n. 28 ja etäisyys n. 17 km. Suunta ei ole kivilajien kulun suunnassa vaan pikemminkin sitä vastaan kohtisuorassa, jolloin saadaan H-polarisaatiolle tyypillisesti teräväpiirteisiä anomali-

11 7 oita. Mittausalueen läpi menee teiden lisäksi sähkö- ja puhelinlinjoja, jotka aiheuttavat häiriöitä VLF-R-mittaukseen. Nämä näkyvät kartoissa näennäisinä matalan ominaisvastuksen ja vaihekulman vyöhykkeinä kuten ilmenee liitteen 1 karttakuvista. Kairarei istä luodattiin tiheys gamma-gammamenetelmällä, suskeptiivisuus, näennäinen ominaisvastus Wenner-anturilla, varautuvuus samalla anturilla sekä luonnon gammasäteilyn intensiteetti Astrockin Specco-gammaspektrometrilla. Reiästä R74 tehtiin gammaspektrometraus 11.7 m matkalla ja reikävideokuvaus 1. m matkalla. Luotauksia tehtiin kustakin kairareiästä maanpinnasta taulukon 3 ilmoittamaan metrimäärään asti. Yksittäiset mittaushavainnot on ilmoitettu täysien syvyysdesimetrien kohdalle. Luotaukset teki Astrock Oy loppuvuonna 23. Taulukko 3. Vinsan kairareikien geofysikaaliset reikäluotaukset Reikä Tiheys Suskeptiivisuus Ominaisvastus Varautuvuus Gammasäteily R R R R R R R R R R Σ TUTKIMUSTULOKSET 3.1 Geologisen kartoituksen ja kairauksen tulokset Alueen kivilajit Tutkimuskohteen kivilajien kuvaukset perustuvat kairasydänhavaintoihin, kairasydämistä tehtyihin hieisiin sekä maastohavaintoihin, joita on kuvattu Kyläkosken (23) raportissa. Vinsan tutkimusalueen pääasiallinen kivilaji on nk. albiittidiabaasi, joka voidaan jakaa kahteen toisistaan poikkeavaan litologiseen yksikköön eli albitiittiin ja diabaasimaiseen gabroon. Maastossa nämä kivilajit erottaa toisistaan värisävyn ja suskeptiivisuuden perusteella. Kartoituksen perusteella pystyttiin piirtämään albitiitin ja diabaasimaisen gabron tyyppirajat (Kuva ). Tutkimusalueelta löytyy vähäisessä määrin myös emäksisiä vulkaniitteja, maasälpä- tai amfibolipitoisia kvartsikiviä, albiittikiviä, kvartsiitteja sekä kiisu-kvartsijuonia.

12 8 Kuva. Tutkimusalueen länsireunan geologisen kartoituksen tuloksia esitettynä magneettisella kartalla. Kuvassa näkyy tutkimuskohteen länsireunan albitiittien ja diabaasi/gabrojen, kiisurikkaitten paljastumien ja kvartsijuonten alueellinen esiintyminen. Huom. kvartsijuonten pituuksia on liioiteltu esityksen helpottamiseksi, (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/8). Albiittidiabaasi Vinsan albiittidiabaasin vaaleita felsisiä kiviä on kutsuttu albitiiteiksi, joista on runsaasti havaintoja alueen länsiosista. Tutkimusalueen eteläreunan kairauksissa raportoidut vaaleat felsisen oloi-

13 9 set kivilajit ovat enemmänkin karbonaattiutuneita albiittidiabaasin mafisia osia kuin varsinaisia albitiitteja. Tutkimusalueen länsiosan albitiittipaljastumissa esiintyy paikoin runsaasti kiisukvartsijuonia. Albitiitit ovat rapautumispinnaltaan valkoisia tai harmahtavia ja kiisu-kvartsijuonten yhteydessä usein ruosteisia. Albitiitit ovat keskirakeisia kiviä ja koostuvat pääosin liistakkeisesta plagioklaasista ja välitiloissa esiintyvästä amfibolista, magnetiitista ja paikoin myös biotiitista. Biotiittia on kivissä toisinaan huomattavasti, jolloin kivet ovat väriltään tummia. Albitiittien korkeasta magnetiittipitoisuudesta johtuen kivien suskeptiivisuus on korkea. Tosin alueella esiintyy myös magnetiittivapaita ja alhaisen suskeptiivisuuden omaavia albitiitteja. Albitiiteissa on yleisesti myös kvartsia ja aksessorisina mineraaleina tavataan karbonaattia, kloriittia, apatiittia, zirkonia ja kiisuja. Kvartsijuonten yhteydessä albitiiteissa on runsaasti kuparikiisua ja paikoin epidoottia sekä scheeliittiä. Albiittidiabaasin tummempia mafisia kiviä on kutsuttu diabaasiksi tai gabroksi. Nämä kivet ovat tekstuuriltaan ofiittisia ja raekoko vaihtelee hienorakeisesta keskirakeiseen. Paikoin kivet ovat erittäin karkearakeisia ja ulkoasu on tällöin hyvin gabromainen. Liitteiden 2-7 kivilajiprofiileissa hieno-keskirakeiset ja karkearakeiset diabaasit on eroteltu omiksi yksiköiksi. Diabaasin värisävy vaihtelee vihreästä tummanharmaaseen, toisinaan kivet ovat väriltään vaaleahkoja. Kiven värisävyä tummentaa niissä paikoin runsaana esiintyvä biotiitti ja vaalentaa karbonaatti. Mineralogiselta koostumukseltaan diabaasit ovat plagioklaasi-amfibolikiviä, joissa on myös kvartsia, karbonaattia, magnetiittia, kiisuja, apatiittia, epidoottia, titaniittia sekä paikoin runsaasti biotiittia. Magnetiittia esiintyy kivissä yleisesti pirotteena, pirotesuonina ja kvartsi- tai kalsiittijuonissa. Magnetiitin määrä on kuitenkin pienempi kuin alueen albitiiteissa. Biotiittia on diabaasissa pirotteena, ohuena risteilevänä suonistona tai terävärajaisina saumoina. Terävärajaisiin biotiittirikkaisiin plagioklaasi-biotiittisaumoihin liittyy kvartsi- ja/tai kalsiittivaltaisia juonia ja kiisuja. Näissä juonissa esiintyy kvartsin ja kalsiitin ohella myös biotiittia, kiisuja (rikki-, magneetti- ja kuparikiisua), amfibolia ja satunnaisesti kloriittia, magnetiittia, plagioklaasia ja epidoottia. Kalsiittivaltaiset juonet ovat usein leveydeltään vain muutaman millimetrin, kun taas kvartsivaltaiset juonet ovat leveydeltään useita senttimetrejä. Albiittidiabaasin pääasiallinen muuttuminen on biotiittiutumista. Biotiittiutumiseen liittyy myös karbonaattiutumista (kalsiitti) ja paikoin kiisuuntumista. Karbonaattiutuminen on kuitenkin intensiteetiltään heikkoa ja vain paikoin kohtalaista. Biotiittiutumiseen liittyvä kiisuuntuminen näyttäisi olevan lähinnä pyriittiytymistä. Näihin muuttumisilmiöihin liittyy kvartsi- ja/tai kalsiittivaltaisia juonia, joiden ympäristössä muuttumisilmiöt näkyvät voimakkaimmillaan. Juonten välittömään ympäristöön liittyy myös vähäistä sivukiven kvartsiutumista, kloriittiutumista, sekä paikoin plagioklaasin muodostusta. Albitiittien kvartsijuonet Geologisen kartoituksen yhteydessä löydettiin alueen paljastumista runsaasti kiisu-kvartsijuonia, joissa on paikoin myös turmaliinia ja harvemmin karbonaattia ja albiittia. Juonten esiintyminen näyttää liittyvän lähes yksinomaan alueen albitiitteihin. Poikkeuksen muodostaa Vinsan tunnettu malmijuoni, joka sijoittuu alueen mafiseen kivilajiyksikköön. Albitiiteissa esiintyvien kvartsijuonten leveys vaihtelee välillä <-1 cm. Juonten ympäristön albitiitti sisältää paikoin runsaasti kuparikiisua ja paljastumissa juonirikkaat albitiitit näkyvät ruosteisina kivinä (Kuva 6). Kvartsijuonia ja niihin liittyviä kiisupitoisia albitiitteja on tavattu Vinsan tunnetun malmijuonen itäpuolelta ja eteläpuolelta, mutta malmijuonen pohjoispuolelta ei kartoituksen yhteydessä löydetty kuparikiisupitoisia albitiitteja tai kvartsijuonia (Kuva ). Kvartsijuonet ovat lähes pystyasentoisia ja niitä esiintyy pääasiassa kulultaan kolmessa eri suunnassa; pohjoisluode-eteläkaakko, pohjois-

14 1 etelä ja itä-länsi (Kuva 7). Albitiittipaljastumien ruosteisia juonirikkaita osia on paikoin selvästi pienimittakaavaisesti koelouhittu, mutta koelouhijasta tai mahdollisista analyysituloksista ei ole tietoa. Kuva 6. Kiisu-kvartsijuonten kuparikiisu- ja magnetiittirikasta rapautunutta ja muuttunutta albitiittista sivukiveä. Kuva H. Hulkki. N Kuva 7. Tutkimusalueen kvartsijuonia. Kuvassa näkyy kolme vallitsevaa juonisuuntaa. Kuva M. Kyläkoski. Muut kivilajit Vinsan luoteislaidan paljastumista tavataan Palokivalon muodostuman kvartsiittien ja albiittidiabaasin väliseltä alueelta maasälpä- ja/tai amfibolipitoisia kvartsikiviä ja albiittikiviä, joiden on

15 11 tulkittu edustavat muuttuneita kvartsiitteja. Vinsan eteläreunan kairauksissa lävistettiin diabaasin ja kvartsiitin kontakti kahdella eri reiällä. Täällä ei kontaktivyöhykkeeseen liittynyt juurikaan muuttumisilmiöitä. Vinsan luoteisosissa esiintyy albiitti- ja kvartsikivien yhteydessä hienorakeinen, vaaleanvihreä ja paikoin epidoottiutunut emäksinen vulkaniitti. Emäksisen vulkaniitin rapautumispinnalla näkyy syvälle rapautuneiden saumojen erottamia fragmentteja (Kuva 8). Hienorakeisia emäksisiä yksiköitä on geologisen kartoituksen ja kairauksen yhteydessä tavattu myös albiittidiadaasin sisältä. Kuva 8. Vinsan lounaisreunan fragmentaalista emäksistä vulkaniittia. Oikeanpuoleinen kuva on suurennus yksittäisestä fragmentista. Kuvat M. Kyläkoski Analyysitulokset Palanäytteitä otettiin kiisuuntuneista albiittidiabaasin osista ja kiisu-kvartsijuonista. Korkeimmat Cu-Au-pitoisuudet liittyvät kuparikiisupitoisiin kvartsijuoniin tai juonten voimakkaasti kiisuuntuneisiin ja magnetiittirikkaisiin kontaktivyöhykkeisiin. Juonissa tai kontaktivyöhykkeissä on parhaimmillaan. 1. Au ja. 1.7 Cu (Taulukko 4).

16 12 Taulukko 4. Palanäytteiden Fe-, S-, Cu-, Au-pitoisuudet Näytetunnus Fe S Cu Au ppb Kkj x Kkj y Yht x Yht y 28-MK (* AAP1-23-L AAP1-23-L AAP AAP AAP AAP AAP AAP AAP1-23-L MIKY MIKY-23-22L MIKY-23-26L MIKY R MIKY R < MIKY R MIKY R MIKY-23-4.R MIKY.23-.R MIKY-23-1.R MIKY-23-1.R MIKY MIKY ( * kulta analysoitu kuningasvesiliuotuksella Vinsan kairauksissa ei havaittu selviä Cu-Au-vyöhykkeitä, vaan anomaalisen korkeahkot kuparija/tai kultapitoisuudet ovat yksittäisiä (Liitteet 2-7). Kairauksen perusteella taustastaan kohonneet kupari-kultapitoisuudet liittyvät albiittidiabaasin kiisu-kvartsijuonisiin osiin. Anomaaliset kultapitoisuudet liittyvät usein, ei kuitenkaan aina anomaalisiin kuparipitoisuuksiin (Liitteet 2-7). Kairasydänten muuttuneimmat osat näkyvät taustastaan kohonneilla Mg-K-Ba±Ca±S -pitoisuuksina (Kuva 9-1). Tällainen geokemiallinen assosiaatio ilmentänee alueella havaittua kiisukalsiitti-biotiitti-muuttumista. Usein anomaaliset kupari-kultapitoisuudet ovat Mg-K-Ba±Ca±Sanomaalisessa vyöhykkeessä, mikä viittaa siihen, että kupari-kultapitoiset kvartsijuonet ja kiisukalsiitti-biotiitti-muuttuminen liittyvät toisiinsa. Alueen länsiosien paras kultapitoisuus on reiässä R7, jossa kahden metrin matkalla on keskimäärin 289 ppb kultaa. Tähän anomaliaan ei liity kuparia. Korkein kuparipitoisuus on reiässä R67, jossa on metrin matkalla 1,76 Cu ja lisäksi 144 ppb Au. Tutkimusalueen eteläreunassa korkeimmat kupari-ja kultapitoisuudet ovat reiässä R72, jossa on metrin matkalla.33 Cu ja 774 ppb Au. Merkittävää on, että maastohavaintojen mukaan kiisu-kvartsijuonia tai -breksiavyöhykkeitä esiintyy alueen felsisessä albitiitissa, joita Vinsan länsiosien kairauksissa lävistettiin kuitenkin hyvin vähän.

17 Kuva 9. Kairareikä R7 Fe-, S-, V-, P-, Mg-, K-, Ba-, Ca- ja Au-pitoisuudet. Pitoisuudet on ilmoitettu :nä. 13

18 Kuva 1. Kairareikä R72 Fe-, S-, V-, P-, Mg-, K-, Ba-, Ca- ja Au-pitoisuudet. Pitoisuudet on ilmoitettu :nä. 14

19 1 3.2 Geofysikaalisten tutkimusten tulokset ja niiden tulkinta Geofysikaalisten maanpintamittausten tulosten tarkastelua Liitteessä 1 esitettyä magneettista karttaa hallitsee voimakas diabaasin synnyttämä maksimianomaliakaari. Tihennysmittauksen alueella koillis-lounassuuntaisen osan keskellä magneettikenttä hajoaa pienipiirteiseksi anomaliaryppääksi. Tihennysmittausalue on rajattu suorakaiteella magneettiseen karttaan. Yksittäiset anomalia-arvolukemat ylittävät 2 nt. Anomalioiden pienialaisuuden perusteella kyse on lähellä pintaa olevista pultereista. Muualla diabaasianomalia on rauhallisempi, mutta sama mittauspistetiheys olisi mahdollisesti synnyttänyt sinnekin vastaavanlaista rakennetta. Tie ja sähkölinja eivät häiritse magneettista mittausta. Kuvassa 11 esitetään magneettinen mallitulkinta y-koordinaatilta Lentolinja 742 menee muutaman metrin etäisyydellä nimellislinjalta 2484 ja ylittää diabaasivyöhykkeen kohtisuorasti. Kairanreikä R7 sijaitsee viisi metriä länteen linjalta paikassa y = 2484, x = Reikä on kairattu suuntaan 24º eli 6º kulmaan linjan suuntaan nähden. GRAVMAGohjelmalla tehdyn tulkinnan mukaan diabaasin kaade on lähes pystysuora. Syvyyttä magneettiselle muodostumalle tulkinnasta on saatu yli 3 m ja leveyttä runsaat 2 m. Suskeptiivisuus on tulkinnan mukaan.6 SI, joka on sama kuin liitteessä 16 diabaasilävistyksen kohdalla luodattu arvo. 2 1 ΔT (nt) 1 - S N x (m) Z (m) 2.61 (SI) 3 Kuva 11. Magneettinen lentomittauksen tulkinta linjalta y=2484.

20 16 Maanpintamagnetometrauksen mukaan diabaasin anomalia on kaksihuippuinen koko anomalian pituudelta. Tiheällä piste- ja profiiliverkolla mitattuna detaljien määrä ilmeisesti kasvaisi runsaasti. Detaljisen mittauksen tulkinta olisi ilmeisesti huomattavasti esitettyä yksityiskohtaisempi, mutta lentomittauksen tulkinta antaa paremman käsityksen suurista rakenteista. Kuvassa 12 esitetään maanpintamagneettinen ja VLF-R-mittaus samalta profiililta. Verrattuna kuvan 11 lentomittaukseen nähdään magneettisen anomalian olevan kaksihuippuinen. Magneettisen anomalian alapuolelle on merkitty reiän R7 projektio mittausprofiilin määrittämässä tasossa. Magnetic field (nt) Depth (m) R7 Apparent resistivity (Ωm) Z Phase angle ( o ) Z x Kuva 12. Magneettinen ja VLF-R-mittaus profiililta y=2484 Reiän R7 ominaisvastuskäyrästä näkyy, ettei reiästä ole luotauksessa tavoitettu merkittäviä johteita (Liite 16). Käyrän alkupäässä olevat johteet ovat metallisen suojaputken synnyttämiä. Maastomittauksen näennäisessä ominaisvastuksessa on diabaasin kohdalla minimi, joka saattaa olla kiisujen aiheuttama. Pienikin kiisupitoisuus kivessä laskee sen ominaisvastusta monesti havaittavasti kun taas sen vaikutus vaihekulmaan on vähemmän yksioikoinen. VLF-R-mittauksen katkaisee linjan poikki menevä sähkölinja. Kokonaisuutena VLF-R-kartoissa diabaasi näkyy heikosti (Liite 1). Ne alueet, joissa molemmissa komponenteissa on johteeseen viittaavat anomaliat, ovat malminetsinnän kannalta mielenkiintoisia. Tällaisena selkeänä johteena erottuu aikaisemminkin tunnettu Vinsanmaan kiisupitoinen malmijuoni koordinaatin y = 2476, x = tienoilla, missä vaihekulma on korkeimmillaan ~7º ja näennäinen ominaisvastus ~1 Ωm (Kuva 13). Vastaavansuuruisia ominaisvastusanomalioita mittausalueella on runsaasti, mutta mikäli niihin ei liity kohonneita vaihekulmaarvoja, niiden aiheuttajana on maaperässä oleva kosteus. Kosteaa maata on erikoisesti alueen itälaidassa, missä lisäksi sähkölinja laskee sekä näennäisen ominaisvastuksen että vaihekulman tasoa. Vinsan tunnettu malmijuoni ei erotu magneettisessa kartassa. Teräväpiirteiset magneettiset anomaliat ovat diabaasien aiheuttamia.

21 17 Magnetic field (nt) M Apparent resistivity (Ωm) M Phase angle ( o ) M y Kuva 13.. Magneettinen ja VLF-R-mittaus Vinsanmaan tunnetun malmijuonen yli. Malmijuonen paikka on merkitty M-kirjaimella Reikäluotaustulosten tarkastelua Rei istä luodatut petrofysikaalisten parametrien tiheyden, suskeptiivisuuden, näennäisen ominaisvastuksen, varautuvuuden sekä gammasäteilyn säteilytysnopeuden tulokset esitetään liitteissä 8-17 käyrinä syvyyden funktiona. Kunkin parametrin skaalat eri kuvissa ovat samat vertailun helpottamiseksi. Suskeptiivisuus, näennäinen ominaisvastus ja varautuvuus esitetään logaritmisessa skaalassa, tiheys ja gammasäteilyn säteilytysnopeus lineaarisessa. Kunkin sivun ylälaidassa on kemiallisista analyyseistä saatu kultapitoisuus. Tämän parametrin skaalat vaihtelevat eri kuvissa. Sivun alareunassa on kaksi palkkia, joista ylempään on merkitty kivilajit rajoineen. Suurin osa kivistä on diabaaseja, ja niiden muuttuminen ja raekoko on merkattu alempaan palkkiin. A tarkoittaa hieno- ja keskirakeista ja B karkearakeista diabaasia. Kirjaimen sininen väri tarkoittaa muuttumatonta ja punainen muuttunutta (biotiittiutunutta) kiveä. Muuttuminen ja raekoon vaihtelu oletettavasti vaikuttavat ainakin joidenkin petrofysikaalisten ominaisuuksien arvoihin. Muutamassa kuvassa oleva C-kirjain tarkoittaa albitiittia. Kivilajien petrofysikaaliset parametrit Taulukossa ilmoitetaan neljän kivilajin viiden petrofysikaalisen parametrin mediaanit ja taulukossa 6 erilaisten diabaasien vastaavat arvot. Mediaanit esitetään keskiarvojen sijasta sen takia, että suskeptiivisuuden, näennäisen ominaisvastuksen ja varautuvuuden vaihteluvälit ovat monen dekadin suuruisia. Muutama yksittäinen suuri lukema korostaa jakauman yläpäätä niin että keskiarvo ei kuvasta keskimääräistä arvoa yhtä hyvin kuin mediaani. Tiheyden ja gammasäteilyn kohdalla mediaani ja keskiarvo poikkeavat toisistaan vain vähän.

22 18 Taulukko. Kivien petrofysikaalisten parametrien mediaaniarvot. Kivilaji N ρ κ (-) (kg/m 3 ) (SI) ρ a m γ (Ωm) () (μr/h) Diabaasi Albitiitti Kvartsiitti Emäksinen vulkaniitti Taulukko 6. Diabaasien petrofysikaalisten parametrien mediaaniarvot. Kivilaji N ρ κ (-) (kg/m 3 ) (SI) ρ a m γ (Ωm) () (μr/h) Diabaasi Hieno-keskirakeinen Karkearakeinen Muuttumaton Muuttunut Muuttumaton hieno-keskirakeinen Muuttumaton karkearakeinen Muuttunut hieno-keskirakeinen Muuttunut karkearakeinen N ρ κ ρ a lukumäärä tiheys suskeptiivisuus näennäinen ominaisvastus m varautuvuus γ säteilytysnopeus Liitteessä 18 esitetään petrofysikaalisten parametrien jakaumahistogrammit, aluksi diabaasit ja pohjalla muut kivilajit. Tiheydessä ja suskeptiivisuudessa pieni kvartsiittiryhmä erottuu omaksi kokonaisuudekseen. Matalahko ominaisvastus on merkkinä kvartsiitin sisältämistä kiisuista. Useimpien kivien suskeptiivisuushistogrammeissa on piikki SI-yksiköiden 1-3 ja 1-2 SI välillä. Tämä on paramagneettisen suskeptiivisuuden piikki vaikka se onkin puolen dekadin verran liian korkealla. Suskeptiivisuusanturin mittausalueen alaraja on ollut tällä paikalla, ja kaikki sitä pienemmät arvot ryhmittyvät rajan läheisyyteen.

23 19 Diabaasin muuttumisen vaikutus petrofysikaalisiin ominaisuuksiin Kuvassa 14 esitetään diabaasin muuttumisen vaikutus mitattuihin petrofysikaalisiin ominaisuuksiin. Suskeptiivisuuden ylempi ferromagneettinen piikki katoaa kokonaan ja kasvattaa dekadia alempana olevaa piikkiä samalla kun pienten arvojen piikki vaimenee. Näennäinen ominaisvastus siirtyy resistiivisempään suuntaan samalla kun varautuvuus laskee prosenttiyksikön verran. Frequency Not altered Altered Density.6 Frequency Frequency Frequency Susceptibility Apparent resistivity Chargeability Frequency Gamma radiation Kuva 14. Muuttumisen vaikutus diabaasien petrofysikaalisiin parametreihin. Muuttuminen laskee tiheyttä keskimäärin 83 kg/m 3 samalla kun gammasäteily lisääntyy 2,7 μr/h. Tiheysmittaukseen käytetään anturissa mukana olevan gammalähteen emittoiman säteilyn

24 2 intensiteetin vaimentumista kiven tiheyden funktiona. Luonnongammasäteilymittauksessa rekisteröidään kivessä olevien radionuklidien tuottamaa gammasäteitä. Gamma-gammaluotauksessa mukaan tulevat molemmista lähteistä peräisin olevat gammapulssit, ja tiheysluotauksessa mitataan sen takia liian paljon gammasäteitä, mikä laskee luotauksen antamaa tiheyttä. Toisaalta luonnongammasäteily voidaan vähentää tiheysluotauksessa vastaanotetuista gammapulsseista. Täten tiheysluotauksen antamat tulokset ilmeisesti ovat oikeita vaikka pieni virhekomponentti laskevan tiheyden suuntaan on olemassa. Gammasäteilyn intensiteetin lisääntymisen suhteen on vielä huomattava, että kun kiven tiheys laskee, sen vaimentava vaikutus gammasäteilyyn pienenee ja säteilyn intensiteetti nousee. Näin tapahtuu siinäkin tapauksessa että kiven radionuklidipitoisuus säilyy vakiona. Säteilyn määrän lisääntyminen on siten todellista vaikka säteilevien nuklidien pitoisuus ei kasvakaan. Diabaasin raekoon vaikutus petrofysikaalisiin parametreihin Kuvassa 1 on esitetty raekoon vaikutus petrofysikaalisiin parametreihin. Raekoon vaikutus tiheyteen on 14 kg/m 3. Suskeptiivisuuden ferromagneettinen piikki hieno-keskirakeisilla diabaaseilla on suurempi kuin keskirakeisilla ja paramagneettinen piikki toisinpäin. Erot ovat suurimmillaan sähköisissä ominaisuuksissa. Hieno-keskirakeisen diabaasin näennäinen ominaisvastus on korkeampi kuin karkearakeisen; vastaavasti varautuvuuden arvot hieno-keskirakeisilla kivillä ovat lähes kertaluokan verran karkearakeisia alempana. Näillä sähköisillä ominaisuuksilla on ilmeisesti yhteinen syy. Kun raekoko kasvaa, rakeiden yhteenlaskettu pinta-ala pienenee, jolloin pinnoilla tapahtuva varautuvuus pienenee. Karkearakeisen diabaasin gammasäteily on hiukan voimakkaampaa kuin hieno-keskirakeisen.

25 21 Frequency Fine-medium-grained Coarse-grained Density Frequency Frequency Frequency Susceptibility Apparent resistivity Chargeability Frequency Gamma radiation Kuva 1. Raekoon vaikutus diabaasien petrofysikaalisiin parametreihin. Raekoon ja muuttumisen yhteisvaikutus diabaasien petrofysikaalisiin parametreihin Raekoolla ja muuttumisella on edellä esitetyn perusteella vaikutuksia petrofysikaalisten parametrien arvoihin kokonaisuutena monimutkaisella tavalla. Kuvan 16 histogrammeissa esitetään erikseen hieno-keskirakeisen ja karkearakeisen diabaasin petrofysiikka muuttumattomille ja muuttuneille kiville. Histogrammit muistuttavat toisiaan paljon. Muuttumisella ja raekokoerolla (tarkasteltaessa siirtymistä hieno-keskirakeisesta karkearakeiseen) on yhdensuuntainen vaikutus petrofysiikkaan, mutta eri parametrien kohdalla kahden tekijän merkitys vaihtelee. Muuttuminen laskee tiheyttä suunnilleen saman verran kuin siirtyminen hieno-keskirakeisesta diabaasista karkearakeiseen. Siirtyminen hieno-keskirakeisista karkearakeisiin laskee suskeptiivisuutta kolme

26 22 kertaa enemmän kuin kiven muuttuminen. Muuttuminen nostaa näennäistä ominaisvastusta puolet siitä mitä nousu on siirryttäessä hieno-keskirakeisista karkearakeisiin. Varautuvuus alenee vähän kiven muuttuessa niin että raekoon eron vaikutus on kolminkertainen muuttumisen vaikutukseen nähden. Muuttumisen vaikutus säteilyn nousuun on nelinkertainen raekoon vaikutukseen verrattuna. Histogrammien pehmeydessä on eroja mm. siitä syystä, että havaintoja hieno- keskirakeisista kivistä on yli viisi kertaa enemmän kuin karkearakeisista. Frequency Frequency Frequency Frequency Frequency Fine-medium-grained Not altered.8 Altered Density Susceptibility Apparent resistivity Chargeability Gamma radiation Frequency Frequency Frequency Frequency Frequency Not altered Altered Density Coarse-grained Susceptibility Apparent resistivity Chargeability Gamma radiation Kuva 16. Raekoon ja muuttumisen vaikutus diabaasien petrofysikaalisiin parametreihin. Vasemmalla hieno- keskirakeiset ja oikealla karkearakeiset diabaasit. Petrofysiikan ja alkuainepitoisuuksien välisistä korrelaatioista Seuraavaksi tarkastellaan analysoitujen alkuaineiden ja luodattujen petrofysikaalisten ominaisuuksien välisiä korrelaatioita. Tarkasteltavia alkuaineita on 21 (Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, S, Sc, Sr, Ti, V, Y, Zn) minkä lisäksi analyysejä on tehty alkuaineista Ag, As, B, Be, Cd, La, Li, Mo, Pb ja Th sekä jalometalleista Au, Pd ja Pt. Kolmea viimeksi mainittua tarkastellaan erikseen. Pois jätettyjen alkuaineiden pitoisuudet ovat pieniä, monilla alle määritysrajan, tai osasta reikiä jotkin analyysitulokset puuttuvat. Tarkastelussa on huomattava, että alkuaineiden analysoinnissa on käytetty osittaisuutosta eivätkä ilmoitetut pitoisuudet useinkaan edusta kiven alkuaineiden totaalipitoisuuksia. Korrelaatiokuviot esitetään liitteissä 19-23, joissa viisi mitattua petrofysiikan parametria esitetään kutakin alkuainepitoisuutta vasten.

27 23 Taulukossa 7esitetään Microsoftin Excel-taulukkolaskenteohjelmalla lasketut korrelaatiokertoimet petrofysikaalisten parametrien ja 21 alkuainepitoisuuden välillä. Korrelaatiokertoimet on selkeyden vuoksi kerrottu luvulla 1. Arvon. ylittävät luvut on merkitty punaisella ja arvon -. alittavat sinisellä värillä. Taulukko 7. Korrelaatiokerrointaulukko ρ κ ρ a m γ Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K ρ 1 κ ρ a m ρ Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni P S Sc Si Sr Ti V Y Zn Mg Mn Na Ni P S Sc Si Sr Ti V Y Zn Mg 1 Mn Na Ni P S Sc Si Sr Ti V Y Zn

28 24 ρ tiheys/density κ suskeptiivisuus/susceptibility ρ a näennäinen ominaisvastus/apparent resistivity m varautuvuus/chargeability γ säteilytysnopeus/exposure rate Seuraavassa esitetään muutamia huomioita alkuaineiden Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, S, Sc, Sr, Ti, V, Y, Zn ja petrofysiikan välisistä riippuvuuksista. Petrofysiikan havaintojen ja kemiallisten analyysien yhdistämiseksi metrinkin pituisen analyysivälin sisälle osuvista havaintoarvoista on tiheyden ja gammasäteilyn kohdalla laskettu keskiarvo edustamaan ominaisuutta analyysivälillä. Suskeptiivisuuden, näennäisen ominaisvastuksen ja varautuvuuden kohdalla on käytetty logaritmien keskiarvoja, jotka on laskutoimitusten jälkeen palautettu alkuperäisiksi suureiksi. Näin on ollut tarpeellista tehdä sen takia, että kolmen viimeksi mainitun parametrin arvot saattavat vaihdella useiden kertaluokkien verran jolloin yksikin poikkeava suuri lukema dominoi tavallista keskiarvoa. Keskiarvojen laskemisessa havaintojen lukumäärä pienenee alkuperäisestä arvosta 1329 arvoon Density Susceptibility Apparent resistivity Chargeability Gamma. Correlation coefficient Density Susceptibility Resistivity Chargeability Gamma Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni P S Sc Si Sr Ti V Y Zn Kuva 17. Petrofysiikan parametrien ja 21 alkuainepitoisuuden väliset korrelaatiokertoimet. Kuvan 17 mukaan gammasäteilyn intensiteetti korreloi positiivisesti voimakkaimmin bariumin, kaliumin ja magnesiumin kanssa. Kalium on tunnettu gammasäteilijä. Useimmista rei istä oli analysoitu myös torium, mutta sen pitoisuudet olivat lähes poikkeuksetta alle määritysrajan 1. Uraania ei ole analysoitu. Gammasäteilyn säteilytysnopeus on hyvin matalaa, keskimäärin alle 3 μr/h. Koska luotaustulokset ovat peräisin syvältä kallion sisältä, vähäinen säteily tulee kalliosta. Tällöin uraanin ja toriumin lisäksi säteilyn lähteenä voi olla vain kalium ja käytännössä säteilyn lähdemineraalina voisi olla biotiitti.

29 2 Rautapitoisuus- ja tiheysvaihtelun välillä on positiivinen korrelaatio, samoin kuin rautapitoisuusja suskeptiivisuusvaihtelun välillä. Pirotteinen magnetiitti nostaa IP-efektiä ja laskee hiukan ominaisvastusta. Kuparilla ja koboltilla sekä kromilla on pienet korrelaatiokertoimet kaikkien petrofysiikan parametrien kanssa. Odottamaton on natriumin ja tiheyden välinen korkea korrelaatiokerroin. Myös scandiumin ja tiheyden välillä näyttää olevan yhteyttä. Rikki nostaa varautuvuutta ja laskee ominaisvastusta. Monien alkuaineiden kohdalla varautuvuus ja ominaisvastus ovat symmetrisesti nollaviivan eri puolilla; samoin tiheys ja gammasäteilyn intensiteetti korreloivat negatiivisesti keskenään. Jälkimmäiseen on syynä se, että tiheyden mittaus gamma-gammamenetelmällä perustuu gammasäteilyn vaimentumiseen kivessä, ja jos kivessä on luonnon gammasäteilyä, on vaarana, että sen vaikutus siirtyy liian pieneksi tiheydeksi. Natriumin ja tiheyden välinen korrelaatio on voimakkaasti positiivinen samalla kun natriumin ja gammasäteilyn välinen korrelaatio on voimakkaasti negatiivinen. Jälkimmäinen on primaarinen mittaustulos ja sellaisena oikea, eikä natrium muutenkaan ole radioaktiivinen. Natriumin tiheys on hyvin matala, 97 kg/m 3, eli tiheysluotauksen ja natriumpitoisuuden välisen korrelaation tulisi olla negatiivinen. Tiheysluotaus perustuu gammasädelähteen synnyttämän sadevuon vaimenemiseen tiheyden mukana. Mitä enemmän säteily vaimenee, sitä korkeampi on tiheys. Jos kivessä on luonnongammasäteilyä, se poistetaan gamma-gammaluotaustuloksista ennen muunnosta tiheydeksi sillä muuten luonnongammasäteily tuottaisi liian pieniä tiheyksiä. Tässä tapauksessa natriumin määrän kasvaessa säteilyn määrä laskee. Jos tätä ei oteta huomioon kalibroinnissa, gammagammaluotauksen säteilystä vähennetään liian suuri säteilymäärä, jolloin tuloksessa virhe näkyy liian suurena tiheytenä. Toinen mahdollinen syy natriumin ja tiheyden positiiviseen korrelaatioon voi aiheutua kemiallisessa analysoinnissa käytetystä osittaisuutoksesta eli kuningasvesiuutoksesta. Vinsan alueella valtakivilajin (albiittidiabaasin) mahdollisina natriumin mineraalilähteinä ovat plagioklaasi ja amfiboli, joista vain amfiboli liukenee ja sekin vain osittain kuningasveteen. Tällöin mitä amfibolirikkaampi kivityyppi (ja samalla mitä korkeampi tiheys) sitä korkeampi on kuningasveteen liukenevan natriumin määrä eli analyysin tuottama Na-pitoisuus. Tällainen ilmiö voisi siten aiheuttaa havaitun poikkeavan positiivisen korrelaation Na:n ja tiheyden välille. Scandium ja tiheyden välinen korrelaatio voisi osin johtua samasta syystä, koska Sc ei muodosta useinkaan omia mineraaleja, vaan esiintyy muissa mineraaleissa korvaten niiden Mg- tai Fe 3 +-ioneja. Näennäisellä ominaisvastuksella ja rautapitoisuudella on negatiivinen korrelaatio. Tämä selittyy sillä, että siinä kun malmimineraalien lisääntyminen nostaa kaikkia muita parametreja (mahdollisesti gammasäteilyä lukuun ottamatta), se laskee ominaisvastusta. Useimpien metallien ja ominaisvastuksen välinen korrelaatiokerroin on odotetusti negatiivinen. Yleisesti ominaisvastus ja varautuvuus käyttäytyvät toistensa peilikuvina mikä tarkoittaa, että parametreilla on yhteinen tausta. Kullan, palladiumin ja platinan pitoisuuksien korrelaatiokertoimet petrofysiikan ja merkittävimpien alkuaineiden kanssa esitetään kuvassa 18. Korrelaatiokertoimet muiden alkuaineiden kanssa ovat hyvin pieniä; kullan kohdalla enimmäkseen positiivisia. Suurimmat lukemat kulta saa kuparin ja rikin kanssa. Palladium- ja platinapitoisuuksien välinen keskinäinen yhteys on vahva. Petrofysiikan parametrien ja kultapitoisuuden välinen korrelaatio on hyvin vähäinen. Ainoastaan gammasäteilyn intensiteetti on vähän koholla. Koska toriumin pitoisuus on alle määritysrajan, säteilyn mahdollisia aiheuttajia ovat kalium ja uraani mikä näkyy kuvasta 19 jossa kohonneet kulta-, kalium- ja uraanipitoisuudet osuvat monessa paikassa yhteen. Kultapitoisuuden ja säteilyn välinen korrelaatio voi aiheutua uraanipitoisuuden kohonneista arvoista kultaa sisältävissä kivis-

30 26 sä, biotiittiutumisen aiheuttamista kaliumin kohonneista arvoista tai näiden yhteisvaikutuksesta. Muuttuneiden kivien tiheyden laskun aiheuttama gammasäteilyn lisääntyminen lienee myös mahdollista. Correlation coefficient Au Pd Pt Density Susceptibility Resistivity Chargeability Radiation Al Ba Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni P S Sc Si Sr Ti V Y Zn Au Pd Pt Kuva 18. Petrofysiikan parametrien ja analysoitujen alkuaineiden sekä Au:n, Pd:n ja Pt:n väliset korrelaatiokertoimet Gammaspektrometraus Reiästä R74 tehtiin gammaspektrometrausluotaus. Säteilyä rekisteröitiin Astrockin Speccogammaspektrometrilla parin sentin välein. Kaikkiaan gammasäteilyn spektristä tehtiin 88 havaintoa. K:n, U:n ja Th:n ikkunoissa havaitut pulssilukemat kalibroitiin näiden alkuaineiden pitoisuuksiksi. Tulokset esitetään kuvassa 19. Kuvassa ylimpänä on näytteiden kultapitoisuus. Punaisella diagrammilla ilmoitetaan uraanipitoisuus ja vihreällä toriumpitoisuus yksikköinä. Toriumasteikolla tasolla 1 oleva suora viiva ilmaisee kemiallisen analyysin havaintorajan. Yhdenkään analyysinäytteen toriumpitoisuus ei ylittänyt tätä rajaa. Kaliumista oli käytettävissä kaksi pitoisuustulosta. Vaalean sinisellä esitetään gammaspektrometrauksen antama tulos ja tummansinisellä kemiallisen analyysin antama tulos. Kuvasta näkyy hyvin kuinka kohonneet kultapitoisuudet sijaitsevat samoilla paikoilla missä uraani- ja kaliumpitoisuuksissa on anomaliat. Korrelaatiokertoimet kullan ja kaliumin sekä kullan ja uraanin välillä ovat pieniä vaikka silmämääräiset yhteydet ovatkin selviä.

31 27 Au (ppb) Th () U () 1 4 K () of counts Depth (m) 1 1 Kuva 19. Gammaspektrometraus reiästä R74. Alimmaisena on kolmen radionuklidin osuus kokonaissäteilystä. Kuvan mukaan uraanin osuus kokonaissäteilystä on ~7, kaliumin ~2 ja toriumin ~1. Luotaustuloksen perusteella diabaasin matalan gammasäteilyn pääasiallinen aiheuttaja on uraani Reikävideo Reiästä R74 tehtiin videokuvaus 1. m matkalla. Kuvia otettiin parin millin välein niin että niiden kokonaismäärä on minkä määrän muistitilantarve on lähes 1 GB. Kuvauksesta ei silmämääräisesti saa juuri mitään irti, sillä kivi on hyvin tummaa, siinä on vähän yksityiskohtia ja vesi reiässä on sameaa. Kuvassa 2 esitetään metrin pituinen otos kuvauksesta. Vaaka-akselilla on syvyys ja pystyakselilla esitetään reiän sisäpinta avattuna reiän sivuseinämää pitkin. Täten lukema 18º tarkoittaa pystysuuntaa alaspäin. Syvyydellä 37.7 m näkyy rako. Rako muodostaa kuvaan sinimuotoisen käyrän, koska se leikkaa reikää vinosti. Jos reiän suunta ja kaltevuus tunnetaan, reikää leikkaavan raon suunta on mahdollista laskea. Puoli metriä raon alapuolella näkyy juoni. Muuallakin kuvauksessa näkyy jonkin verran juonirakenteita, joiden selityksiä voi hakea reikäraporteista.

32 28 Kuva 2. Reiästä R74 tehty videokuvaus väliltä m. 4 AIHEEN ARVIOINTI JA YHTEENVETO Syväkairauksen mukaan anomaaliset kupari-kultapitoisuudet liittyvät Vinsan albiittidiabaasin kiisu-kvartsijuonisiin osiin. Taustastaan kohonneet kupari-kultapitoisuudet näyttäisivät geokemiallisesti liittyvän Mg-K-Ba±Ca±S-anomaalisiin vyöhykkeisiin, mikä viittaa siihen, että kuparikultapitoiset kvartsijuonet ja alueella havaittu (kiisu-kalsiitti-)biotiitti-muuttuminen liittyvät toisiinsa. Maastohavaintojen mukaan Vinsan länsiosissa kiisu-kvartsijuonia tai juonibreksioita esiintyy lähes yksinomaan alueen albitiiteissa, joita kairauksessa lävistettiin hyvin vähän. Kairaussuunnaksi valittiin 24º maastokartoituksessa havaittujen kvartsijuonten ja Vinsan tunnetun malmijuonen asennon perusteella. Isokankaan (1968) raportin mukaan alueen albitiitti kaatuu hyvin loivasti länteen eli valittu kairaussuunta juonirikkaitten albitiittien lävistämiseksi on siten huono ja kairatut syväkairareiät menevät juonirikkaan albitiittiyksikön alta. Johtuen kairaussuunnasta, suoritetun syväkairauksen perusteella ei voida arvioida Vinsan länsiosien Cu-Au-potentiaalia, vaan se vaatisi systemaattista näytteenottoa albiittidiabaasiin kiisu-juonirikkaasta albitiittisesta osasta. Kairauksen tuloksena voidaan kuitenkin todeta, että Vinsan länsiosissa juonet ja juonivyöhykkeet näyttävät pääosin muodostuneen albiittidiabaasin felsiseen osaan, eivätkä ne juurikaan ulotu diabaasin mafisen osan puolelle, vaikkakin Vinsan tunnettu malmijuoni esiintyy albiittidiabaasin mafisessa osassa. Tutkimusten tulosten perusteella voidaan todeta, että Vinsan länsiosien moreeninäytteenoton Cuanomaliat aiheutuvat alueella esiintyvistä kiisu-kvartsijuonipitoisista albitiiteista ja että niihin liittyy myös anomaalisia kultapitoisuuksia. Tämän tutkimuksen perusteella Vinsan eteläosien maaperässä esiintyvälle merkittävälle noin kilometrin pituiselle Au-anomalialle ei löydetty selvää aiheuttajaa. Tosin, Vinsan eteläosien kairaamiseen olisi todennäköisesti löydettävissä parempikin kairaussuunta kuin nyt käytetty. Geofysiikan menetelmistä magnetometraus soveltuu diabaasin kartoitukseen ja paikantamiseen. Malmimineraalien määrä ei riitä aiheuttamaan tunnistettavia anomalioita geofysikaalisiin mittauksiin. Biotiittiutuminen laskee diabaasin tiheyttä ja nostaa hiukan radioaktiivisuutta. Muiden

33 29 mitattujen ominaisuuksien muutokset ovat liian pieniä käytännön malminetsintätutkimuksia varten. KIRJALLISUUSLUETTELO Isokangas, P Kaivoslain 17 edellyttämä tutkimusselostus suoritetuista töistä Rovaniemen mlk:ssa valtausalueella "Vinsanmaa 1", kaivosrekisteri n:o 199/1. Outokumpu Oy, Report. 2 p. Isokangas, P Kaivoslain 17 edellyttämä tutkimusselostus suoritetuista töistä Rovaniemen mlk:ssa valtausalueella "Vinsanmaa 1", kaivosrekisteri n:o 278/1. Outokumpu Oy, Report. 2 p. Koivisto, Terho Geokemialliset tarkistustutkimukset Peräpohjan liuskealueella: Moreenigeokemialliset kultatutkimukset Kivimaan ja Vinsan tunnettujen Cu-Aujuonimuodostumien ympäristössä. Tutk. rap. nro s., 1 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, S/41/244/1/1984. Kyläkoski, Markus 23. Loppuraportti Peräpohjan vyöhykkeellä karttalehdellä 2633 tehdyistä maastotöistä ja havainnoista. Geologian tutkimuskeskus, julkaisematon raportti. Äyräs, Matti 198. Maaperägeokemiallisista tutkimuksista Rovaniemen mlk:n Vinsanmaan alueella (kl ) vuonna s., 9 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, S/41/2633/1/198. Äyräs, Matti 1987a. Tutkimustyöselostus Rovaniemen maalaiskunnassa valtausalueella Vinsanmaa 1 kaiv. rek. n:o 392/1 suoritetuista malmitutkimuksista. 3 s., 3 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M6/2633/-87/1/3. Äyräs, Matti 1987b. On the geochemical gold prospecting at Vinsanmaa, northern Finland. 6 s., 12 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, S/41/2633/1/1987. Perttunen, V. & Hanski, E. 23. Törmäsjärven ja Koivun kartta-alueiden kallioperä. Summary: Pre-Quaternary rock of the Törmäsjärvi and Koivu map-sheet areas. Geological Map of Finland 1:1. Explanation to the Maps of Pre-Quaternary Rocks 2631 and Geol. Surv. Finland. 88 p.

34 3 LIITELUETTELO Liite 1 Vinsanmaan geofysikaaliset maanpintamittaukset Liite 2 Kairareikäprofiili R67-R68 Liite 3 Kairareikäprofiili R69-R7 Liite 4 Kairareikäprofiili R71 Liite Kairareikäprofiili R72-R73 Liite 6 Kairareikäprofiili R74-R7 Liite 7 Kairareikäprofiili R76 Liite 8 R67, luotaustulokset Liite 9 R68, luotaustulokset Liite 1 R69, luotaustulokset Liite 11 R7, luotaustulokset Liite 12 R71, luotaustulokset Liite 13 R72, luotaustulokset Liite 14 R73, luotaustulokset Liite 1 R74, luotaustulokset Liite 16 R7, luotaustulokset Liite 17 R76, luotaustulokset Liite 18 Petrofysikaalisten parametrien jakaumahistogrammit Liite 19 Alkuainepitoisuudet vs. tiheys Liite 2 Alkuainepitoisuudet vs. suskeptiivisuus Liite 21 Alkuainepitoisuudet vs. näennäinen ominaisvastus Liite 22 Alkuainepitoisuudet vs. varautuvuus Liite 23 Alkuainepitoisuudet vs. gammasäteilyn intensiteetti

35 Vinsanmaan geofysikaaliset maanpintamittaukset Liite 1 ProtonimagnetometrauslProton magnetometry VLF-R VaihekulmalVLF-R Phase angle VLF-R Naennainen ominaisvastuslvlf-r Apparent resistivity, ; 'iwn1! Ur Yf l' VW' i'it g Ii rr I n I RovaniemiVinsanmaa Map she et VLF R Phase angle r _~ 7!:.~,,._!~_",! ""' --~~~@~ - ~~9T - ''-,~... 3'_=_=_=_ I, ':-'::'"_-:.-.:.:_-=--,,., I 7363, =-..:: eseooc Scale 11 +m a 11:11 ;Ill cgtk Rovanleml Vlnsanmaa Totel m.llnetlcfl eld + cgt K RovaniemiVinsanmaa Map sheet VlF R Apparent resistivity