Geofysiikan tutkimus

Transkriptio

1 Geologian tutkimuskeskus Etelä-Suomen yksikkö Geofysiikan tutkimus Toimintakertomus 2005 Toimittaneet Satu Mertanen, Ilmo Kukkonen ja Tarja Manninen Raportti Q10/2006/1

2 Kansi: Bouguer-anomaliakartta Satakunnasta. Kartta perustuu 5803 Geodeettisen laitoksen ja Geologian tutkimuskeskuksen havaintopisteeseen. Kuva: S. Elo.

3 1 SISÄLLYS 1 KATSAUS GEOFYSIIKAN TUTKIMUS -LINJAN TOIMINTAAN V Yleistä Tutkimustoiminta Maksulliset ja yhteisrahoitteiset hankkeet 5 2 ALUEELLISET PAINOVOIMAMITTAUKSET JA MALLINNUS Johdanto GTK:n alueelliset painovoimamittaukset v Kartoitusohjelman mittaustulosten käsittely Muut mittaukset Muu tulostenkäsittely Mallinnus ATK Maksullinen toiminta GeoSatakunta-projekti Muu yhteistyö 11 3 MAANKUOREN GEOFYSIIKKA ( ) Geomex: Alueellinen mallinnus ja malminetsintä Outokummun alueella Syväseismiseen heijastusluotaukseen liittyvät tutkimukset Toiminta muissa hankkeissa Mosambik, LOT3 ( ) Arkeeisen kallioperän mallinnus ( ) Laxemarin lineamenttitulkinta ( ) Etelä ja Länsi-Suomen kultavarojen kartoitus ( ) Maailman magneettinen anomaliakartta Paleomagneettiset tutkimukset Paleomagneettinen ajoitus Juonikivitutkimukset Manner-rekonstruktiot Toiminta muissa hankkeissa OKU-syväreikä ( ) Suomen kultaesiintymien tutkimus ( ) Geofysiikan laboratoriot ( ) Geoterminen tutkimus 19 4 ETSINTÄ- JA YMPÄRISTÖGEOFYSIIKAN MENETELMÄKEHITYS 20 ( )) 4.1 Yhteenveto Tulkinta- (mallinnus ja inversio) ja mittaustekniikoiden tutkimus ja 20 kehitys Pilottihankkeet Kehitystyö muissa hankkeissa Muut hankkeet,joille tutkimusryhmä teki töitä EM-Tulkinnan kehitys D-Sampo-tulkinta TEM-tulkinta ja käyttöliittymä 24

4 AEM/EM-tulkinta Porareikä-EM Amira/CSIRO-EM-tulkintaohjelmat (Amira p223f-projekti) EM-mallivertailu Pilottihankkeet Kaivosympäristön geofysiikka Sulfidisavikoiden kartoitus Ikiroudan geofysiikka Maantiesuolan monitorointi Kehitystyö muissa hankkeissa TERO Demo_MNA Suurpellon pehmeikkötutkimus Radiovarjostus-mittaus ja tulkinta (FARA) Geonäyttely Near Surface 2006-kansainvälinen geofysiikan kokous Suomessa 33 3 GEOFYSIIKAN SOVELLUKSET ( ) Osallistuminen muihin hankkeisiin Etelä- ja Länsi-Suomen kultavarojen kartoitus ( ) Teollisuusmineraalivarojen kartoitus ( ) Etelä-Suomen maa.ainesvarojen kartoitus ( ) Tilaustyöt Espoon Suomenojan merialue ( ) Mikkelin jätealue ( ) Olkiluodon SAMPO-monitorointimittaukset ( ) UXO ( ) Seismiset luotaukset Oulun keskustassa ( ) Heinolan Syrjälänkankaan pohjavesialue ( ) Asikkalan Hyrtiälänkankaan pohjavesialue ( ) Hausjärven Oitin pohjavesialue ( ) Virttaankankaan pohjavesialue ( ) Yhteirahoitteiset Suurpellon pehmeikkötutkimukset ( ) Kallioinfo ( ) FARA-radiovarjostusluotaukset Posivalle ( ) Permafrost ( ) Hyvinkään-Rajamäen pohjavesialue ( ) Kempele/hydrogeologia ( ) Tuusulan pohjavesialue ( ) Hausjärven pohjavesialue ( ) GTK-SAMPO ( ) 38 6 GEOFYSIIKAN LABORATORIOT ( ) Tärkeimmät tulokset Outokummun syväreikä Tansanian petrofysiikan laboratorio Huokoisuustutkimukset Petrofysiikka ja lentogeofysiikka geologisessa tulkinnassa ja 41 kartoituksessa 6.2 Toiminnan esittely ja markkinointi 41

5 3 6.3 Koulutus ja toiminnan kehittäminen Laboratoriotoiminta Laitteistojen kunnossapito ja ohjelmistojen kehittely Laboratoriomittaukset Näytteiden esikäsittely Laatujärjestelmän ylläpito Tutkija- ja koulutusyhteistyö Toiminta muissa hankkeissa KallioINFO II ja Helsingin seudun taajamakartoitus ( ) Tansanian kartoitus ( ) OKU-syväreikä ( ) Maankuori ( ) Lentogeofysiikan tulkinnan kehittäminen ( ) Yhteisrahoitteinen ja maksullinen toiminta 45 7 SYVÄSEISMINEN HEIJASTUSLUOTAUS FIRE ( ) Maankuoren seismisten nopeusmallien ja seismisten heijastajien kivilajitulkinta 46 8 OUTOKUMMUN SYVÄREIKÄHANKE ( ) 48 9 TUTKIJOIDEN TOIMINTA TIETEELLISISSÄ ELIMISSÄ Kotimaassa Kansainvälisissä elimissä ULKOMAISET TUTKIJAVIERAILUT TUTKIJOIDEN VIERAILUT JA KOKOUSMATKAT ULKOMAILLE TIETEELLISTEN SESSOIDEN KOOLLEKUTSUMINEN JA 53 PUHEENJOHTAJATEHTÄVÄT 13 STIPENDIT JA APURAHAT OPINNÄYTTEET,OPINNÄYTTEIDEN TARKASTUSTYÖT JA 53 SIVUTOIMINEN OPETUS 15 REFEREE-LAUSUNNOT JULKAISUTOIMINTA Julkaisut referoiduissa kansainvälisissä sarjoissa Julkaisut referoiduissa kotimaisissa sarjoissa Muut julkaisut Editoidut julkaisut Abstraktit Kansainväliset kokousjulkaisut Kotimaiset kokousjulkaisut Arkistoidut Q-sarjan raportit Muut tutkimus- ja työraportit Tilaustutkimusraportit ATK-tuotteet Kartat Esitelmät Esitelmät ulkomailla Esitelmät kotimaassa Yleinen tiedonvälitys 67

6 4 1. KATSAUS GEOFYSIIKAN TUTKIMUS LINJAN TOIMINTAAN V (Ilmo Kukkonen) 1.1. Yleistä GTK:n Etelä-Suomen yksikön geofysiikan toimiala tekee maankamaran tutkimuksia geofysiikan menetelmin. Toimiala tekee tutkimusalaan liittyviä tutkimuksia maankuoresta, litosfääristä, geofysikaalisista mittaus- ja tulkintamenetelmistä, geofysikaalisten aineistojen tulkinnoista ja osallistuu GTK:n raaka-aine-etsinnän, pohjavesitutkimusten ja ympäristötutkimuksen maastogeofysikaalisiin hankkeisiin. Toimiala pitää yllä tietoaineistoja mm. Suomen alueellisen painovoimamittauksen tuloksista, GTK:n maastogeofysiikan tietokannasta, Fennoskandian ja Suomen lentomagneettisesta, gravimetrisesta, paleomagneettisesta ja petrofysikaalisesta aineistosta sekä kallioperän geotermiikasta. Toiminnassa tapahtui olennainen muutos v alusta, kun GTK:n organisaatiomuutoksen yhteydessä entiseen Geofysiikan linjaan siirrettiin GTK:n Geopalveluista yhdeksän työntekijää ja linjasta muodostettiin ESY:n Geofysiikan toimiala. Samalla geofysiikan hankerakennetta uudistettiin. Keskeisiä muutoksia olivat geofysiikan laboratoriotehtävien kokoaminen saman toiminnon alle ja uusien hankkeiden perustaminen etsintä- ja ympäristögeofysiikkaan sekä geofysiikan sovelluksiin. Geofysiikan toimialan henkilöresurssit olivat n. 27 htv v Toimialan palveluksessa oli vuoden aikana 29 henkilöä. Yksi työntekijä siirtyi toisen työnantajan palvelukseen vuoden aikana, kaksi teki osa-aikatyötä, yksi oli osa-aikaeläkkeellä ja yksi osan vuotta vuorotteluvapaalla. Toimialan työyhteisössä työskenteli yksi vieraileva tutkija. Geofysiikan toimialan henkilöstö ja jakautuminen keskeisiin hankkeisiin oli seuraava: Vastuualueen 213 Geofysiikan tutkimus yhteiset Kukkonen, Ilmo (toimialapäällikkö alkaen) Alueelliset painovoimamittaukset ja mallinnus ( ) Elo, Seppo (hankepäällikkö, sij. Sipola, Ville) Sipola, Ville-Petteri (geofyysikko, GTK:n palveluksessa asti) Manninen, Tarja (Atk-suunnittelija) Maankuoren geofysiikka Ruotoistenmäki, Tapio (hankepäällikkö, sij. Mertanen, Satu) Korhonen, Juha (geofyysikko) Mertanen, Satu (geofyysikko) Kukkonen, Ilmo Etsintä- ja ympäristögeofysiikan menetelmäkehitys Vanhala, Heikki (hankepäällikkö, sij. Hongisto, Hannu) Jokinen, Jarkko (geofyysikko, vuorotteluvapaalla ) Hongisto, Hannu (geofyysikko) Huotari, Taija (geofyysikko) Korpisalo, Arto (geofyysikko) Oksama, Matti (geofyysikko, osa-aikaisena 20 h/viikko)

7 5 Suppala, Ilkka (tutkija) Tiensuu, Karla (geofyysikko, J. Jokisen vuorotteluvapaasijaisena ) Geofysiikan sovellukset Jokinen, Tarmo (hankepäällikkö, sij. Valjus, Tuire) Jäntti, Tuula (kartanpiirtäjä) Lehtimäki, Jukka (geofyysikko) Lohva, Jaana (geofyysikko, osa-aikainen 30 h/viikko) Munne Kirsti (valmistelija) Tolonen, Pirjo (valmistelija) Valjus, Tuire (geofyysikko) Geofysiikan laboratoriot Airo, Meri-Liisa (hankepäällikkö, sij. Säävuori, Heikki) Kivekäs, Liisa (geofyysikko, osa-aikaeläkkeellä, työssä 20 h/viikko) Leino, Matti (geofyysikko) Laine, Tuula (Atk-suunnittelija, virkavapaalla saakka) Säävuori, Heikki (geofyysikko) Vuoriainen, Satu (tutkimusavustaja) Syväseisminen heijastusluotaus FIRE Kukkonen, Ilmo (hankepäällikkö) Kuusisto, Minna (Väisälän Säätiön tutkija, ei työsuhteessa) Outokummun syväreikähanke (Västi, Kaj, ISY, hankepäällikkö) Kukkonen, Ilmo Tarvainen, Anna-Maria (diplomityöntekijä ) 1.2 Tutkimustoiminta Geofysiikan tutkimustoiminta on organisoitu hankkeisiin ja toimintoihin (maankuoren geofysiikka, alueellinen painovoimakartoitus ja mallinnus, etsintä- ja ympäristögeofysiikka, geofysiikan sovellukset, geofysiikan laboratoriot, syväseisminen heijastusluotaus FIRE ja Outokummun syväreikähanke). Hankkeiden toimintaa on kuvattu yksityiskohtaisesti myöhemmissä kappaleissa. Näiden perushankkeiden lisäksi osallistuttiin luonnollisesti lukuisiin muihin GTK:n budjettirahoitteisiin, yhteisrahoitteisiin ja maksullisiin hankkeisiin Maksulliset ja yhteisrahoitteiset hankkeet Toimialan maksullisesta ja yhteisrahoitteisesta toimintaa olivat mm. petrofysiikan laboratorion toimitus Tansaniaan, Posiva Oy:lle tehtävät kiven lämmönjohtavuutta koskevat TERO-hankkeet, joista toinen päättyi syyskuussa, Posivalle tehty FARAradiovarjostusluotaus Olkiluodossa, lukuisat pohjavesialueiden painovoimakartoitukset, kohteelliset tulkintatehtävät malminetsintäyhtiöille, UXO-hankkeet räjähtämättömien pommien ja kranaattien paikantamiseksi, Pohjois-Kanadassa tehtävät ikiroutatutkimukset ja Ruotsiin tehdyt ydinjätteiden sijoitukseen liittyvät geofysikaaliset tutkimukset, sekä Espoon Suomenojan merivesitunnelilinjan seismiset luotaustyöt.

8 6 2. ALUEELLISET PAINOVOIMAMITTAUKSET JA MALLINNUS ( ) (Seppo Elo) 2.1. Johdanto Alueelliset painovoimamittaukset (APV) on GTK:n valtakunnallinen kartoitusohjelma, josta vastaa Alueelliset painovoimamittaukset ja mallinnus -hanke. Kartoitus toteutetaan GTK:n laatujärjestelmään kuuluvan, vuosittain päivitettävän toimintakäsikirjan mukaisesti. Alueelliset painovoimamittaukset ja mallinnus -hankkeen tehtävänä on PTS- ja vuosisuunnitelmien teko; kenttätöiden valvonta; mittaustulosten prosessointi, tarkastaminen, sijoittaminen valtakunnalliseen rekisteriin ja toimittaminen käyttäjille; tulkinnan edistäminen sekä edellisiin liittyvä tutkimus- ja kehitystyö. Kenttähenkilökunta on sijoitettu Geopalveluyksikköön, joka vastaa maastotyöresursseista ja maastotyön käytännön järjestelyistä. Hankkeen henkilökunta avustaa resurssien sallimissa puitteissa GTK:n muita hankkeita. Vuonna 2005 tehtiin 2.3 henkilötyövuotta omalle hankkeelle ja 0.7 henkilötyövuotta muille hankkeille. Alueelliseen painovoimakartoitukseen käytettiin 5.9 henkilövuotta Geopalveluyksiköstä. Lisäksi Suomen Malmi Oy:ltä tilattiin Sirkan alueen mittaus. Vuonna 2005 hankkeen töitä esiteltiin 12 esitelmässä, kolmessa Q-raportissa, viidessä muussa raportissa ja kolmessa laajennetussa abstraktijulkaisussa GTK:n alueelliset painovoimamittaukset v Mittaustulos oli 6534 pistettä, jotka kattavat 1609 km 2 oheisen taulukon ja indeksikartan mukaisesti. Hankesuunnitelmassa asetettu tavoite oli 7050 pistettä ja 1725 km 2, josta siis 93 % toteutui. Kartoituksen teemoja olivat Itä-Lapin kerrosintruusiot, Länsi-Lapin Suomen kultavarojen kartoitus, arkeisen ja proterotsooisen alueen raja Raahe-Laatokka-vyöhykkeellä, teollisuusmineraalien ja kullanetsintä Lounais-Suomessa ja GeoSatakunta-projekti. Vuoden lopussa GTK:n alueellisessa painovoimarekisterissä oli havaintopistettä, jotka kattoivat km 2. Taulukko GTK:n alueellinen painovoimakartoitus 2005 Kohde Karttalehti Pinta-ala Pistemäärä Pihlava km Huittinen km Sirkka km Kiuruvesi , km Piippola , km Siurua , km Salla , km Yhteensä 1605 km

9 Kuva Alueellisen painovoimamittauksen kartoitustilanne ja suunnitelma vuodelle

10 Kartoitusohjelman mittaustulosten käsittely Vuoden aikana tarkastettiin ja hyväksyttiin alueelliseen painovoimapisterekisteriin seuraavien 1: karttalehtien tulokset Muut mittaukset Vastattiin kolmesta projektista (Ruotsinkylä, Tuusula; Somerharju, Luumäki; Mikkelin kaupunki), joissa arvioitiin irtomaan paksuutta painovoimamittauksilla. Tehtiin koemittauksia kahdella luonnonkivilouhoksella (Vahterikonkangas, Virolahti; Laisniemi, Muurikkala) tarkoituksena arvioida painovoimamittausten käyttömahdollisuuksia kiven rapautumisasteen arvioinnissa. YTV:n Ämmässuon kaatopaikan kokoon painumisen ja siihen liittyvien tiheyden muutosten seurantaa jatkettiin mittaamalla linjat 1 ja 2 sekä pisteet 5001 ja Muu tulostenkäsittely Käsiteltiin tuloksia, toimitettiin alueellista painovoima-aineistoa, laadittiin karttoja tai tehtiin ohjelmointityötä seuraaville GTK:n hankkeille , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ja Laskettiin topografiakorjaus Tara Mines yhtiön Irlannissa mittaamalle painovoimaaineistolle Mallinnus Verrattiin ModelVision-ohjelmaa ja GRABLOX-ohjelmaa 3-dimensionaalisessa gravimetrisessa irtomaatulkinnassa testiaineistona Luumäen Somerharjun mittaustulokset. Tulkittiin alueellista painovoima-aineistoa yhdessä FIRE-luotauksen tulosten kanssa kohteina Kuhmon liuskejakso, Karkkilan gabro ja Lapin granuliitti. GeoSatakunta-projektissa mallinnettiin irtomaan ja hiekkakiven paksuutta, diabaasilaattoja, rapakivigraniitteja ja Sääksjärven meteoriittikraatteria. Uusina sovelluksina arvioitiin maankuoren tiheysjakauman vaikutusta kallioperän pintaosan jännitystilaan sekä verrattiin painovoiman vaihtelusta johdettua näennäisgeoidia Porin kaupungin mittaamaan geoidiin.

11 9 Kuva Lapin granuliittivyöhykkeen tiheysmalli (poikkileikkauksessa granuliitit on kuvattu harmaalla värillä), havaittu Bouguer-anomalia, mallille laskettu painovoima-anomalia, regionaalianomalia ja FIRE-sektio ATK ABAQUS-FEM-ohjelmiston lisenssiä jatkettiin vuodella eteenpäin. Ville Sipola laati ohjelman GRABLOX-tiheysmallien siirtoon ABAQUS-FEM-ohjelmistolle ja teki tällä erää viimeisiksi jääneet muutokset Painovoima-ohjelmaansa Maksullinen toiminta Ryhmän omien maksullisten hankkeiden kokonaislaskutus oli 9979 euroa. Asiakkaita olivat Etelä-Savon ympäristökeskus, Golder Associates Oy ja Tara Mines Ltd (NewBoliden) GeoSatakunta-projekti GeoSatakunta -projektissa Geologian tutkimuskeskus on kartuttanut Porin seudun alueellista painovoimamittausaineistoa 822 pisteellä. Satakunnan ja ympäristön alueelliset painovoimamittaustulokset koottiin rekisteriksi, jossa on yhteensä 5803 kpl Geodeettisen laitoksen ja kpl Geologian tutkimuskeskuksen mittaamaa havaintopistettä. Gravimetrisen aineiston perusteella laadittiin uusia Satakunnan alueen painovoima-anomaliakarttoja ja tulkittiin maankuoren yläosan tiheysrakennetta. Uusina sovelluksina arvioitiin maankuoren tiheysjakauman vaikutusta kallioperän pintaosan jännitystilaan sekä verrattiin painovoiman vaihtelusta johdettua näennäisgeoidia Porin kaupungin mittaamaan geoidiin. Rapakivigraniitit, joiden tiheys on noin 100 kg/m3 ympäristöään pienempi, ulottuvat

12 10 vähintään 8 km:n syvyyteen ja aiheuttavat noin 30 milligalin negatiivisen painovoimaanomalian. Esimerkiksi Kokemäellä rapakiven päällä anomaalinen massa pienentää kallioperän yläosan puristusta enimmillään noin 4 MPa ja rapakiven ulkopuolella anomaalinen massa suurentaa kallioperän yläosan puristusta enimmillään noin 2 MPa. Tämä on huomattava osa kallioperän yläosan horisontaalisesta kokonaisjännityksestä. Painovoimahavainnoista on tulkittu myös irtomaan, hiekkakiven ja diabaasilaattojen paksuutta, kivilajikontakteja sekä siirros- ja hiertovyöhykkeitä ja näiden rajaamia linssejä. Sääksjärven meteoriittikraatterista on laadittu uusi malli. Satakunnan hiekkakiven pohjoisreunalla on irtomaan täyttämä kalliopinnan painauma, missä irtomaan paksuudet ovat yleisesti m. Painovoima-anomaliakartoista selviää myös jotunisten diabaasilaattojen todellinen laajuus ja paksuus. Uuden gravimetrisen tulkinnan mukaan esimerkiksi Leistilänjärven alueella diabaasi muodostaa hiekkakiven täyttämän yhtenäisen lautasmaisen rakenteen. Sääksjärven meteoriitti-kraatterista tehtiin 3D-tiheysmalli. Geoidin arviointia varten aineisto on vielä hieman puutteellinen mutta karttalehdillä ja , joilla on tehty tarkimmat alueelliset painovoimamittaukset, painovoimamittaustuloksista johdetun geoidin ja Porin kaupungin mittaaman geoidin keskiero on ±15 mm. Koko alueellisen painovoimakartan alueella keskiero on ±56 mm. Kuva Bouguer-anomaliakartta Satakunnasta. Kartta perustuu 5803 Geodeettisen laitoksen ja Geologian tutkimuskeskuksen havaintopisteeseen.

13 Muu yhteistyö Seppo Elo järjesti GTK:n ja Geodeettisen laitoksen tutkijakokouksen GTK:ssa Espoossa. Kokouksessa esiteltiin ajankohtaisia tutkimuksia ja keskusteltiin niistä. Seppo Elo ja Markku Pirttijärvi järjestivät gravimetrisen mallinnuskurssin "Blokkipaja" GTK:ssa Espoossa, missä Markku Pirttijärvi opetti laatimiensa Bloxer- ja Grabloxohjelmien periaatetta ja käyttöä painovoima-anomalioiden 3D-tulkinnassa. Osallistujia oli yhteensä 16, joista 14 oli GTK:sta, kaksi Geodeettisesta laitoksesta ja kaksi Helsingin yliopistosta. Blokkipaja oli jatkoa GTK:n ja Oulun yliopiston yhteistyölle 3DCM-projektissa. Ville Sipola osallistui SAMPO-projektiin, jota kuvataan toisaalla vuosikertomuksessa. Ville Sipola osallistui GTK:n Espoon geonäyttelyn geofysiikan demonstraation valmistamiseen. Toimitettiin Fennoskandian Bouguer-anomaliaverkon Suomen osuus Oulun yliopiston projektiin 3D geophysical model of the crust of the Fennsoscandian Shield in northern Finland. Työryhmään kuuluvat Pertti Kaikkonen, Hanna Silvennoinen, Elena Kozlovskaya ja Markku Pirttijärvi Oulun yliopistosta sekä Seppo Elo ja Heikki Säävuori GTK:sta.

14 12 3. MAANKUOREN GEOFYSIIKKA ( ) (Tapio Ruotoistenmäki) Maankuoren geofysiikka -hankkeen tavoitteena on maankuoren ja siihen liittyvien raaka-aineesiintymien kehityksen, rakenteen, termisen tilan ja koostumuksen ja mallintaminen geofysikaalisin menetelmin Suomessa ja Fennoskandian kilvellä. Keskeisinä tehtävinä on antaa perustietoa arvioitaessa kohdealueitten käyttöä yhdyskunnan tarpeisiin sekä raakaainevarojen esiintymispotentiaalin arviointi yhteistyössä GTK:n geologien ja geofyysikkojen sekä ulkoisten yhteistyökumppanien kanssa. Hanke soveltaa ja kehittää alueellisessa ja kohteellisessa mittakaavassa gravimetrisia, magneettisia, paleomagneettisia, sähkömagneettisia, radiometrisia, seismisiä, geotermisiä ja petrofysikaalisia tutkimusmenetelmiä. Hankkeen tutkijoille on ominaista kiinteä yhteistyö lukuisissa kotimaisissa ja kansainvälisissä sidoshankkeissa. Hankkeen toimintatapa on periaatteessa konsultointia, jossa tapauskohtaisesti sovelletaan erityisosaamista muiden hankkeiden geologisten ongelmien ratkaisemiseksi. Alihankkeiden priorisointi ja toiminta niissä on vaihdellut vuoden mittaan. Hyvin yleistä on myös raportoimaton, talon sisäinen, päivittäin nopeasti vaihteleva epävirallinen yhteistyö karttojen ja pikatulkintojen tuottamiseksi. Merkittäviä yhteistyöhankkeita vuoden aikana ovat olleet mm. kansainvälisen globaalin magneettisen kartan kokoamisprojekti (WDMAM), Mosambikin ja Tansanian hankkeet sekä kultatutkimukset Etelä- ja Pohjois-Suomessa. Vuoden 2005 aikana hankkeen tulokset vastasivat hyvin asetettuja tavoitteita sekä maksullisten että budjettirahoitteisten toimintojen osalta Geomex: Alueellinen mallinnus ja malminetsintä Outokummun alueella (Tapio Ruotoistenmäki) GEOMEX-hanke ( ) oli GTK:n ja Outokumpu Mining Oy:n välinen, 5-vuotinen joint venture -sopimuspohjainen yhteistyöprojekti, jonka rahoituksesta vastaavat molemmat osapuolet. Projektin toiminta-alue kattoi Outokumpu-tyyppisten kivilajiassosiaatioiden esiintymisalueet ensisijaisesti Pohjois-Karjalassa. Hankkeen lopputuotteena on kattava geofysikaalinen ja petrofysikaalinen tietokanta, monipuoliset geofysikaaliset peruskartat johdannaisineen sekä alueelliset ja kohteelliset tulkinnat avainkohteista. Hanke päättyi virallisesti joulukuussa Hankkeen alueellista geofysiikkaa käsittelevää käsikirjoitusta viimeisteltiin vuoden aikana Syväseismiseen heijastusluotaukseen liittyvät tutkimukset (Tapio Ruotoistenmäki) Toimintavuonna 2005 jatkettiin monessa hankkeessa syväseismisten FIREheijastusluotaustulosten hyödyntämistä. Profiilien kattamilta alueilta tehtiin petrofysikaalisia yhteenvetoja, kartta-analyysejä, rakennetulkintoja sekä mallitulkintoja eri geofysikaalisin menetelmin. FIRE:n tuloksia hyödynnettiin myös Geomexin ja Padasjoki-Kaipolan alueen rakennetta ja kehitystä käsittelevissä käsikirjoituksissa. Profiilien antamaa suurruhjeiden rakenneinformaatiota hyödynnettiin myös etelä-suomen kultatutkimuksissa.

15 Toiminta muissa hankkeissa (Tapio Ruotoistenmäki) Mosambik, LOT3 ( ) Mosambikin kartoitusprojekteille tuotettiin geofysikaalisia työkarttoja johdannaisineen, suoritettiin karttatulkintaa, mallitulkintaa ja koulutettiin käyttäjiä Suomessa ( ) ja myöskin Mosambikissa ( ). Lisäksi kerättiin, mitattiin ja analysoitiin petrofysikaalisia näytteitä. Kuva Tuomo Manninen (vasemmalla) esittelemässä jokivarren sedimenttisarjoja Arkeeisen kallioperän mallinnus ( ) Arkeeisen kallioperän mallinnus- hankkeessa ( ) tuotettiin hankkeen käyttöön Arkeisen alueen geofysikaalisia karttoja johdannaisineen, petrofysikaalisia yhteenvetoja ja kohteellisia tulkintoja. Suomen kalliogeokemian aineisto muodostaa hyvin tärkeän ja kattavan petrofysikaalisen ja litogeokemiallisen tietoaineiston koko Suomen kallioperästä. Tästä aineistosta tehtiin laajoja tilastollisia analyysejä ja yhteenvetoja hankkeen käyttöön hyödyntäen itse valmistettuja ja GTK:n aineistoon sovellettuja monipuolisia ja joustavia tilastomatemaattisia ohjelmapaketteja Laxemarin lineamenttitulkinta ( ) Ruotsin Oskarshamnin ydinvoimalan käytetyn polttoaineen loppusijoituspaikan tutkimuksessa tehtiin lineamenttianalyysi alueelta yhteistyössä Kimmo Korhosen, Aimo Kuivamäen ja Markku Paanasen kanssa. Geofysiikasta pidettiin esitelmä Oskarshamnissa Aiheesta valmistui loppuraportti vuonna Etelä ja Länsi-Suomen kultavarojen kartoitus ( ) Etelä ja Länsi-Suomen kultavarojen kartoitus- hankkeen käyttöön tehtiin tutkimusalueilta lukuisia geofysiikan karttoja johdannaisineen. Aineistosta tehtiin edelleen alustavat rakennetulkinnat ja paikannettiin potentiaalisia tutkimuskohteita.

16 Maailman magneettinen anomaliakartta (Juha V. Korhonen) Maailman magneettinen anomaliakartta on yhteishanke IAGA:n ja CGMW:n välillä. Vuoden aikana hankkeessa valmistui puolimatkan kartta WDMAM versio 0.5, joka esiteltiin IAGA:n yleiskokouksessa Toulousessa, Ranskassa , karttahankkeen tieteellisessä istunnossa GAV04. Istunnossa pidettiin kaikkiaan 32 esitystä, ja sitä pidettiin yleisesti onnistuneena. Hankkeen puheenjohtajat Juha V. Korhonen ja Colin Reeves antoivat raportin IAGA:n isäntätyöryhmälle WG V-MOD , minkä jälkeen jatkotoimista päätettiin WDMAM kokouksessa Juha Korhonen jatkaa toisena puheenjohtajista. Kokousten pöytäkirjat ovat verkossa IAGA:n sivuilla. Tarkoituksena on valmistaa kartta IUGG:n kokoukseen Perugiaan 2007 ja geologiaa tukevia karttaelementtejä IGC-33 kokoukseen Osloon Kartta otetaan Maailman geologisen kartan komission (CGMW) ohjelmaan, ja sille haetaan UNESCO:n rahoitustukea IAGA:n kokouksessa IUGG:n presidentti Uri Shamir ja CGMW:n presidentti Jean-Paul Cadet lämpimästi tukivat hanketta. GTK:n ensi vuoden 2006 toimintaan sisältyy Juha Korhosen työpanos hankkeen hyväksi. Sivun mittainen ppt-yhteenveto WDMAM-hankkeesta on oheisessa kuvassa. Based on IAGA resolutions 1977, 1979, 1995, 1997 Will be done in co-operation with CGMW Supported by IUGG and IUGS UNESCO-funding to be applied Will support IGY+50 activities Open project for all interested; calls of contribution in 2005 Data collection ends June 2006 World Digital Magnetic Anomaly Map (WDMAM 1.0) ready 2007 (IUGG at Perugia) Geology oriented products ready 2008 (33 rd IGC at Oslo) Data and products open for all interested, upon ready WDMAM in short by Juha V. Korhonen, GTK, Espoo; November Top WDMAM 0.5 (open file data index) Replacement by ranking as below. Europe North America Australia Antarctic Soviet Union East Asia South Asia Indian Ocean (East) Arctic China Project Magnet MF-3 Bottom Kuva Yhteenveto WDMAM-hankkeesta. IAGA-2005, IDC-5 ja EGBA -kokouksissa esiteltiin alueellisten magneettisten anomalialähteiden problematiikkaa globaalin mittakaavan anomalioita tulkittaessa. Vaipanalakuoren-lähteestä peräisin olevan Väliojan juonen kairasydän preparoitiin geokronologisiin tutkimuksiin.

17 Paleomagneettiset tutkimukset (Satu Mertanen) Paleomagneettiset tutkimukset jakautuivat kolmeen pääkohteeseen vuonna ) Paleomagneettinen ajoitus, 2) Juonikivitutkimukset ja kesällä järjestetty Kansainvälinen Juonikivikonferenssi ja 3) Arkeiset ja proterotsooiset manner-rekonstruktiot. Lisäksi paleomagneettisia tutkimuksia tehtiin GTK:n muille hankkeille Paleomagneettinen ajoitus Pääkaupunkiseudun hiertovyöhykkeiden paleomagnetismia ja niiden eri aikoina tapahtuneita reaktivoitumisia käsittelevä käsikirjoitus kävi referee-kierroksella, korjattiin ja jätettiin julkaistavaksi GTK:n Special Paperiin. Tulosten mukaan pääkaupunkiseudun paleoproterotsooisessa kallioperässä esiintyvät heikkousvyöhykkeet ovat uudelleen magnetoituneet sekä mesoproterotsooisena aikana että paleotsooisena aikana, todennäköisesti vyöhykkeissä esiintyvän fluiditoiminnan seurauksena. Viron sedimenttikiviä leikkaavien mineralisoituneiden suonien paleomagneettisia ajoitustutkimuksia jatkettiin yhteistyössä Tallinnan Teknillisen korkeakoulun (Y. Systra) kanssa. Tavoitteena on selvittää primäärien remanenttien magnetoitumien lisäksi sekundääriset remanenssit, jotka ovat saattaneet syntyä samanaikaisesti kuin Suomessa havaitut remagnetisaatiot. Geofysiikan laboratoriossa mitattiin suunnatut testinäytteet alkukeväällä ja uusia näytteitä otettiin kahdesta uudesta kohteesta loppukeväällä. Näytteenottoon osallistui S. Mertasen ja Y. Systran lisäksi myös Ulla Preeden Tarton yliopistosta (Kuva 4.2.1). Hän teki GTK:n Geofysiikan laboratoriossa neljän kuukauden ajan CIMO:n apurahan turvin väitöskirjaansa liittyviä paleomagneettisia mittauksia Viron sedimenttikivistä. S. Mertanen toimi työn ohjaajana (J. Plado toinen ohjaaja). Nordkalkin Vampulan kalkkikivikaivoksen yhteydessä esiintyvän hiekkakivimuodostuman ikä pyritään selvittämään paleomagneettisella menetelmällä. Yhteistyössä geologi Ritva Harisen (Nordkalk) kanssa otettiin muodostumasta ensimmäiset testinäytteet loppuvuonna. Mittaukset ja mahdolliset jatkotutkimukset on tarkoitus aloittaa keväällä a) b) Kuva Paleomagneettista näytteenottoa Virossa. a) Ulla Preeden ottaa sunnattua näytettä Tallinnan Väon kalkkikivilouhoksessa. b) Ylo Systra tutkii näytteenottokohdetta Pakrin niemimaan ordoviikkisessa sedimenttikivessä. Kuvat: Satu Mertanen.

18 Juonikivitutkimukset Laatokan alueen 1.8 Ga ikäisten shoshoniittisten intruusioiden paleomagneettiset tutkimukset aloitettiin vuonna 2001 Pietarilaisen State Company Mineralin aloitteesta. Lopulliset paleomagneettiset tulokset valmistuivat vuonna 2005 ja niitä esiteltiin Helsingissä Geofysiikan Päivillä toukokuussa. Shoshoniittisiin intruusioihin liittyvien lamprofyyrijuonien ja niitä nuorempien doleriittijuonien tutkimukset aloitettiin Laatokan alueella vuonna 2002 ja niistä saatuja tuloksia esiteltiin 5:ssä Kansainvälisessä Juonikonferensissa elokuussa. Aiheesta valmistui käsikirjoitus kansainväliseen julkaisusarjaan. Laatokan alueen nuorimpia juonia tutkittiin yhteistyössä Dr. Natalia Lubninan kanssa, joka teki omista näytteistään paleomagneettisia mittauksia GTK:n Geofysiikan laboratoriossa kahden viikon ajan tammikuussa. Aiheesta valmistui yhteinen abstrakti ja esitelmä. Tutkimusta on tarkoitus jatkaa ja valmistaa yhteinen julkaisu kansainväliseen julkaisusarjaan. Tätä varten Suomen Akatemialle jätettiin tutkimussuunnitelma ja matka-apuraha-anomus S. Mertasen vastavierailusta Moskovan yliopistoon vuonna Suunnitelma hyväksyttiin ja viikon matkaapuraha myönnettiin. Heinä-elokuussa järjestettiin Rovaniemellä 5. Kansainvälinen Juonikonferenssi (IDC5). S. Mertanen toimi yhtenä kokouksen pääjärjestäjänä yhdessä Jouni Vuollon kanssa. Kokoukseen osallistui noin 50 tutkijaa 16:sta eri maasta (Kuva 4.2.2). Kokouksen esitelmistä koottiin Abstraktikokoelma ja kokouksen julkaisuista aloitettiin Proceedings volyymin toimittaminen A.A. Balkemalle (toim. E. Hanski, S. Mertanen, T. Rämö & J. Vuollo). S. Mertanen osallistui konferenssin jälkeiselle ekskursiolle, joka Suomen puolella suuntautui Taivalkoskelle ja Sallaan ja Venäjän puolella Murmanskiin ja Monchegorskiin. Eri kohteista otettiin paleomagneettisia suunnattuja testinäytteitä, jotka mitattiin Geofysiikan laboratoriossa. Kuva Kansainvälisen Juonikivikonferenssin (Fifth International Dyke Conference, IDC5) osallistujat yhteiskuvassa hotelli Pohtimolammen edustalla Rovaniemellä. Kuva: Martti Melamies. Nilsiän-Juankosken lamprofyyrien ja mikrotonaliitti-juonien tutkimuksia jatkettiin. Juonista otettiin näytteitä elokuussa yhteistyössä ISY:n (O. Äikäs ja K. Kinnunen), Turun yliopiston (O. Eklund, A. Shebanov ja E.-M. Helenius) ja Ecodatan (D. Frank-Kamenetsky) kanssa (Kuva 4.2.3). Näytteiden paleomagneettiset mittaukset aloitettiin joulukuussa Geofysiikan laboratoriossa.