Geokemian Au anomalian tutkimus Tammelan Susikkaassa Pekka Sipilä, Pekka Huhta, Niilo Kärkkäinen

Transkriptio

1 GTK Etelä-Suomen Yksikkö Espoo GTK 122/2014 Geokemian Au anomalian tutkimus Tammelan Susikkaassa Pekka Sipilä, Pekka Huhta, Niilo Kärkkäinen

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Susikas GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Pekka Sipilä, Pekka Huhta, Niilo Kärkkäinen, Jaana Lohva Raportin laji Arkistoraportti Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Geokemian Au anomalian tutkimus Tammelan Susikkaassa Tiivistelmä Tammelan Susikkaan alueella selvitettiin GTK:n Etelä-Suomen mineraalivarojen kartoituksessa v todettua SE-NW-suuntaista kulta-anomalista vyöhykettä. Alueen kallioperä koostuu mafisista vulkaniiteista Forssan gabron itäkontaktissa. Anomaliaa selvitettiin raskasmineraalitutkimusten, geokemian profiilikartoituksen, geofysiikan maastomittausten ja kairausten avulla. Geokemian profiileilla todettiin moreenissa alueellista tasoa selvästi korkeampia kullan pitoisuuksia, mutta kairauksissa niille ei voitu paikantaa lähdettä. Kairauksessa Susikkaan alueella yleiseksi kivilajeiksi todettiin mafiset ja intermediaariset tuffit ja tuffiitit, joista ei paljastumien puutteen vuoksi ollut aiempia havaintoja, ja jotka paljastuneilla alueilla ovat harvinaisia. Samalla alueella on melko yleisesti vahvasti deformoituneita, jopa myloniittisia vyöhykkeitä. Tuffiiteissa on muutaman metrin paksuisia kiisupirotteisia vyöhykkeitä, joissa paikoin on kuparikiisua. Onkin oletettavaa että Susikkaan kapea, jäätikön kuljetuksen suuntainen Susikkaan Au-anomalian aiheuttaja on nyt tutkitun kohteen luoteispuolella. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Susikas, Geokemia, geofysiikka, kairaus, raskasmineraalitutkimus, NATI Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Häme, Tammela, Susikas, Lautaporras Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus 122/2014 Kokonaissivumäärä 12 s., 6 liites. Kieli Suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue Etelä-Suomen yksikkö Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys

3 1 Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO 1.1 Sijainti ja tutkimusten tausta 1.2 Kallioperä 1.3 Suoritetut tutkimukset 2 GEOKEMIA 2.1 Profiilit 2.2 NATI-projekti 3 GEOFYSIIKKA 4 KAIRAUS 4.1 Kairausprofiilit 4.2 Kivilajivaihtelu 4.3 Mineralisoituminen ja muuttuminen 4.4 Kairausten kemialliset analyysit 5 JOHTOPÄÄTÖKSET KIRJALLISUUS LIITTEET 1. Värien ja grafiikan selitys 2. Profiilien sijainti 3. Profiili 1 (L R23-R24-R27) 4. Profiili 2 (L R22) ja profiili 3 ((L R21) 5. Profiili 4 (L R16-R20) ja Profiili 4S 6 Profiilit 5 6 (R25, R26)

4 2 1 JOHDANTO 1.1 Sijainti ja tutkimusten tausta Susikkaan tutkimusalue sijaitsee Tammelan kunnan koillisosassa, Susikkaan kylän lähialueella (kuva 1). GTK:n Etelä-Suomen mineraalivarojen kartoituksessa v todettiin Forssan gabron itäpuolella laajalla alueella korkeita kultapitoisuuksia moreenissa (kuva 2). Anomalia alettiin testata ja selvittää Susikkaassa olevasta selväpiirteiseltä vaikuttavasta kaakko-luodesuuntaisesta kulta-anomaliasta. Kuva 1. Susikkaan tutkimusalue; Hämeen vyöhykkeen ääriviivat merkitty 1.2 Kallioperä Susikkaan alue sijoittuu kallioperäkartalla vulkaniittien dominoiman Hämeen vyöhykkeen keskiosiin ns. Forssan gabron ja sen itäpuolisten Lautaportaan mafisten vulkaniittien kontaktivyöhykkeelle. Gabrolla ja vulkaniiteilla ei ole selvää kontaktia, vaan niiden välillä on todettu vähittäinen vaihettuminen. Tämä näkyy selvästi myös kairausalueen paljastumissa. Myös kairasydänten perusteella kallioperä on varsin heterogeeninen. Gabrojen ja massamaisten uraliittiporfyriittien lisäksi intermediääriset ja mafiset tuffivälikerroset ovat yleisiä, samoin kapeahkot, maksimissaan muutaman metrin vahvuiset, osaksi migmatiittiset graniittiosueet. Kairausten perusteella intermediääristen tuffien runsaus yllätti, paljastumissa niitä on näkyvissä vain hyvin vähän. Kaksi kaakkoisinta kairauspistettä (25 ja 26) sijoittuivat kauemmaksi gabron kontaktista, ja niissä kivi koostuu yksinomaan mafisista vulkaniiteista ja graniiteista, joiden tektonisoituminen on ollut voimakasta.

5 3 Kuva 2. Susikkaan alueen sijainti kallioperäkartalla (DigiKP), johon merkitty kultapitoisuuden vaihtelu hankkeen v geokemian kartoituksessa 1.3 Suoritetut tutkimukset Susikkaassa tehtiin moreeninäytteenottoa iskuporauskoneella GM75 kuudella profiililla, joilta kerättiin analysoitavaksi 167 näytettä. Näyteväli profiileilla oli noin 25 m, profiilien pituus 1-2 km ja etäisyys toisistaan m (kuva 3). Moreeninäytteiden hienoaineksesta analysoitiin kulta ja hivenalkuaineet kuningasvesiliuoksesta ICP:llä (Labtium Oy:n menetelmä 515, tilausnumero ). Hämeen kohdentavan geokemian yhteydessä Susikkaan NW-puolelle tehtiin myöhemmin yksi täydennysprofiili (n. 25 näytettä), jonka tulokset on esitetty geokemian kartoissa (kuvat 3 ja 4). Alueelta otettiin 14 kymmenen litran kokoista moreeninäytettä raskasmineraalitutkimuksia varten. Näytteet seulottiin alle 2 mm fraktioon, josta maastotukikohdassa rikastettiin malmimineraalit "Rock Hound"- laitteella. Kultarakeiden määrä ja koko määritettiin stereomikroskooppitutkimuksilla Otaniemessä. Yhteistyössä GTK:n Mintekin kanssa Susikkaan malmikriittisyyttä testattiin ns. NATI-projektin menetelmää, jossa näytteenotto tehtiin lapiolla anomaalisen vyöhykkeen SE-päässä (Knauf 2012). Näytteenottopisteet on merkitty kuvaan 7. Koska alue on heikosti paljastunut, Susikkaassa tehtiin geofysiikan maastomittaus magneettisella ja IPmenetelmillä. Alueen laajuus on noin 5 km 2. Geofyysikkona toimi Jaana Lohva. Geokemian profiilien Au-anomaliohin kairattiin m / 12 reikää GTK:n POKA-kalustolla (Taulukko 1)

6 4 Taulukko 1 Kairauspaikat ja reikätiedot Reikä itä pohj pituus korkeus suunta kaade m L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R GEOKEMIA 2.1 Profiilit Susikkaan alueen geokemian näytteenottolinjoilla on hajanaisesti jakautuneina korkeita kulta-pitoisuuksia ja jonkin verran myös anomaalisia kuparipitoisuuksia. Kullan enimmäispitoisuus oli 365 ppb, mutta keskipitoisuus jää melko pieneksi, 14.3 ppb Au. Hankkeen tutkimuksissa Hämeen alueella on kullan kriittiseksi pitoisuustasoksi osoittautunut 20 ppb Au. Kupari ei ole selvästi anomaalinen Susikkaan näytteissä, vaikka sitä on enimmillään 349 ppm (keskipitoisuus 74 ppm Cu). Arseenia on niukasti, enimmillään 77 ppm ja keskipitoisuus on 24 ppm. Arseenin pitoisuustasoa on pieni verrattuna orogeenisia kultamalmeja sisältäville alueille muualla Etelä-Suomessa. Forssan gabron kontaktivyöhykkeen moreeninäytteiden analyyseissä oli alueen pohjoisimmilla profiileilla kohonneita kromi- ja nikkelipitoisuuksia (400 ja 1750 ppm Cr, 257 ppm Ni). Paikat on merkitty kuparin geokemian karttoihin kuvassa 4. Raskasmineraalitutkimuksia käytettiin hankkeessa alueellisten geokemian anomalioiden ensitarkistuksiin ja menetelmä sekä tulokset laajemmin selostetaan hankkeen v geokemian raportissa. Susikkaan alueelta otetuissa näytteissä oli kriittisen vyöhykkeen länsiosalla anomaalisesti kultarakeita (4 6 kpl / 10 l) (Kuva 5).

7 5 Kuva 3. Kultapitoisuuden jakauma Susikkaan profiileilla;lukuarvot = Au ppb. Alemmassa kuvassa pohjana on GTK:n kallioperäkartan DigiKP versio vuodelta 2014.

8 6 Kuva 4. Kuparipitoisuuden vaihtelu Susikkaan profiileilla, Alemmassa kuvassa pohjana on kallioperäkartta DigiKP2014; lukuarvot = Cu ppm; karttaan on lokeroilla merkitty myös Cr- ja Ni-anomaalisten pisteiden sijainti.

9 7 Kuva 5. Raskasmineraalitutkimusten tulokset Susikkaan alueella, kuvassa myös geokemian näytteentuottoprofiilit 2.2 NATI-projekti NATI-projetissa tutkimusalue käsitti alueen kaakkoisosassa suppeahkn alueen maantien itäpuolella (kuva 7): Alueella todettiin hajanaisia anomalioita kuparissa ja kullassa. 3 Geofysiikka Susikkaassa mitattiin noin 5 km 2 alue, jolla mittaussuunta oli NE-SW. Tulosten mukaan Au-kriittinen alue sijoittuu sekä magneettisesti että IP:n suhteen jokseenkin häiriöttömälle alueelle magneettisen vyöhykkeen lounaspuolelle (kuva 7). Magneettisen tulkinnan mukaan kivilajipatjojen kaadesuunta on lounaaseen (Kuva 8). 4 KAIRAUS 4.1. Kairausprofiilit Kairaus suunnattiin geokemian Au-anomalioihin kairaussuuntana geofysiikan tulkinnan mukaan 45 asteen kaateella koilliseen. Koska alueella ei ole paljastumia pyrittiin geofysiikan tulkintaprofiililla 2, rei'illä R16-R20 saamaan yhtenäisen geologinen leikkaus kriittisen vyöhykkeen poikki. Lupa- ja maastoolosuhteiden vuoksi reikien R17 ja R18 väliin jää kuitenkin n. 160 m levyinen aukko (liite 5 profiili 4). Kaakkoispäässä rei'illä 25 ja 26 tavoiteltiin NATI projektin Au ja Cu anomalioita. Molemmat reiät lävistivät mafisia vulkaniitteja, tosin R25 eteni lähes myöten kerroksia ja R26 sijoittui teknisten syiden takia väärään paikkaan, noin 100 m etelään tavoitetusta anomaliasta.

10 8

11 9 Kuva 7. Geofysiikan maastomittauskartat; Magneettinen (A ja B tulkintaprofiilit seuraavassa kuvassa) ja IP-kartta. KArttoihin merkitty NATI-projektin näytteenottopaikat. Kuva 8. Geofysiikan tukintaprofiilit (kartalla kuvassa 9); profiilien suunta SW->NE, profiili A linjalla 43600, profiili B linjalla Kivilajivaihtelu Pohjoisimmat reiät R23-24, R27 lävistivät mafisia ja intermediaarisiä vulkaniitteja, joissa on ruhjevyöhykkeitä ja breksioivia graniittijuonia (liite 3). Gabroa on keskivaiheilla profiilin 4 länsipäässä rei'issä R18-R20. Vulkaniittien kontaktivyöhykkeellä osin voimakkaasti graniittitutunut ja deformoitunut. Kaakkoispäässä reiät 25 ja 26 lävistivät mafisia vulkaniitteja, tosin R25 eteni lähes myöten kerroksia.

12 10 Vyöhykkeen pohjoisosassa ja länsireunalla mafiset kivet ovat paikoin vahvasti graniittiutuneet, kaakkoisosassa on myloniittiutumista. Kuva 9. Susikkaan alueen tarkistettu kallioperäkartta 4.3 Mineralisoituminen ja muuttuminen Mineralisoituminen oli vähäistä Susikkaassa. Rikki- ja magneettikiisupirotetta sekä satunnaisesti kuparikiisua esiintyy enintään kohtalaisena pirotteena karsiraitaisissa tuffiiteissa geologisen leikkauksen itäosan rei'issä R16 (m m) ja R17 ( m) sekä keskiosalla reiässä R22 ( m, m). Kuparikiisua on muutamissa kohdin aivan heikkona pirotteena ja kvartsijuonten pienissä kiisupesäkkeissä. Scheeliittiä tavattiin useissa kohdin yksittäisinä rakeina ja kapeina saumoina mm. tuffiitin kapeissa vesuvianiitti-karsi-väli-kerroksissa (mm. R21 välillä m). Arseenikiisua oli vain satunnaisesti muutamissa kohdin. Malminmuodostukseen viittaava muuttuminen on vähäistä. Yleisintä on gabrojen ja mafisten vulkaniittien epidoottiutuminen ja graniittiutuminen. Kvartsijuonia on vain vähän, mutta paikoin on kapeita voimakkaasti deformoituneita vyöhykkeitä. Esimerkiksi reiässä R19 on hiertynyttä ja tektonisoitunutta punertavaksi muuttunutta gabroa. Myloniittisaumoissa on paikoin karbonaattia ja pyriittiä.

13 Kairausten kemialliset analyysit Susikkaasta analysoitiin 252 kairasydännäytettä, yhden metrin yhtenäisenä näytteenä. Analyysiin valikoitiin sarja edustavia näytteitä hiertyneistä, myloniittiutuneista, kiisuuntuneista, kalimaasälpäytyneistä ja kvartsijuonia sisältävistä kivistä. Kultapitoisuudet olivat tavallisesti alle 10 ppb, korkein pitoisuus oli 121 ppb geologisen profiilin reiässä R18 ( m). Samassa reiässä, kuten myös itäpuolella rei'issä R19 ja R20, on kuparin pitoisuus hieman kohonnut, tasolle ppm. Taulukko 2. Kairausanalyysien tunnuslukuja Descriptive Statistics n Minimum Maximum Mean Std. Deviation As ppm (*) Co ppm Cr ppm 252 1(*) Cu ppm Mo ppm 252 1(*) Ni ppm (1*) Zn ppm Pd ppb(**) Pb ppm(**) S ppm Sb ppm Au ppb (**) Pt ppb (**) (*) määritysraja * 0.5 (**) vain yli määritysrajan olevat arvot 5 JOHTOPÄÄTÖKSET Susikkaan kohteessa selvitettiin selväpiirteistä kullan geokemian anomaliaa, joka havaittiin Hämeen vyöhykkeen kartoituksissa v Anomaliaa selvitettiin geokemian profiilikartoitusten, geofysiikan ja kairausten avulla. Geokemian profiileilla todettiin alueellista tasoa selvästi korkeampi kullan pitoisuuksia moreenissa, mutta kairauksissa niille ei voitu paikantaa lähdettä. Kairauksessa Susikkaan alueella yleiseksi kivilajeiksi todettiin mafiset ja intermediaariset tuffit ja tuffiitit, joista ei paljastumien puutteen vuoksi ollut aiempia havaintoja, ja jotka paljastuneilla alueilla ovat harvinaisia. Samalla alueella on melko yleisesti vahvasti deformoituneita, jopa myloniittisia vyöhykkeitä. Tutkimusten aikana liitettiin GTK:n tietokantaan Outokumpu Oy:n Malminetsintäyksikön tutkimustulokset, joista havaittiin Susikkaan NW-SE suuntaisen Au anomalian olevan välittömästi Liesjärven kultaesiintymän ja sitä ympäröivän porfyyri-au-cu kriittisen alueen kaakkoispuolella.

14 12 Onkin oletettavaa että Susikkaan kapea, jäätikön kuljetuksen suuntainen Susikkaan Au-anomalian aiheuttaja on nyt tutkitun kohteen luoteispuolella. KIRJALLISUUS Knauf, O Susikas gold anomaly confirmation. Geological Survey of Finland, report C/MT/2012/15.

15 Liitteet 1-10 KAIRAUSPROFIILIT 13

16 Liite 1 Värien ja graafien selitys 14

17 Liite 2. Profiilien sijainti 1

18 Liite 3. Profiili 1 2

19 Liite 4. Profiilit 2-3 3

20 Liite 5. Profiili 4 (indeksi) 4

21 Liite 5. Profiili 4S 5

22 Liite 6 Profiilit 5-6 6