TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA SORETIAJÄRVI 2, KAIV.REK NRO 4154/1 SUORITETUISTA RAKENNUSKIVITUTKIMUKSISTA

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen aluetoimisto M06/2734/92/1 Kittilä Soretiajärvi Risto Vartiainen TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA SORETIAJÄRVI 2, KAIV.REK NRO 4154/1 SUORITETUISTA RAKENNUSKIVITUTKIMUKSISTA

2 2 SISÄLLYSLUETTELO sivu 1. JOHDANTO Tutkimusalueen sijainti Aikaisemmat tutkimukset 4 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET Kairasydämistä tehdyt tutkimukset Värityypit Rakomittaukset Ruosteisuus Ohuthietutkimukset Maatutkaluotaus Koepalan irrotus ja koelevyjen työstö AIHEEN ARVIOINTI JA TOIMENPIDESUOSITUKSET 17 KIRJALLISUUS 18 LIITTEET LIITTYY

3 3 1. JOHDANTO Soretiajärven kromimarmoritutkimukset ovat alkaneet alunperin kultatutkimuksina v Kairausten yhteydessä lävistetty kirkkaanvihreä marmori herätti kiinnostusta rakennuskivenä, samoin kuin tutkimuskaivauksissa myöhemmin paljastettu kalliokin. Vaikka kairauksia ei olekaan alunperin suunniteltu rakennuskivimielessä, on kairasydämet tutkittu uudelleen marmorin eheyden ja värityyppien selvittämiseksi. Kromimarmoriesiintymällä kokeiltiin lisäksi kesällä -91 maatutkaluotausta ja otettiin koepala, josta teetettiin kiillotettuja koelevyjä. Tutkimuskohteesta käytetään tässä raportissa nimeä "Soretialehto". Esiintymän kultatutkimuksista on valmistunut raportti yhtäaikaa tämän raportin kanssa (M06/2734/92/2/10). Maastotutkimuksiin ovat osallistuneet allekirjoittaneen lisäksi FT Pauli Hänninen (maatutka), tutkimusavustaja Pertti Telkkälä ja tutkimusapumies Taisto Haverinen. Kairasydämet ja koelevyt on valokuvannut tutkimusavustaja Reijo Lampela Tutkimusalueen sijainti Tutkimusalue sijaitsee karttalehdellä D ja kuuluu Kittilän kuntaan. Esiintymästä n. 6 km kaakkoon (kuva 1) sijaitsee Oulaisten Kivi Oy:n omistuksessa oleva Sinermänpalon kromimarmoriesiintymä, josta louhitaan Lappia Green -nimellä tunnettua marmoria. Tutkimusalue sijoittuu matalalle, soiden ympäröimälle kummulle, jonne pääsee Kittilä-Inari- maantieltä metsäautotietä pitkin. Tie on keväisin huonohkossa kunnossa, mutta keskikesällä ja syksyllä ajokuntoinen.

4 Aikaisemmat tutkimukset Alueelta on saatavana aerogeofysikaaliset matalalentokartat mittakaavassa 1: Karttalehden 2734 kallioperäkartta mittakaavassa 1: on valmisteilla. Alueelta on olemassa v valmistunut 1: mittakaavainen kallioperäkartta (Mikkola 1937) ja 1984 valmistunut geologinen kartta mittakaavassa 1: (Lehtonen ja muut 1984). Esiintymällä tehdyt geofysikaaliset maastomittaukset on kuvattu kultatutkimusraportissa. Geologian tutkimuskeskus on tutkinut alueen kromimarmoriesiintymiä luvulla (Pekkala 1972, Pekkala & Puustinen 1978). Tällöin tutkittiin mm. kairaamalla Siitosen, Sotkajärven ja Sinermänpalon esiintymiä (kuva 1), joista viimemainitusta on louhittu kromimarmoria 70- luvun puolivälistä alkaen, m 3 vuosittain. Kiveä on louhittu vain kesäaikana. Soretialehdon esiintymällä on voimassa Geologian tutkimuskeskuksen tekemä valtaus numero 4154/1, "Soretiajärvi 2". Valtaus on tehty esiintymän kultapotentiaalin vuoksi. Rakennuskivet kuuluvat yleensä maa-aineslain piiriin; marmori ja vuolukivi ovat kuitenkin kaivoslain alaisia raaka-aineita ja siten valtauskelpoisia.

5 Kuva 1. Soretialehdon kromimarmoriesiintymän sijainti 1: mittakaavaisella tiekartalla ja 1: mittakaavaisella peruskartalla. Alempaan karttaan on merkitty myös aikaisemmin tutkittujen kromimarmoriesiintymien ja nykyisen louhimon sijainti. 5

6 6 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1. Kairasydämistä tehdyt tutkimukset Noin 100 x 75 m 2 : n suuruiselle alueelle on kairattu yhteensä 23 reikää, joiden yhteispituus on noin 1000 metriä. Kromimarmorilävistyksiä on niissä yhteensä 480 m. Kairasydämet on tutkittu vain kromimarmorin osalta eikä kromimarmorin alapuolella olevia kivilajeja ole huomioitu lainkaan, lukuun ottamatta harmaata marmoria ja albiittijuonia. Kromimarmorin alapuolella oleva kivilaji on pääosin grafiittiliusketta, jolla ei ole rakennuskivikäyttöä. Kairanreikien sijainti ja numerointi ilmenee liitteestä 1. Kaikki reiät on kairattu 45 asteen kulmassa vaakatasoon nähden. Reikien suunta on 135, 45 tai 180 astetta. Kairaussuunnat on merkitty liitekarttaan nuolilla. Reikä RA81 on jätetty pois, koska se sijaitsee kromimarmorialueen ulkopuolella. Reikä RA78 on puolestaan jätetty pois, koska siinä putket katkesivat reikään; tilalle on kairattu uusi reikä tunnuksella RA79. Tilanpuutteen vuoksi on liitteestä 1 jätetty pois reikä RA91. Se sijaitsee aivan reiän RA92 vieressä. Kairareikien numerointi on jouduttu piirustusteknisistä syistä muuttamaan siten, että alkuperäisissä, maastoon merkityissä kairareikänumeroissa on numero 3 korvattu A:lla. Siten esimerkiksi reikä RA70 vastaa reikää R370, RA71 reikää R371 jne Värityypit Kairasydämistä määritettiin marmorin värivaihtelut tyypittämällä kivi neljään väriin/tyyppiin. Luokittelussa käytetyt värityypit ovat: 1) kromimarmori, "Golden Green" -tyyppi 2) kromimarmori, tummanvihreä 3) kromimarmori, Sinermänpalo -tyyppi 4) harmaa marmori

7 7 Lisäksi erotettiin: 5) albiittijuoni 6) kloriitti-karbonaattikivi 7) kvartsikarbonaattijuoni Kromimarmorityyppien, harmaan marmorin ja albiittijuonien ulkonäkö ja väri ilmenee kuvista 2-5. Valokuvien näytteet ovat halkaistuja ja kiillotettuja kairasydämiä, joiden koko on noin 8,5 x 4 cm. Kairasydämien väriluokitus, rakojen määrä ja ruosteisuushavainnot on koottu liitteisiin Havainnoista on piirretty myös profiilit, liitteet Muutokset värityypistä toiseen ovat usein vaiheittaisia ja niiden väliset rajat siten tulkinnanvaraisia. Kuva 2. Golden Green -tyyppinen kromimarmori. Mittakaava 5 cm.

8 8 Kuva 3. Tummanvihreä kromimarmori. Mittakaava 5 cm. Kuva 4. Sinermänpalo -tyyppinen kromimarmori. Mittakaava 5 cm.

9 9 Kuva 5. Harmaa marmori (2 kpl vas.) ja albiittijuonia (oik.). Mittakaava 5 cm. Profiileista käy ilmi, että rei'issä RA82, RA83, RA84, RA85 ja RA87 on pinnassa jotakin muuta kiveä kuin kromimarmoria, yleensä kloriittikarbonaattikiveä. Muissa rei'issä on pinnassa kromimarmoria, jotakin kolmesta edellä kuvatusta tyypistä. Rei'issä RA76, RA77, RA79 ja RA91 on pinnassa Golden Green -tyyppistä kromimarmoria. Rei`issä RA73, RA75, RA90 ja RA92 on pinnassa Sinermänpalotyyppistä kromimarmoria, joka kuitenkin viimeistään kolmen metrin syvyydessä muuttuu Golden Green- tyypiksi. Sinermänpalotyyppinen kromimarmori ulottuu vähintään viiden metrin syvyyteen rei`issä RA70, RA71, RA72, RA74, RA80, RA86 ja RA90. Tummanvihreää marmoria on pinnassa vain reiässä RA Rakomittaukset Kairasydämistä havainnoitiin kaikki raot ja niiden syvyys, jonka jälkeen laskettiin rakojen määrä metriä kohti, tasametreittäin. Rakojen määrä käy selville kairareikäprofiilin vieressä olevasta kuvaajasta (liitteet ). Rakojen määrä/m on taulukoitu myös liitteisiin

10 10 Koska kairauksissa ei otettu lainkaan suunnattuja näytteitä ja kaikki reiät ovat vinoreikiä, ei rakojen suuntaa voitu jälkeenpäin enää kontrolloida. Kromimarmorin rakoilu on todennäköisesti kuitenkin hyvin sekava eikä säännöllinen, kuten esimerkiksi graniiteilla. Profiileista nähdään, että kromimarmori on varsin rikkonaista verrattuna graniitteihin tai muihin syväkiviin. Kairausten perusteella kivi on ehyintä reikien RA89, RA90, RA91, RA92 muodostaman linjan kaakkoispuolella. Yksittäisistä rei'istä numerot RA74, RA80, RA89, RA90, RA91 ja RA92 ovat parhaita. Soretialehdon kromimarmorin rakotiheyksiä on alla verrattu Sinermänpalon kromimarmorin parhaimpien reikien rakotiheyksiin (Pekkala 1972). Vertailussa huomataan, että Soretialehdon kivi on edellä kerrotusta huolimatta keskimäärin ehyempää kuin Sinermänpalosta louhittava marmori. Taulukoissa 1-3 on verrattu Sinermänpalon ja Soretialehdon parhaimpien reikien rakotiheyksiä. Taulukko 1. Soretialehdon ja Sinermänpalon kromimarmorin rakovertailua, reiät RA74/Soretialehto ja R458/Sinermänpalo.

11 11 Taulukko 3. Soretialehdon ja Sinermänpalon kromimarmorin rakovertailua, reiät RA92/Soretialehto ja R462/Sinermänpalo. Taulukko 2. Soretialehdon ja Sinermänpalon kromimarmorin rakovertailua, reiät RA90 /Soretialehto ja R459/Sinermänpalo.

12 Ruosteisuus Kairasydämistä havainnoitiin kaikki ruosteiset osat ja ne on merkitty profiileihin yhtenäisellä viivalla. Ruosteisuus on aika yleistä varsinkin kallion pintaosassa, jonka raoissa virtaava vesi ruostuttaa kivessä olevia kiisuja ja rautamagnesiumkarbonaattia. Ruosteisuutta esiintyy yleensä 2-4 metrin syvyyteen asti. Ruosteisuus ei kuitenkaan rajoitu pelkästään kallion pintaosiin. Yleisen ruosteisuuden lisäksi havainnoitiin kapeat ruosteiset juonet (kuva 6). Ne näyttävät keskittyneen tummahkoon marmorityyppiin, sillä kirkkaanvihreässä Golden Green -tyypissä niitä ei juurikaan tavata. Ruosteisiin juoniin ei yleensä liity rakoja, vaan kivi on näiltä osin jopa tavallista ehyempää. Ruosteiset juonet ovat yleensä aika syvällä, sillä alle 10 metrin syvyydessä niitä ei rei'issä havaittu. Kuva 6. Ruosteisia juonia tummanvihreässä marmorissa. Mittakaava 5 cm.

13 13 Kairattu esiintymä näyttää olevan ruosteisuuden suhteen melko selvästi kaksiosainen, sillä reikien RA89 - RA80 muodostaman linjan kaakkoispuolella kivi on pintaosissa vähemmän ruosteista kuin linjan luoteispuolella. Tämä johtuu osittain siitä, että linjan luoteispuolelle jäävissä rei issä on pinnassa helposti ruostuvaa kloriittikarbonaattikiveä. Vähäruosteisia tai jopa täysin ruosteettomia reikiä on useita. Ruosteisuutta on runsaammin ainakin rei`issä RA75 ja RA76. Eheyden ja kivityypin puolesta parhaimmat reiät, RA88, RA89, RA90, RA91 ja RA92 ovat kaikki joko ruosteettomia tai vähäruosteisia Ohuthietutkimukset Marmorin hienorakeisuuden vuoksi tarkka mineraalikoostumuksen määritys ei ollut mahdollista. Kittilän alueen kromimarmorien tarkempaa mineralogista ja kemiallista koostumusta on kuvattu mm. Pekkalan ja Puustisen (1978) julkaisussa. Marmorin koostumus on tärkeimpien mineraalien osalta seuraava: Karbonaatti (dolomiitti + ankeriitti) Kvartsi Kiille (fuksiitti) Kloriitti Epidootti Kiisut Plagioklaasi Kiven väri tummenee kloriitin määrän kasvaessa. Kromimarmorin vihreä väri johtuu pääasiassa kromipitoisesta kiilteestä (fuksiitista), osittain myös epidootista. Ilmeisesti juuri epidootista johtuen Golden Green -tyyppi on joskus hyvin kirkkaanvihreää, jopa kellertävää. Kromimarmori sisältää myös jonkin verran kultaa, mistä johtuu kromimarmorille annettu työnimi, "Golden Green" Maatutkaluotaus Kromimarmoriin kokeiltiin myös maatutkaluotausta kiven eheyden selvittämiseksi. Luotauksessa käytettiin sekä 100 että 500 MHz:n antennia. Luotaukset on tehnyt ja tulkinnut FT Pauli Hänninen.

14 14 Maatutkaluotaus ei antanut selvää kuvaa kiven eheydestä. Tämä johtui suurimmaksi osaksi maapeitteistä, joiden antamat heijastukset häiritsivät kivestä tulevia heijastuksia. Pienellä paljastetulla alueella päästiin kokeilemaan maatutkaa suoraan kallion pinnalta, jolloin erottelukyky oli selvästi parempi. Maatutkaluotauksen tuloksia ja niiden tulkintoja säilytetään Geologian tutkimuskeskuksessa Rovaniemellä. Mikäli esiintymällä ryhdytään koelouhintaan, olisi sopivan koelouhintapaikan etsimiseen käytettävä maatutkaa, mutta vasta maanpoistojen ja kallion pesun jälkeen. Maatutkalla on saatu hyviä tuloksia mm. Kukkolan marmoriesiintymällä Torniossa, jossa luotaus päästiin tekemään paljastetun ja pestyn kallion päältä Koepalan irrotus ja koelevyjen työstö Kromimarmoriesiintymän paljastetusta osasta (liite 1) irrotettiin kiilaamalla noin 50 kilon painoinen koepala, josta teetettiin 30 x 30 cm ja 30 x 15 cm kokoisia koelevyjä. Levyt on sahattu Oulaisten Kivi Oy:n Louen tehtaalla, hionta ja kiillotus on tehty GTK:n aluetoimistossa Rovaniemellä. Koska koepala on otettu esiintymän pinnasta, on kiillotetuissa koelevyissä jonkin verran ruosteisuutta. Koelevyistä on kuvia sivuilla 15 ja 16. Kuviin 8 ja 9 on otettu vertailun vuoksi mukaan myös Sinermänpalon tuotannossa olevaa kromimarmoria. Ero värissä ja kuvioinnissa on selvä. Työstetyt koelevyt edustavat edellä kuvatussa väriluokittelussa (s.6) tummahkoa Golden Green -tyyppiä.

15 15 Kuva 7. Soretialehdon kromimarmoria. Levyjen koko 15 x 30 ja 28 x 30 cm. Kuva 8. Soretialehdon kromimarmoria oikealla ja vasemmalla. Keskellä Sinermänpalon kromimarmoria. Levyjen koko 15 x 30 cm.

16 Kuva 9. Soretianlehdon kromimarmorista koottu "koeseinä". Ylhäällä vasemmalla Sinermänpalon kromimarmoria. 16

17 17 3. AIHEEN ARVIOINTI JA TOIMENPIDESUOSITUKSET Soretialehdon kromimarmoriesiintymä on lähes vaaka-asentoinen laatta, jonka paksuus on tutkitulla alueella keskimäärin 15,60 m ja maapeitteen paksuus 2.80 m. Yleispiirteenä voidaan sanoa, että Soretialehdon kromimarmori on varsin rikkonaista verrattuna graniitteihin tai muihin syväkiviin. Syväkairaustuloksia vertaamalla voidaan kuitenkin todeta, että kivi on keskimäärin ehyempää kuin nykyisin louhittava Sinermänpalon kromimarmori. Soretialehdon kivi on monin paikoin ruosteista, varsinkin esiintymän rapautuneessa pintaosissa, mutta myös syvemmällä. Syvemmällä esiintyy myös kapeita ruosteisia juonia, jotka näyttävät keskittyneen tummahkoon kromimarmorityyppiin. Nämä juonet pilaavat monin paikoin sinänsä ehyen ja käyttökelpoisen kiven. Tosin tummanvihreä tyyppi on yleensä syvemmällä, kirkkaan vihreän kiven alla, joten käytännössä ruosteiset juonet eivät merkittävästi alenna kiven käyttökelpoisuutta. Tyyppinä Soretialehdon kromimarmori poikkeaa melko selvästi Sinermänpalon kivestä. Väri on voimakas, keltaiseen vivahtava vihreä ja kuviointi jonkun verran hillitympää. Voidaan siis perustellusti puhua uudesta kromimarmorityypistä, jolle saattaisi hyvinkin löytyä oma paikkansa Pohjois-Suomen suppeassa rakennuskivivalikoimassa. Soretialehdon esiintymästä löytyy Golden Green -tyyppisen kromimarmorin lisäksi myös vastaavaa kromimarmorityyppiä kuin Sinermänpalosta. Kairausten perusteella parhaimmat reiät, kiven eheys, värityyppi ja ruosteisuus huomioiden, ovat RA74, RA80, RA88, RA89, RA90, RA91 ja RA92. Edellä mainituista reiät RA80 ja RA88 ovat yksittäisiä, huonolaatuisemman kiven seassa olevia reikiä. Reiät RA74, RA89, RA90, RA91 ja RA92 muodostavat sen sijaan yhtenäisemmän alueen, johon mahdolliset jatkotutkimukset tulisi keskittää. Jatkotutkimuksissa tulisi poistaa maat em. reikien alueelta ja etsiä maatutkan avulla paras koelouhintapaikka. Kiven irrotuksessa kannattaisi kokeilla timanttivaijerisahausta saannin parantamiseksi. Kromimarmorivyöhyke jatkuu tutkitulta alueelta pohjoiseen ainakin 800 metriä, joten tutkimatonta rakennuskivipotentiaalia on alueella runsaasti. Nyt tutkittu aluehan on valittu nimen-

18 18 omaan kultatutkimuksia silmälläpitäen. Rakennuskivitutkimuksia kannattaisi laajentaa mäen korkeimpaan osaan, jossa kivi on todennäköisesti ehyempää. Soretialehdosta noin 1 km kaakkoon sijaitsevalla kummulla on lohkareiden perusteella myös kromimarmoria. Kairatussa kohteessa joudutaan todennäköisesti tekemisiin vesiongelmien kanssa, jos kiveä louhitaan vähänkään syvemmältä. Geologi Risto Vartiainen KIRJALLISUUS Lehtonen, M. ja muut, 1984 Keski-Lapin geologisen kartan selitys. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 71 + karttaliitteet. Mikkola, E., 1941 Geologisen kartan selitys, lehdet B7-C7-D7. Suomen geologinen yleiskartta, 1: (1937). Pekkala, Y., 1972 Selostus Kittilän kromimarmoritutkimuksista v Geologisen tutkimuslaitoksen raportti M84/2734/72/2. Pekkala, Y. & Puustinen, K., 1978 The chromian marbles of Finnish Lapland. Bull. Geol. Soc. Finl. 50, s LIITTEET Kairareikien sijainti, liite 1 Syväkairausraportit, liitteet Kairareikäprofiilit, liitteet LIITTYY Kairasydämet, Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemi Maatutkaluotauksen tulokset ja tulkinnat, Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemi Kiillotetut koelevyt, Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemi Ohuthieet, Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemi

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54